本发明专利技术公开一种基于石墨烯填料的通用电子浆料，其包括：含石墨烯的导电填料、有机载体、溶剂和助剂。由于石墨烯具有较好的电子电导性以及独特的二维片层状纳米结构使其更容易在有机载体中形成导电网络，因此石墨烯的加入提高了电子浆料的电导性。进一步地，导电填料还包含具有较高导电性的导电材料，进一步提高了电子浆料的导电性。本发明专利技术的电子浆料采用石墨烯和导电材料材相复合作为导电填料，具有良好的导电性。通过改变与石墨烯混合的导电材料的种类，以及调节石墨烯与不同种类导电材料的相对比例，可以使本发明专利技术的电子浆料获得较宽的电导率范围。本发明专利技术的电子浆料，电导率为1×10-3-1×103S/cm。本发明专利技术的浆料可被广泛应用，尤其可作为导电涂料、胶黏剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子浆料领域，特别涉及一种含有石墨烯导电填料的通用电子浆料。 该浆料所具有的较高导电能力，以及可获得的较宽导电范围，使得该浆料可以应用于导电涂层、电热涂层、电磁屏蔽涂层、导电薄膜，导电胶黏剂等领域。
技术介绍
电子浆料是指由导电填料与有机载体、溶剂，以及偶联剂、表面活性剂，触变剂等助剂所形成的导电复合材料。该类材料是用于制备敏感元器件、电阻网络、混合集成电路、 表面组装技术、显示器，以及各类电子分立元件的基础材料。通过丝网印刷、流平、干燥、烧结等工艺，电子浆料可被制成厚膜集成电路、电阻器、电阻网络、电容器、多层陶瓷电容器 (MLCC)、太阳能电池电极、LED冷光源、有机发光显示器(OLED)、印刷及高分辨率导电体、薄膜开关/柔性电路、敏感元器件以及其它电子元器件。同时电子浆料可作为导体油墨或导电涂料，被涂覆于具有高电阻率的承印物上，使之具有传导电流、排除积累静电荷、以及电磁屏蔽等功能。另外，电子浆料也可作为导电胶、经固化和干燥后既能有效的粘结各种材料，又具有导电性能。电子浆料由于具有高质量、高效益、技术先进、适用性广等特点，在信息和电子领域占有重要地位；被广泛应用于航空、航天、电子计算机、测量与控制系统、通信设备、医用设备、汽车工业、传感器、高温集成电路、民用电子产品等诸多领域。电子浆料的示意图参见图1。导电填料是电子浆料的重要组成部分。导电填料的选择，主要是根据需要选择合适的导电填料种类、形状和用量。常用的导电填料包括金属系填料，如银粉、镍粉和铜粉等；炭系填料，如石墨、炭黑、碳纤维以及碳纳米管等；金属氧化物系填料，如氧化锡、氧化锌等；以及复合填料等。导电填料的形状往往根据制备工艺的不同可以制成球状、片状、针状，以及纤维状粉末等多种形状。一般情况下，导电填料的粒子越小，涂料的导电性越好，而使用片状填料要比用球状填料的导电性要好。导电填料的用量选择对于浆料的性质也很重要用量过少会导致填料无法形成连续的网络，影响涂料的导电性能；而用量过多则会使涂层强度降低。在公开号为CN101619159A的中国专利文献中，李海燕和陈雪生提出了一种由功能性粉体和有机载体组成的电子浆料，其中功能性粉体为银、铜、无机玻璃等无机粉体，有机载体选择为包含有至少两种具有不同平均分子量的单分散性的有机树脂组合。然而银粉虽然具有化学稳定性好和导电性高的特点，但是其价格昂贵；而铜粉的抗氧化性比较差，性能不够稳定。在专利CN101345^53A中，季福根公开了一种太阳能硅光电池用无铅电子浆料的组成及制备方法，其中浆料的组成为70 75%的铝粉、20 25%的有机粘合剂、1 5%的无机玻璃粉，以及1 5%的添加剂。在专利CN101789456A中，张利娟等公开了一种太阳能电池用无铅铝浆，该铝浆组成为70 80%的铝粉、19 30%的有机粘合剂、0. 1 5%的无机玻璃粉以及0. 1 2%的添加剂。铝粉的导电性比较差，因此作为导电填料需要比较大的量。
技术实现思路
为解决以上技术方案的不足，本专利技术的目的是提供一种包含有石墨烯填料的新型通用电子浆料，该电子浆料具有较高的导电性能，以及成膜后可以具有较高的力学性能。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种基于石墨烯填料的通用电子浆料，包括导电填料、有机载体、溶剂和助剂，所述导电填料包含石墨烯。优选地，所述导电填料还包括除石墨烯之外的导电材料，其中，石墨烯、除石墨烯之外的导电材料、有机载体、溶剂、助剂的质量配比为石墨烯1 5份、除石墨烯之外的导电材料5 50份、有机载体30 99份、溶剂10 20份、助剂0. 1 10份。优选地，所述除石墨烯之外的导电材料包括下述材料中的一种或几种1)碳系填料，包括石墨、膨胀石墨、无定形碳、碳纤维、碳纳米管、活性炭、导电炭黑、有机物热解产生的导电碳材料；2)金属系填料的粉末、碎片和纤维，包括Ag、Cu、Pt、Au、半金属、过渡族金属； 3)化合物填料，其化学式为MmXn ；4)共轭结构的导电高分子聚合物中的一种或几种；其中，X为 0或S 或N，M 为 Li、Na、K、Mg、Ca、Al、Ti、k、Ge、V、Cr、Zr、Co、Ni、Zn、 Cu、Mn、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Ru、Ag、Sn、Si、Pb、In、Y、P 中的一种或几种；其中，0<m< 10,0 < η < 10，且Μ、X、m、η之间进行选择组合以使MmXn呈电中性。优选地，所述共轭结构的导电高分子聚合物为聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩或聚苯硫醚中的任意一种或两种以上。优选地，所述石墨烯为1)单层或层数介于1至20层之间且层内为碳原子以SP2杂化轨道组成六角形蜂巢状晶格且层间为碳原子以η键结合的薄片状碳材料；或者为2)含氟、氮、氧、羧基、羰基、羟基中一种或几种的石墨烯材料和/或插层石墨烯。优选地，还包括玻璃体，所述玻璃体按玻璃成分配比制备，所用的原料包括氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铋、硼酸，氧化钡中的任意一种或两种以上。优选地，所述有机载体为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、醇酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、 三聚氰胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、乙烯基树脂、纤维素类树脂、天然橡胶、合成橡胶中的任意一种或两种以上。优选地，所述溶剂为水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、二甲苯、正丁醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的任意一种或两种以上。优选地，所述助剂包括分散剂、消泡剂、流平剂中的任意一种或两种以上。优选地，导电填料、有机载体、助剂以混合、复合和/或物理接触的形式共存。优选地，所述电子浆料的电导率为IX 1(Γ3-1Χ 103S/cm。与现有技术相比，本专利技术的电子浆料，其包括含石墨烯的导电填料、有机载体、溶剂和助剂。其中导电填料均勻分布在有机载体的基体之中，溶剂用于溶解成膜树脂，而助剂则有助于导电填料能够更好地分布于有机载体的基体中，由于石墨烯具有较好的电子导电性，因此，石墨烯的加入提高了电子浆料的电子导电性。此外，石墨烯独特的二维片层状纳米结构能够使其更容易在成膜树脂的基体中形成导电网络，从而降低填料的使用量，可使最终涂层具有更优的力学性能。因此，本专利技术中的电子浆料采用成有机载体、石墨烯和其他导电材料相复合的形式，具有良好的导电性和最终的力学性能。实验结果证明，本专利技术所提供的电子浆料的电子电导率范围为lX10_3-lX103S/cm。进一步地，本专利技术中提供的电子浆料中所选用的导电填料，除了包含石墨烯外，还包括其他具有较高导电性的导电材料，从而进一步提高了电子浆料的导电性。附图说明图1为本专利技术实施例或现有技术中所制备的电子浆料示意图。 具体实施例方式石墨烯材料是一类具有单层或少数几层Sp2杂化的六方碳材料，多层结构中层间以η键形式结合，该材料的电子迁移率超过了 15000cm2/V · s,电阻率仅为10_6Ω · cm,因此其导电能力和载流密度都超过了银、铜以及单壁纳米碳管，是目前导电能力最好的材料。 同时，石墨烯的二维片状结构，能够使其更容易在基体中形成导电网络，从而降低填料的使用量。由此，本专利技术的基本构思为使用石墨烯作为导电填料，以获得具有更高导电能力的电子浆料；同时由于填料用量的降低，涂层能够具有更高的强度。下面对本专利技术实施例中的技术方案进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于石墨烯填料的通用电子浆料，包括导电填料、有机载体、溶剂和助剂，其特征在于，所述导电填料包含石墨烯。
【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯填料的通用电子浆料，包括导电填料、有机载体、溶剂和助剂，其特征在于，所述导电填料包含石墨烯。2.如权利要求1所述的基于石墨烯填料的通用电子浆料，其特征在于，所述导电填料还包括除石墨烯之外的导电材料，其中，石墨烯、除石墨烯之外的导电材料、有机载体、溶剂、助剂的质量配比为石墨烯1 5份、除石墨烯之外的导电材料5 50份、有机载体 30 99份、溶剂10 20份、助剂0. 1 10份。3.如权利要求2所述的基于石墨烯填料的通用电子浆料，其特征在于，所述除石墨烯之外的导电材料包括下述材料中的一种或几种1)碳系填料，包括石墨、膨胀石墨、无定形碳、碳纤维、碳纳米管、活性炭、导电炭黑、有机物热解产生的导电碳材料；2)金属系填料的粉末、碎片和纤维，包括Ag、Cu、Pt、Au、半金属、过渡族金属；3)化合物填料，其化学式为MmXn；4)共轭结构的导电高分子聚合物中的一种或几种；胃巾，X ^ 0 S N, M ^ Li, Na, K,Mg, Ca、Al、Ti、Sc、Ge、V、Cr、Zr、Co、Ni、Zn、Cu、 Mn、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Ru、Ag、Sn、Si、Pb、In、Y、P 中的一种或几种；其中，0 <m< 10,0 < η < 10，且Μ、X、m、η之间进行选择组合以使MmXn呈电中性。4.根据权利要求3所述的基于石墨烯填料的通用电子浆料，其特征在于，所述共轭结构的导电高分子聚合物为聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩或聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆平，张一鸣，周旭峰，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：97
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。