本发明专利技术公开了一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨及其制备方法与应用。以聚吡咯原位聚合纳米聚吡咯与导电炭黑混合形成复合导电填料，以0.1％聚乙烯吡咯烷酮的去离子水溶液为溶剂，以5％聚乙烯醇去离子水溶液作为粘合剂和稳定剂，通过简单混溶分散法制得聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨。该导电油墨中使用的聚吡咯/导电炭黑混合导电填料，充分利用聚吡咯、导电炭黑、聚乙烯醇三者之间的协同效应，制备的油墨具有良好导电性，固含量低、粘度小、流动性好，其在纸基和PET基材上具有均匀铺展性，坚固的附着性和优异的导电性，可以用于导电线路的构建。于导电线路的构建。于导电线路的构建。
【技术实现步骤摘要】
聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于材料科学
，具体涉及一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]低成本化、多功能化、高性能化、易降解及环保性等已成为目前印刷电子的发展趋势，导电油墨作为印制电子技术中使用的核心材料，其中的高分子导电油墨兼具金属和聚合物的性能，可应用于电容器、传感器、OLED、静电屏蔽和电极材料等方面，因其诸多优势受到了人们的广泛关注。纯炭黑导电油墨成本低、质量轻、性能稳定，是一种具有优异性能的填充剂，但其导电性能不佳；聚吡咯是一种稳定性优良，易于原位聚合成膜，具有高导电性、生物相容性等优点的导电聚合物，是制备导电油墨的理想高分子，但其易团聚交联形成孔穴状，使得成膜不致密。目前，氧化聚合法中的原位聚合是一种既能得到高性能聚吡咯、又能适合工业化生产的聚吡咯生产技术。在原位聚合法中，采用氯化铁作为氧化剂，通过添加表面活性剂、掺杂剂的方法制备纳米聚吡咯颗粒的技术已经成熟。聚吡咯/导电炭黑复合材料从理论上看，将聚吡咯与炭黑作为复合导电相制备聚吡咯基导电油墨，其中炭黑不仅可抑制聚吡咯的团聚，还能填充聚吡咯膜的孔穴间隙，则可制备出性能稳定的高导电性导电油墨。目前已经有关于聚吡咯/碳基材料复合双组份甚至多组分材料的报道，例如可以作为超级电容器电极材料的碳基聚吡咯/碳纳米管复合物，用于高效率染料敏化太阳能电池的聚吡咯/石墨薄片复合材料等。
[0003]申请号为201710869780.7的中国专利技术专利公开了一种石墨烯/聚吡咯/炭黑导电油墨及制备方法和柔性纸基书写导电线路，其制备的油墨具有良好的导电性和书写顺畅性，固含量低、粘度小、流动性好，但是这种导电油墨存在方阻大、稳定性低、在基材上的附着性能低等缺点。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨及其制备方法与应用。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]提供一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0007]A、将聚吡咯/导电炭黑复合材料混合后经过洗涤、过滤得到混合导电填料；
[0008]B、制备0.1％聚乙烯吡咯烷酮的去离子水溶液和5％聚乙烯醇的去离子水溶液；
[0009]C、将A制得的复合导电填料加入B制得中的0.1％聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，经过搅拌之后，得到聚吡咯/导电炭黑的分散液；
[0010]D、将C制得的聚吡咯/导电炭黑的分散液与B制得中的5％聚乙烯醇水溶液混合，经超声处理、搅拌之后，所得分散液即为聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨。
[0011]进一步地：步骤A中，以吡咯单体和导电炭黑为原料，采用原位聚合法制备聚吡咯/
导电炭黑复合材料，其中，导电炭黑、吡咯、三氯化铁的质量比为1
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16:34
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49:197
‑
284。
[0012]进一步地：步骤A中，混合导电填料为1.2
‑
2g；聚吡咯占混合导电填料的质量比为64％
‑
98％；导电炭黑占混合导电填料的质量比为2％
‑
32％。
[0013]进一步地：步骤B中，0.1％聚乙烯吡咯烷酮的去离子水溶液为40
‑
50mL；聚乙烯醇质量是复合导电填料质量的20
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40％。
[0014]进一步地：步骤C中，搅拌处理条件为：转速为2000
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5000r/min、时间为0.5h。
[0015]进一步地：步骤D中，超声处理条件为：功率为800
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1000W，超声时间为不超过1h；搅拌条件为：转速为200
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300r/min、时间为不超过0.5h。
[0016]进一步地：步骤D中，聚吡咯/导电炭黑的分散液与5％聚乙烯醇水溶液的质量比为3：1。
[0017]提供一种根据上述的聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨的制备方法制备得到的聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨。
[0018]提供一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨涂布在纸基上用作导电线路的应用。
[0019]提供一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨涂布在PET上用作导电线路的应用。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术以聚吡咯原位聚合纳米聚吡咯与导电炭黑混合形成复合导电填料，以0.1％聚乙烯吡咯烷酮的去离子水溶液为溶剂，以5％聚乙烯醇去离子水溶液作为粘合剂和稳定剂，通过简单混溶分散法制得聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨。该导电油墨中使用的聚吡咯/导电炭黑混合导电填料，充分利用聚吡咯、导电炭黑、聚乙烯醇三者之间的协同效应，制备的油墨具有良好导电性，固含量低、粘度小、流动性好，其在纸基和PET基材上具有均匀铺展性，坚固的附着性和优异的导电性，可以用于导电线路的构建。本专利技术工艺简单，有望为纸基或其他基材导电线路的构建提供新的导电油墨种类和方法。
附图说明
[0022]图1为实施例1
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5制得的导电油墨的电导率图；
[0023]图2为实施例6
‑
11制得的导电油墨的电导率图；
[0024]图3为实施例1
‑
11制得的导电油墨在纸基上的线阻随着长度变化而变化示意图；
[0025]图4为实施例1
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11制得的导电油墨在PET上的线阻随着长度变化而变化示意图；
[0026]图5为实施例1
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11制得的导电油墨在纸基上的方阻图；
[0027]图6为实施例1
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11制得的导电油墨在PET上的方阻图；
[0028]图7为实施例1
‑
5制得的导电油墨的粘度和转矩随转速变化而变化示意图；
[0029]图8为实施例6
‑
11制得的导电油墨的粘度和转矩随转速变化而变化示意图；
[0030]图9为实施例6制备的聚吡咯/聚乙烯醇导电油墨FTIR傅立叶红外光谱图；
[0031]图10为实施例6与对比例1制备的导电油墨稳定性随时间变化示意图；(左：加入聚乙烯醇；右：无聚乙烯醇)；
[0032]图11为实施例6制备的导电油墨在纸基上涂布的导电油墨线路断面激光共聚焦图；其中左图为厚实的导电油墨线路断面激光共聚焦图，右图为薄而致密的导电油墨线路
断面激光共聚焦图；
[0033]图12为实施例6制备的导电油墨在PET上涂布的导电油墨线路断面激光共聚焦图；其中左图为厚实的导电油墨线路断面激光共聚焦图，右图为薄而致密的导电油墨线路断面激光共聚焦图；
[0034]图13为实施例6制备的导电油墨涂布在纸基上用作导电线路的样品示意图；
[0035]图14为实施例6制备的导电油墨涂布在PET上用作导电线路的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将聚吡咯/导电炭黑复合材料混合后经过洗涤、过滤得到混合导电填料；B、制备0.1％聚乙烯吡咯烷酮的去离子水溶液和5％聚乙烯醇的去离子水溶液；C、将A制得的复合导电填料加入B制得中的0.1％聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，经过搅拌之后，得到聚吡咯/导电炭黑的分散液；D、将C制得的聚吡咯/导电炭黑的分散液与B制得中的5％聚乙烯醇水溶液混合，经超声处理、搅拌之后，所得分散液即为聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨。2.根据权利要求1所述的聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨的制备方法，其特征在于：步骤A中，以吡咯单体和导电炭黑为原料，采用原位聚合法制备聚吡咯/导电炭黑复合材料，其中，导电炭黑、吡咯、三氯化铁的质量比为1
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16:34
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49:197
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284。3.根据权利要求1所述的聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导电油墨的制备方法，其特征在于：步骤A中，混合导电填料为1.2
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2g；聚吡咯占混合导电填料的质量比为64％
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98％；导电炭黑占混合导电填料的质量比为2％
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32％。4.根据权利要求1所述的聚吡咯/导电炭黑/聚乙烯醇导...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹梅娟，李旭，李莎莎，杨霁，李路海，齐元胜，孙志成，莫黎昕，刘儒平，李亚玲，陈寅杰，方一，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：
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