CN104640808A - 包含石墨烯的组合物 - Google Patents

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Abstract

包含石墨烯片和至少一种酸的组合物。所述组合物可任选包含聚合物。它们可为油墨或涂料的形式。所述酸可为有机酸或无机酸。所述酸在水中的pKa优选小于约4，或更优选小于约3，或还更优选小于约2.5。在水中的pKa可小于约2，或小于约1，或小于约0。无机酸的实例包括硫酸、盐酸、硝酸、亚硝酸、磷酸、硼酸、氢溴酸、高氯酸等。酸的实例包括基于硫的酸，例如磺酸、聚磺酸、亚磺酸，包括单体和聚合有机磺酸，例如芳族磺酸例如苯磺酸、烷基苯磺酸、烷基和脂族磺酸、甲苯磺酸和萘磺酸。

Description

包含石墨烯的组合物
相关申请引用
本申请要求以下申请的优先权：2011年11月14日提交的美国临时申请61/559715，2012年2月7日提交的61/596216，2012年2月7日提交的61/596220，和2012年2月8日提交的61/596224，其全体内容通过引用在此并入。
发明领域
本发明涉及包含石墨烯和至少一种酸的组合物。
关于联邦资助的研究与开发的声明
本发明使用NSF提供的许可号为IIP-1152700和IIP-1046880的政府支持而完成。政府具有本发明的某些权利。
背景
由于它的许多优良的性质，石墨烯越来越多地用于许多实际应用：导电油墨和涂料、聚合物复合物、传感器(例如气敏传感器、生物传感器等)、电极、热转印应用、储能装置(例如电池和超级电容器)、太阳能电池等。在一些情况下，石墨烯以与其它的组分（例如聚合粘结剂，其可提高所述组合物的机械性能，还有其他优点）的组合物来使用。即使成功的石墨烯已经有许多这样的应用，还是期望获得具有增强的性质（例如电导率、热导率、机械性能等）的石墨烯组合物。
发明概要
本文公开和请求保护的为包含石墨烯片和至少一种酸的组合物。所述组合物还可包含一种或多种粘结剂。本文还公开和请求保护包含含有石墨烯片和至少一种酸的组合物的油墨和涂料。
发明详述
所述组合物包含石墨烯片和至少一种酸。它们可任选包含至少一种聚合物。
所述组合物还可包含一种或多种酸催化剂。所述酸可为有机酸或无机酸。所述酸在水中的pKa优选小于约4，或更优选小于约3，或还更优选小于约2.5。在水中的pKa可小于约2，或小于约1，或小于约0。所述酸可为封闭(blocked)的形式。在这样的情况下，pKa基于未封闭的酸。所述酸可为固化催化剂。
无机酸的实例包括硫酸、盐酸、硝酸、亚硝酸、磷酸、硼酸、氢溴酸、高氯酸等。
酸的实例包括基于硫的酸，例如磺酸、聚磺酸(例如二磺酸)、亚磺酸、包括单体和聚合有机磺酸，例如芳族磺酸例如苯磺酸、烷基苯磺酸、烷基和脂族磺酸、甲苯磺酸和萘磺酸。磺酸的实例包括单体磺酸，例如对甲苯磺酸、苯磺酸、甲酚磺酸、4-乙基苯磺酸、二甲苯磺酸、二甲基苯磺酸、羟苯磺酸、二壬基萘磺酸(DNNSA)、二壬基萘二磺酸(DNNDSA)、十二烷基苯磺酸(DDBSA)、甲磺酸等。实例还包括磺酸树脂例如聚(苯乙烯磺酸)、磺化含氟聚合物(例如磺化四氟乙烯(例如Nafion®))等。
所述酸可为基于磷的酸，例如磷酸和它的衍生物、亚磷酸和它的衍生物、基于有机磷和磷酸酯的酸，例如烷基和二烷基酸式磷酸酯等。实例包括酸式磷酸戊酯、酸式磷酸二戊酯、酸式磷酸丁酯、酸式磷酸二丁酯、酸式磷酸乙酯、酸式磷酸二乙酯、酸式磷酸辛酯、酸式磷酸二辛酯等。它们可为基于磷的酸的金属盐，例如磷酸和磷酸酯的金属盐。
在一些情况下，酸可以相对于石墨烯片按以下重量比存在：约0.1:99.9-约75:25，或约0.5:99.5-约75:25，或约0.5:99.5-约50:50，或约0.5:99.5-约25:75，或约0.5:99.5-约15:85，或约0.5:99.5-约10:90，或约0.5:99.5-约5:95，或约1:99-约75:25，或约1:99-约50:50，或约1:99-约25:75，或约1:99-约15:85，或约1:99-约10:90，或约1:99-约5:95，或约2:98-约75:25，或约2:98-约50:50，或约2:98-约25:75，或约2:98-约15:85，或约2:98-约10:90，或约2:98-约5:95，或约5:95-约50:50，约5:95-约25:75，约10:90-约75:25，约10:90-约50:50，约10:90-约25:75。
石墨烯片为优选具有约100-约2630m2/g的表面积的石墨片。在一些实施方案中，石墨烯片主要地、几乎完全地或完全地包含完整片状剥落的石墨单片(这些大约为≤1nm厚且通常称为“石墨烯”)，而在其它实施方案中，至少部分石墨烯片可包含部分片状剥落的石墨片，其中两个或更多个石墨片未彼此片状剥离。石墨烯片可包含完全地和部分地片状剥落的石墨片的混合物。石墨烯片不同于碳纳米管。石墨烯片可具有“片状(platey)”(例如二维)结构且不具有碳纳米管的针状形式。石墨烯片的两个最长尺寸可各自为所述片的最短尺寸(即厚度)的至少约10倍大，或至少约50倍大，或至少约100倍大，或至少约1000倍大，或至少约5000倍大，或至少约10,000倍大。
可使用任何适合的方法制造石墨烯片。例如，它们可由石墨、氧化石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨等获得。它们可通过石墨的物理剥离获得，通过例如将石墨烯片剥落、研磨或碾磨。它们可由无机前体例如碳化硅制造。它们可通过化学气相沉积制造(例如通过甲烷和氢在金属表面上反应)。它们可通过用金属(例如碱金属如钠)还原醇如乙醇，及醇盐产物的后续热解而制造(Nature Nanotechnology (2009)，4，30-33报导这种方法)。它们可通过石墨在分散体中的片状剥落或氧化石墨在分散体中的片状剥落和随后还原片状剥落的氧化石墨而制成。石墨烯片可通过以下制成：使可膨胀石墨片状剥落，然后***，以及超声处理或分离经***的片的其它手段(参见，例如，Nature Nanotechnology(2008)，3，538-542)。它们可通过石墨的***及后续使产物在悬浮液中热片状剥落等而制造。
石墨烯片可由氧化石墨(也称为石墨酸或氧化石墨烯)制成。石墨可用氧化剂和/或***剂处理且经片状剥落。石墨还可用***剂处理且经电化学氧化和片状剥落。石墨烯片可通过将石墨和/或氧化石墨在液体(其可包含表面活性剂和/或***剂)中的悬浮液超声片状剥落来形成。片状剥落氧化石墨的分散液或悬浮液可随后还原成石墨烯片。石墨烯片还可通过对片状剥落石墨或氧化石墨(其随后被还原成石墨烯片)的机械处理(例如研磨或碾磨)形成。
氧化石墨还原成石墨烯可借助于化学还原且可在分散液等之中对干形式的氧化石墨进行。有用的化学还原剂的实例包括但不限于肼(例如肼、N,N-二甲基肼等)、硼氢化钠、柠檬酸、氢醌、异氰酸酯(例如异氰酸苯酯)、氢、氢等离子体等。片状剥落氧化石墨在载体(例如水、有机溶剂或溶剂的混合物)中的分散液或悬浮液可使用任何适合的方法制造(例如超声处理和/或机械研磨或碾磨)且还原成石墨烯片。
氧化石墨可通过本领域已知的任何方法生产，例如通过一种方法，其包括使用一种或多种化学氧化剂和任选***剂例如硫酸来氧化石墨。氧化剂的实例包括硝酸、硝酸盐(例如硝酸钾和硝酸钠)、高氯酸盐、氯酸钾、氯酸钠、铬酸、铬酸钾、铬酸钠、重铬酸钾、重铬酸钠、过氧化氢、高锰酸钠和高锰酸钾、磷酸(H3PO4)、五氧化二磷、亚硫酸氢盐等。优选的氧化剂包括KClO4、HNO3和KClO3；KMnO4和/或NaMnO4；KMnO4和NaNO3；K2S2O8和P2O5和KMnO4；KMnO4和HNO3；和HNO3。优选的***剂包括硫酸。石墨还可用***剂处理且经电化学氧化。制造氧化石墨的方法的实例包括Staudenmaier（Ber. Stsch. Chem. Ges. (1898)，31，1481）和Hummers (J.Am.Chem.Soc. (1958)，80，1339)描述的那些。
制备石墨烯片的方法的一个实例为将石墨氧化成氧化石墨，然后将其热片状剥落以形成石墨烯片(也称为热片状剥落的氧化石墨)，如US 2007/0092432所述，其公开内容通过引用在此并入本文。如此形成的石墨烯片在它们的X射线衍射图案中可显示极少或没有相应于石墨或氧化石墨的信号。
所述热片状剥落可按连续、半连续分批等方法进行。
加热可以分批方法或连续方法进行且可在不同气氛中进行，包括惰性和还原性气氛(例如氮、氩和/或氢气氛)。加热时间可从几秒以下或几小时或更高变化，取决于使用的温度和在最终热片状剥落的氧化石墨中期望的特性。加热可在任何适当的容器中进行，例如熔凝石英、矿物、金属、碳(例如石墨)、陶瓷等容器。可使用闪光灯或微波进行加热。在加热期间，氧化石墨可包含在单一分批反应容器中基本不变的位置，或可在反应期间以连续或分批方式传输经过一个或多个容器。可使用任何合适的手段进行加热，包括使用炉和红外加热器。
可进行氧化石墨的热片状剥落和/或还原的温度的实例为至少约150℃、至少约200℃、至少约300℃、至少约400℃、至少约450℃、至少约500℃、至少约600℃、至少约700℃、至少约750℃、至少约800℃、至少约850℃、至少约900℃、至少约950℃、至少约1000℃、至少约1100℃、至少约1500℃、至少约2000℃和至少约2500℃。优选的范围包括约750℃-约3000℃、约850-2500℃、约950-约2500℃、约950-约1500℃、约750-约3100℃、约850-2500℃或约950-约2500℃。
加热时间可以为小于一秒至许多分钟。例如，加热时间可小于约0.5秒、小于约1秒、小于约5秒、小于约10秒、小于约20秒、小于约30秒或小于约1分钟。加热时间可至少约1分钟、至少约2分钟、至少约5分钟、至少约15分钟、至少约30分钟、至少约45分钟、至少约60分钟、至少约90分钟、至少约120分钟、至少约150分钟、至少约240分钟、约0.01秒-约240分钟、约0.5秒-约240分钟、约1秒-约240分钟、约1分钟-约240分钟、约0.01秒-约60分钟、约0.5秒-约60分钟、约1秒-约60分钟、约1分钟-约60分钟、约0.01秒-约10分钟、约0.5秒-约10分钟、约1秒-约10分钟、约1分钟-约10分钟、约0.01秒-约1分钟、约0.5秒-约1分钟、约1秒-约1分钟、不超过约600分钟、不超过约450分钟、不超过约300分钟、不超过约180分钟、不超过约120分钟、不超过约90分钟、不超过约60分钟、不超过约30分钟、不超过约15分钟、不超过约10分钟、不超过约5分钟、不超过约1分钟、不超过约30秒、不超过约10秒或不超过约1秒。在加热过程期间，温度可改变。
加热速率的实例包括至少约120℃/分钟、至少约200℃/分钟、至少约300℃/分钟、至少约400℃/分钟、至少约600℃/分钟、约800℃/分钟、至少约1000℃/分钟、至少约1200℃/分钟、至少约1500℃/分钟、至少约1800℃/分钟和至少约2000℃/分钟。
石墨烯片可经锻烧或还原成具有更高碳:氧比的石墨烯片，通过在还原性气氛条件下加热(例如，在用惰性气体或氢吹扫过的体系中)。还原/退火温度优选至少约300℃、或至少约350℃、或至少约400℃、或至少约500℃、或至少约600℃、或至少约750℃、或至少约850℃、或至少约950℃、或至少约1000℃。使用的温度可为，例如约750-约3000℃、或约850-2500℃、或约950-约2500℃。
加热时间可例如，至少约1秒、或至少约10秒、或至少约1分钟、或至少约2分钟、或至少约5分钟。在一些实施方案中，加热时间为至少约15分钟、或约30分钟、或约45分钟、或约60分钟、或约90分钟、或约120分钟、或约150分钟。在退火/还原过程期间，温度可在这些范围之内变化。
加热可在多种条件下进行，包括在惰性气氛(例如氩或氮)或还原性气氛中，例如氢(包括稀释在惰性气体例如氩或氮中的氢)，或在真空下。加热可在任何适当的容器中进行，例如熔凝石英或矿物或陶瓷容器或金属容器。被加热的材料(包括任何原始物料和任何产物或中间物)可包含在单一分批反应容器中基本不变的位置，或可在连续或分批反应中在反应期间传输经过一个或多个容器。加热可使用任何合适的手段进行，包括炉和红外加热器的使用。
石墨烯片优选具有以下表面积：至少约100m2/g至或至少约200m2/g、或至少约300m2/g、或至少约350m2/g、或至少约400m2/g、或至少约500m2/g、或至少约600m2/g、或至少约700m2/g、或至少约800m2/g、或至少约900m2/g、或至少约700m2/g。所述表面积可为约400-约1100m2/g。理论最大表面积经计算可为2630m2/g。表面积包括它们之间的所有值和子值，尤其是包括400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500和2630m2/g。
石墨烯片可具有以下的数均长宽比：约100-约100,000、或约100-约50,000、或约100-约25,000、或约100-约10,000(其中“纵横比”定义为所述片的最长尺寸与最短尺寸的比率)。
表面积可使用77K下的氮吸附/BET法或在液体溶液中的亚甲基蓝(MB)染色法测量。
染色法如下进行：将已知量的石墨烯片添加到烧瓶中。然后将每克石墨烯片至少1.5g的MB加入到烧瓶中。将乙醇添加到烧瓶中且将混合物超声处理约15分钟。然后将乙醇蒸发且将已知量的水添加到烧瓶中以再溶解游离的MB。使不溶材料沉降，优选通过将样品离心分离。MB在溶液中的浓度使用紫外-可见分光光度计测定，通过测量在λmax=298nm下相对于标准浓度吸收的吸收。
初始添加的MB的量和通过紫外-可见分光光度法测定的存在于溶液中的量之间的差异认为是已经吸附在石墨烯片表面上的MB的量。然后石墨烯片的表面积使用每1mg吸附的MB覆盖2.54m2表面积的值计算。
石墨烯片可具有约0.01-至少约200kg/m3的体积密度。体积密度包括它们之间的所有值和子值，尤其是包括0.05、0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、35、50、75、100、125、150和175kg/m3。
石墨烯片可使用以下官能化：例如含氧官能团(包括，例如羟基、羧基和环氧基)且通常具有至少约1:1、或更优选至少约3:2的总体碳:氧摩尔比(C/O比)，通过本体元素分析测定。碳:氧比的实例包括：约3:2-约85:15、约3:2-约20:1、约3:2-约30:1、约3:2-约40:1、约3:2-约60:1、约3:2-约80:1、约3:2-约100:1、约3:2-约200:1、约3:2-约500:1、约3:2-约1000:1、约3:2-大于1000:1、约10:1-约30:1、约80:1-约100:1、约20:1-约100:1、约20:1-约500:1、约20:1-约1000:1、约50:1-约300:1、约50:1-约500:1、和约50:1-约1000:1。在一些实施方案中，碳:氧比为至少约10:1、或至少约15:1、或至少约20:1、或至少约35:1、或至少约50:1、或至少约75:1、或至少约100:1、或至少约200:1、或至少约300:1、或至少约400:1、或至少500:1、或至少约750:1、或至少约1000:1、或至少约1500:1、或至少约2000:1。碳:氧比也包括这些范围之间的所有值和子值。
石墨烯片可包含原子尺度的扭结。这些扭结可由石墨基部平面的二维六方晶格结构中晶格缺陷的存在或化学官能化引起。
所述组合物还可包含石墨(包括天然的、结晶的，及合成的、退火的、热解的、高度取向热解的等石墨)。石墨:石墨烯片的重量比可为约2:98-约98:2、或约5:95-约95:5、或约10:90-约90:10、或约20:80-约80:20、或约30:70-70:30、或约40:60-约90:10、或约50:50-约85:15、或约60:40-约85:15、或约70:30-约85:15。
石墨烯片可包含具有不同粒径分布和/或形貌的两种或更多石墨烯粉末。石墨还可包含具有不同的粒径分布和/或形貌的两种或更多石墨粉末。
石墨烯片和酸可与聚合物组合以制备复合物(包括聚合物复合物)等。它们可在有或没有聚合物粘合剂下分散在一种或多种溶剂中。它们可用于热转印应用。它们可用在电极上，例如用于以下的那些：太阳能电池(包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池等)、发光二极管、电池(例如用于可再充电、锂离子、锂聚合物、锂空气等电池的电极)、电容器(包括超级电容器)等。聚合物复合物可用于阻气应用。橡胶复合物可用于轮胎应用。组合物可为粘合剂的形式。
组合物可为油墨和涂料的形式。术语“油墨”和“涂料”意指其形式适合于涂敷到基底的组合物，以及在其涂敷到基底后、当其涂覆到基底时、和在任何涂敷后处理(例如蒸发、交联、固化等)之前及之后两种情况下的材料。油墨和涂料组合物的组分可在这些阶段期间变化。油墨和涂料可任选还包含聚合粘合剂。
石墨烯片和酸可使用任何适合的方法与聚合物组合，包括熔体加工(使用例如单螺杆或双螺杆挤出机、共混器、捏合机、班伯里混合机等)和溶液/分散液共混。聚合物可用作粘结剂。当使用时，聚合物可为热固型、热塑型、非可熔体加工的聚合物等。聚合物还可包含单体，其可在将涂料涂敷到基底之前、期间或之后聚合。聚合粘结剂在所述涂料已经涂敷于基底之后可经交联或固化。聚合物的实例包括但不限于聚烯烃(例如聚乙烯、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯、聚丙烯和烯烃共聚物)、苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBS)、丁基橡胶、乙烯/丙烯共聚物(EPR)、乙烯/丙烯/二烯单体共聚物(EPDM)、聚苯乙烯(包括耐冲性聚苯乙烯)、聚(乙酸乙烯酯)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚(乙烯醇)、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、聚(乙烯醇缩丁醛)(PVB)、聚(乙烯醇缩甲醛)、聚(甲基丙烯酸甲酯)和其它丙烯酸酯聚合物和共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯聚合物、甲基丙烯酸酯共聚物、衍生自一种或多种丙烯酸酯的聚合物、甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸酯等)、烯烃和苯乙烯共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)、苯乙烯/丙烯腈聚合物(SAN)、苯乙烯/马来酸酐共聚物、异丁烯/马来酸酐共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、聚(丙烯腈)、聚(乙酸乙烯酯)和聚(乙酸乙烯酯)共聚物、聚(乙烯基吡咯烷酮)和聚(乙烯基吡咯烷酮)共聚物、乙酸乙烯酯和乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺、聚酯、液晶聚合物(LCP)、聚(乳酸)(PLA)、聚(氧化亚苯基)(PPO)、PPO-聚酰胺合金、聚砜(PSU)、聚硫化物、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺、聚氧化亚甲基(POM)均聚物和共聚物、聚醚酰亚胺、氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)、聚(氟乙烯)、聚(偏氟乙烯)、聚(偏氯乙烯)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚氨酯(热塑性和热固性(包括交联的聚氨酯例如那些交联的胺等)、芳族聚酰胺(例如Kevlar®和Nomex®)、聚硫化物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚硅氧烷(包括聚二亚甲基硅氧烷、二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷共聚物、乙烯基二甲基硅氧烷封端的聚(二甲基硅氧烷)等)、弹性体、环氧聚合物(包括交联的环氧聚合物例如用聚砜、胺等交联的那些)、聚脲、醇酸树脂、纤维素聚合物(例如硝化纤维素、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素和醋酸丁酸纤维素)、聚醚(例如聚(氧化乙烯)、聚(氧化丙烯)、聚(丙二醇)、氧化物/氧化丙烯共聚物等)、丙烯酸胶乳聚合物、聚酯丙烯酸酯低聚物和聚合物、聚酯二醇二丙烯酸酯聚合物、紫外硬化树脂等。
弹性体的实例包括但不限于：聚氨酯、共聚醚酯、橡胶(包括丁基橡胶和天然橡胶)、苯乙烯/丁二烯共聚物、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBS)、聚异戊二烯、乙烯/丙烯共聚物(EPR)、乙烯/丙烯/二烯单体共聚物(EPDM)、聚硅氧烷和聚醚(例如聚(氧化乙烯)、聚(氧化丙烯)和它们的共聚物)。
聚酰胺的实例包括但不限于脂族聚酰胺(例如聚酰胺4,6；聚酰胺6,6；聚酰胺6；聚酰胺11；聚酰胺12；聚酰胺6,9；聚酰胺6,10；聚酰胺6,12；聚酰胺10,10；聚酰胺10,12；和聚酰胺12,12)、脂环聚酰胺和芳族聚酰胺(例如聚(间苯二甲基己二酰胺)(聚酰胺MXD,6))和聚对苯二甲酰胺例如聚(十二亚甲基对苯二甲酰胺)(聚酰胺12,T)、聚(十亚甲基对苯二甲酰胺)(聚酰胺10,T)、聚(九亚甲基对苯二甲酰胺)(聚酰胺9,T)、六亚甲基对苯二甲酰胺和六亚甲基己二酰胺的聚酰胺、六亚甲基对苯二甲酰胺和2-甲基五亚甲基对苯二甲酰胺的聚酰胺等。聚酰胺可为具有约120-255℃熔点的聚合物和共聚物(即具有至少两个不同的重复单元的聚酰胺)，其包括具有约230℃或更低熔点的脂族共聚酰胺、具有约210℃或更低熔点的脂族共聚酰胺、具有约200℃或更低熔点的脂族共聚酰胺、具有约180℃或更低熔点的脂族共聚酰胺等。这些的实例包括按商标名Macromelt由Henkel销售和按Versamid由Cognis销售的那些。
丙烯酸酯聚合物的实例包括通过一种或多种丙烯酸(包括丙烯酸、甲基丙烯酸等)和它们的衍生物(例如酯)的聚合制造的那些。实例包括丙烯酸甲酯聚合物、甲基丙烯酸甲酯聚合物和甲基丙烯酸酯共聚物。实例包括衍生自以下的聚合物：一种或多种丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-乙基己基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、丙烯腈等。聚合物可包含衍生自其它单体的重复单元，例如烯烃(例如乙烯、丙烯等)、乙酸乙烯酯、乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮等。它们可包括部分中和的丙烯酸酯聚合物和共聚物(例如离聚物树脂)。
聚合物的实例包括通过Lucite International,Inc提供的Elvacite®聚合物，包括Elvacite®2009、2010、2013、2014、2016、2028、2042、2045、2046、2550、2552、2614、2669、2697、2776、2823、2895、2927、3001、3003、3004、4018、4021、4026、4028、4044、4059、4400、4075、4060、4102等。其它的聚合物种类包括Bynel®聚合物(例如DuPont提供的Bynel®2022)和Joncryl®聚合物(例如Joncryl®678和682)。
聚酯的实例包括但不限于聚(亚丁基对苯二甲酸酯)(PBT)、聚(亚乙基对苯二甲酸酯)(PET)、聚(1,3-亚丙基对苯二甲酸酯)(PPT)、聚(亚乙基对萘二甲酸酯)(PEN)、聚(环己烷二甲醇对苯二甲酸酯)(PCT))等。
在一些实施方案中，聚合物具有以下酸值：至少约5、或至少约10、或至少约15、或至少约20。
在一些实施方案中，至少一种聚合物的玻璃态转化温度不大于约100℃、90℃、或不大于约80℃、或不大于约70℃、或不大于约60℃、或不大于约50℃或不大于约40℃。
在一些情况下，当使用粘合剂时，其相对于石墨烯片和石墨(当使用时)可按以下量存在：约1-约99重量%、或约1-约50重量%、或约1-约30重量%、或约1-约20重量%、或约5-约80重量%、或约5-约60重量%、或约5-约30重量%、或约15-约85重量%、或约15-约60重量%、或约15-约30重量%、或约25-约80重量%、或约25-约50重量%、或约40-约90重量%、或约50-约90重量%、或约70-约95重量%，基于粘合剂和石墨烯加石墨（当存在时）的总重量。
石墨烯片和酸可分散在其中的溶剂的实例包括水、蒸馏的或合成的异链烷烃(如Isopar®和Norpar®(两者均由Exxon制造)和Dowanol®(由Dow制造)、柑橘萜烯和包含柑橘萜烯的混合物(例如Purogen、Electron和Positron(全部由Ecolink制造))、萜烯和萜烯醇(包括萜品醇，包括α-萜品醇)、柠檬烯、脂族石油馏分、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、庚醇、辛醇、二丙酮醇、丁基二醇等)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、环己酮、异丁酮、2,6,8,三甲基-4-壬酮等)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸卡必醇等)、乙二醇醚、酯和醇(例如2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、丙二醇单甲醚和其它丙二醇醚；乙二醇单丁醚、2-甲氧基乙基醚(二甘醇二甲醚)、丙二醇甲醚(PGME)；和其它乙二醇醚；乙二醇醚乙酸酯和丙二醇醚乙酸酯、二甘醇单***乙酸酯、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯(PGMEA)；和己二醇(例如Hexasol™(由SpecialChem提供))、二元酸酯(例如琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯)、二甲基亚砜(DMSO)、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮(DMPU)、酰亚胺、酰胺(例如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺等)、环酰胺(例如N-甲基吡咯烷酮和2-吡咯烷酮)、内酯(例如β-丙内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-丁内酯、ε-己内酯)、环酰亚胺(例如咪唑烷酮例如N,N’-二甲基咪唑烷酮(1,3-二甲基-2-咪唑烷酮))、芳族溶剂芳族溶剂混合物(例如甲苯、二甲苯、均三甲苯、异丙苯等)、石油馏分、石脑油(例如VM&P石脑油)和上述的两个或更多个的混合物，以及上述的一个或多个与其它载体的混合物。溶剂可为低VOC或无VOC溶剂、非危害性空气污染溶剂和非卤化溶剂。
组合物可包含以下添加剂：例如分散助剂(包括表面活性剂、乳化剂和润湿助剂)、粘合助剂、增稠剂(包括粘土)、消泡剂和阻泡剂、生物杀灭剂、附加填料、流动增强剂、稳定剂、交联和固化剂、导电添加剂等。
分散助剂的实例包括乙二醇醚(例如聚(氧化乙烯)、衍生自氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物(例如由BASF按Pluronic®商标名销售的那些)、炔属二醇(例如2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇乙氧基化物和由Air Products以商标名Surfynol®和Dynol®销售的其它)、羧酸盐(包括碱金属和铵盐)和聚硅氧烷。
助磨剂的实例包括硬脂酸盐(例如Al、Ca、Mg和Zn硬脂酸盐)和炔述二醇(例如由Air Products以商标名Surfynol®和Dynol®销售的那些)。
粘合助剂的实例包括钛螯合物和其它钛化合物例如磷酸钛络合物(包括丁基磷酸钛)、钛酸酯、二异丙氧基钛二(乙基-3-氧基丁酸酯、异丙氧基钛乙酰丙酮酸酯和由Johnson-Matthey Catalysts按商标Vertec销售的其它。
增稠剂的实例包括乙二醇醚(例如聚(氧化乙烯)、衍生自氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物(例如由BASF按商标名Pluronic®销售的那些)、长链羧酸盐(如铝、钙、锌等的硬脂酸盐、油酸盐、棕榈酸盐等)、硅铝酸盐(例如由Unimin Specialty Minerals按名称Minex®及由Evonik Degussa按Aerosil®9200销售的那些)、热解二氧化硅、天然和合成沸石等。
组合物可任选地包含至少一种“多链脂质”，该术语是指天然生成的或合成的具有极性首端基团和与其连接的至少两个非极性的尾端基团的脂质。极性首端基团的实例包括含含有氧、硫和卤素的、磷酸酯、酰胺、铵基、氨基酸(包括α-胺酸)、糖类、多糖、酯(包括甘油酯)、两性离子基团等。
尾端基团可相同或不同。尾端基团的实例包括烷、烯、炔、芳族化合物等。它们可为烃、官能化烃等。尾端基团可为饱和或不饱和的。它们可为线性或支化的。尾端基团可衍生自脂肪酸，例如油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、芥子酸、花生四烯酸、亚油酸、亚麻酸、油酸等。
多链脂质的实例包括但不限于卵磷脂和其它磷脂(例如磷脂酰胆碱、磷酸甘油脂(包括磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷酯酰乙醇胺(脑磷脂)和磷脂酰甘油)和鞘磷脂)；糖脂(例如葡糖基-脑苷脂)；糖脂；鞘脂(例如神经酰胺、甘油二酯和甘油三酯、磷酸鞘脂和糖鞘脂)；等。它们可为两性的，包括两性离子的。
组合物可任选地包含电和/或热传导组分，例如金属(包括金属合金)、传导性金属氧化物、传导性的碳、聚合物、金属涂布材料等。这些组分可采用多种形式，包括颗粒、粉末、薄片、箔、针等。
金属实例包括但不限于银、铜、铝、铂、钯、镍、铬、金、锌、锡、铁、金、铅、钢、不锈钢、铑、钛、钨、镁、黄铜、青铜、胶态金属等。金属氧化物的实例包括氧化锑锡和氧化铟锡和例如涂布有金属氧化物的填料的材料。金属和金属氧化物涂布的材料包括但不限于金属涂布的碳和石墨纤维、金属涂布的玻璃纤维、金属涂布的玻璃珠、金属涂布的陶瓷材料(例如珠粒)等。这些材料可涂布有多种金属，包括镍。
导电聚合物的实例包括但不限于聚乙炔、聚亚乙基二氧基噻吩(PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)、PEDOT:PSS共聚物、聚噻吩和聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚(2,5-二(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)(PBTTT)、聚(亚苯基亚乙烯基)、聚芘、聚咔唑、聚薁、聚氮杂 、聚芴、聚萘、聚异萘、聚苯胺、聚吡咯、聚(硫化亚苯基)、聚咔唑(polycarbozole)、聚吲哚、聚苯撑，上述一个或多个的共聚物等，以及它们的衍生物和共聚物。导电聚合物可为掺杂的或未掺杂的。它们可用硼、磷、碘等掺杂。
导电碳的实例包括但不限于石墨(包括天然的、结晶的和合成的、退火的、热解的、高度取向热解的等石墨)、石墨化碳、碳黑、介孔碳、碳纤维和原纤维、碳须晶、气相生长的碳纳米纤维、金属涂布的碳纤维、碳纳米管(包括单壁和多壁纳米管)、富勒烯、活性碳、碳纤维、膨胀石墨、可膨胀石墨、氧化石墨、中空碳球、泡沫碳等。
油墨和涂料可通过将石墨烯片和酸与至少一种溶剂和/或粘合剂和任选其它的添加剂共混形成。共混可使用一个或多个前述的方法完成。组合物可使用任何适合的方法制备，包括湿或干方法及分批、半连续和连续方法。石墨烯片和一种或多种脂族化合物(包括油墨和涂料配方)的分散液、悬浮液、溶液等可通过使用适合的混合、分散和/或混配技术制造或处理(例如，碾磨/研磨、共混、分散、悬浮等)。
例如，组合物的组分，例如石墨烯片、酸、石墨(如果使用)、粘结剂、载体和/或其它组分中的一个或多个可经处理（例如，碾磨/研磨、共混等，通过适合的混合、分散和/或混配技术和设备，包括超声设备、高剪切混合机、球磨机、磨碎设备、砂磨机、双辊磨机、三辊磨机、冷冻研磨破碎机、挤出机、捏和机、双行星式混合器、三行星式混合器、高压匀化器、水平和垂直湿研磨磨机等)。处理(包括研磨)技术可为湿式或干式的且可为连续或不连续的。用作研磨介质的适合材料包括金属、碳钢、不锈钢、陶瓷、稳定化的陶瓷介质(例如铈钇稳定的氧化锆)、PTFE、玻璃、碳化钨等。例如这些的方法可用于改变石墨、石墨烯片、其它组分和共混物或两种或更多种组分的粒度和/或形貌。
组分可共同或单独处理且可经历多重处理(包括混合/共混)阶段，每个涉及一种或多种组分(包括共混物)。
没有特别限制石墨烯片、石墨(如果使用)和其它组分经处理和组合的方式。例如石墨烯片和/或石墨可分别处理成给定的粒径分布和/或形貌然后在有或没有附加组分存在下组合用于进一步处理。未处理的石墨烯片和/或石墨可与处理过的石墨烯片和/或石墨组合，并在有或者没有附加组分存在下进一步经处理。经处理的和/或未处理的石墨烯片和/或经处理的和/或未处理的石墨可与其它的组分组合，例如一种或多种粘结剂，然后与经处理和/或未处理的石墨烯片和/或经处理和/或未处理的石墨结合。已经与其它组分组合的经处理和/或未处理的石墨烯片和/或经处理和/或未处理的石墨的两个或更多个组合可进一步组合或处理。
在一个实施方案中，如果使用多链脂质，在处理之前可将其加入到石墨烯片(和/或石墨，如果存在)。
在共混和/或研磨步骤之后，附加组分可加入到组合物中，包括但不限于增稠剂、粘度调节剂、粘结剂等。还可通过添加更多载体来稀释组合物。
油墨和涂料可涂敷于多种多样的基底，包括但不限于：柔韧的和/或可拉伸的材料、硅酮和其它弹性体和其它聚合材料、金属(例如铝、铜、钢、不锈钢等)、粘合剂、热封材料(例如纤维素、双轴取向聚丙烯(BOPP)、聚(乳酸)、聚氨酯等)、织物(包括布)和纺织品(例如棉、羊毛、聚酯、人造纤维等)、布料、玻璃和其它矿物、陶瓷、硅表面、木材、纸、卡纸板、纸板、纤维素基材料、玻璃纸、标签、硅和其它半导体、层压板、波纹材料、混凝土、砖和其它建筑材料等。基底可为以下形式：膜、纸、晶圆、较大的三维物体等。
在油墨和涂料涂敷之前，基底可用其它的涂料(例如油漆)或相似的材料处理。实例包括涂布有氧化铟锡、氧化锑锡等的基底(例如PET)。它们可为织造的、非织造的，为网形式等。它们可为织造的、非织造的，为网形式等。
基底可通常为基于纸的材料(包括纸、纸板、卡纸板、玻璃纸等)。基于纸的材料可经表面处理。表面处理的实例包括涂层例如聚合涂层，其可包括PET、聚乙烯、聚丙烯、乙酸酯、硝化纤维等。涂料可为粘合剂。基于纸的材料可选定尺寸。
聚合材料的实例包括但不限于以下那些：其包含热塑塑料和热固塑料，包括弹性体和橡胶(包括热塑塑料和热固塑料)、硅酮、氟化聚硅氧烷、天然橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBS)、用马来酸酐接枝的苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIS)、聚异戊二烯、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙烯/丙烯共聚物(EPR)、乙烯/丙烯/二烯共聚物(EPDM)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、六氟丙烯/偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/丙烯共聚物、含氟弹性体、聚酯(例如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丁二酯)、聚(对萘二甲酸乙二酯)、液晶聚酯、聚(乳酸)等)；聚苯乙烯；聚酰胺(包括聚对苯二甲酰胺)；聚酰亚胺(例如Kapton®)；芳族聚酰胺(例如Kevlar®和Nomex®)；含氟聚合物(例如氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚(氟乙烯)、聚(偏氟乙烯)等)；聚醚酰亚胺；聚(氯乙烯)；聚(偏氯乙烯)；聚氨酯(例如热塑性聚氨酯(TPU)；斯潘德克斯(spandex)、纤维素聚合物(例如硝化纤维、醋酸纤维素等)；苯乙烯/丙烯腈聚合物(SAN)；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯聚合物(ABS)；聚碳酸酯；聚丙烯酸酯；聚(甲基丙烯酸甲酯)；乙烯/乙酸乙烯酯共聚物；热固性环氧化物和聚氨酯；聚烯烃(例如聚乙烯(包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等)、聚丙烯(例如双轴取向聚丙烯等)；麦拉(Mylar)；等。它们可为非织造材料，例如DuPont Tyvek®。它们可为粘合材料或背粘合材料(例如背粘合纸或纸替代物)。它们可为基与矿物的纸替代物，例如来自PPG Industries的Teslin®。基底可为透明的或半透明的或光学材料，例如玻璃、石英、聚合物(例如聚碳酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯(例如聚(甲基丙烯酸甲酯))。
油墨和涂料可使用任何适合的方法涂敷于基底，包括但不限于：涂抹、倾泻、旋转流延、溶液流延、浸渍涂布、粉末涂布、通过注射器或移液管、喷涂、幕涂、层压、共挤出、电喷沉积、喷墨印刷、旋涂、热转印(包括激光转印)方法、刮墨刀印刷、丝网印刷、旋转丝网印刷、凹版印刷(gravure printing)、平版印刷、凹版印刷(intaglio printing)、数字印刷、毛细印刷、胶版印刷、电流体动力(EHD)印刷(在WO 2007/053621中描述的方法，其在此通过引用并入本文)、缩微印刷、凹版移印、移印(tampon printing)、模版印刷、绕线棒涂布(wire rod coating)、描画、柔性版印刷、冲压、静电印刷、微接触印刷、蘸笔纳米刻印、激光印刷，经由笔或相似手段等。组合物可按多层涂敷。
在它们已经涂敷于基底之后，油墨和涂料可使用任何适合的技术固化，包括干燥和烘箱干燥(在空气或另外的惰性或反应性气氛中)、紫外固化、红外固化、干燥、交联、热固化、激光固化、红外固化、微波固化或干燥、烧结等。
固化的油墨和涂料可具有不同的厚度。例如，它们可任选地具有至少约2nm或至少约5nm的厚度。在各种实施方案中，涂料可任选地具有以下厚度：约2nm-2mm、约5nm-1mm、约2nm-约100nm、约2nm-约200nm、约2nm-约500nm 、约2nm-约1微米、约5nm-约200nm、约5nm-约500nm、约5nm-约1微米、约5nm-约50微米、约5nm-约200微米、约10nm-约200nm、约50nm-约500nm、约50nm-约1微米、约100nm-约10微米、约1微米-约2mm、约1微米-约1mm、约1微米-约500微米、约1微米-约200微米、约1微米-约100微米、约50微米-约1mm、约100微米-约2mm、约100微米-约1mm、约100微米-约750微米、约100微米-约500微米、约500微米-约2mm、或约500微米-约1mm。
当涂敷于基底时，油墨和涂料可具有不同的形式。它们可作为膜或线、图案、字母、数字、线路、标志、识别标签和其它形状和形式。油墨和涂料可完全或部分地被另外的材料覆盖，例如覆盖涂层、清漆、聚合物、织物等。
油墨和涂料可在不同的点上以变化的厚度涂敷于同一基底，且可用于在基底上建造三维结构。
油墨和涂料可用于表面的钝化，例如金属(例如钢、铝等)表面，包括外用结构例如桥梁和建筑物。油墨和涂料的其它用途的实例包括：耐紫外辐射耐久涂层、耐磨涂层、对液体(例如烃、醇、水等)和/或气体具有渗透阻力的涂层、导电涂层、静电耗散涂层、及耐爆和耐冲击涂层。它们可用于制备具有导电性的织物。油墨和涂料可用于太阳能电池应用；太阳能捕集应用；标识、平板显示器；柔性显示器，包括发光二极管、有机发光二极管和聚合物发光二极管显示器；背板和前板显示器；和照明，包括电致发光和OLED照明。显示器可用作便携电子设备的元件，便携电子设备例如电脑、蜂窝式电话、游戏机、GPS接收器、个人数字助手、音乐播放器、游戏机、计算器、人工“纸”和阅读装置等。
它们可用于包装和/或制备标签。它们可用于库存控制和防伪应用(例如药品)，包括包装标签。它们可用于制造智能包装和标签(例如用于销售和广告、信息搜集、库存控制、信息显示等)。它们可用于在包装中形成法拉第笼，例如用于电子元件。
油墨和涂料可用于电气和电子设备与元件，例如外壳等，以提供EMI屏蔽性质。制造它们用于微型器件(例如微型电机***(MEMS)装置)，包括用于提供防静电涂层。
它们可用于制造外壳、天线和其它便携电子设备的元件，便携电子设备例如电脑、蜂窝式电话、游戏机、导航***、个人数字助手、音乐播放器、游戏机、计算器、收音机、人工“纸”和阅读装置等。
油墨和涂料可用于在基底上形成热导性通道或形成具有期望的流动性质和孔隙率的膜。这些材料可具有高度可变和可调的孔隙率并可形成孔隙率梯度。油墨和涂料可用于形成具有各向异性的热和/或电导率的制品。涂料可用于形成三维印刷的原型。
油墨和涂料可用于制备印刷的电子设备(也称为“印刷电子品”)，其形式可为完成的装置、装置的部分或子元件、电子元件等。
印刷电子品可通过将油墨和涂料涂敷在基底上制备，采用包含导电通道、设计为获得期望的电子设备的图案。所述通道可为固体、大部分为固体、液体或凝胶形式等。
印刷电子品可采用多种多样的形式并用于大量的应用。它们可包含许多层的电子元件(例如线路)和/或基底。全部或部分的印刷层可用另一种材料覆盖或涂布，例如覆盖涂层、清漆、覆盖层、覆盖膜、介电涂层、电解质和其它导电材料等。在基底和印刷电路之间还可有一种或多种材料。层可能包括半导体、金属箔、介电材料等。
印刷电子品可进一步包含另外的元件，例如处理器、存储器芯片、其它的微型芯片、电池、电阻器、二极管、电容器、晶体管等。
其它的应用包括但不限于：无源和有源设备与元件；电力和电子线路、集成电路；柔性印刷电路板；晶体管；场效晶体管；微型电机***(MEMS)装置；微波电路；天线；衍射光栅；指示器；无芯片标签(例如用于防止商店、图书馆等的盗窃)；用于零售、图书馆和其它环境的安全和防盗装置；键盘；智能卡；传感器(包括气体和生物传感器)；液晶显示器(LCD)；标识；照明；平板显示器；柔性显示器，包括发光二极管、有机发光二极管和聚合物发光二极管显示器；用于显示器的背板和前板；电致发光和OLED照明；光伏装置，包括背板；产品识别芯片与设备；膜开关，电池，包括薄膜电池；电极；指示器；便携电子设备(例如蜂窝式电话、电脑、个人数字助手、全球定位***装置、音乐播放器、游戏机、计算器等)中的印刷电路；在电子设备中穿过铰接部或其它可移动/可弯曲的连接部而制作的电子连接体，所述电子设备例如蜂窝式电话、便携式计算机、折叠键盘等)；可穿戴电子品；和车辆、医疗器械、诊断设备、仪器等内的电路。
电子设备可为射频识别(RFID)装置和/或它们的元件和/或射频通讯装置。实例包括但不限于RFID标签、芯片和天线。RFID装置可为超高频RFID装置，其通常在约868-约928MHz的频率运行。RFID用途的实例为追踪集装箱、商店内的产品、运输中的产品，和用于制造过程的部件；护照；条型码替代应用；库存控制应用；宠物识别；牲畜控制；无接触智能卡；汽车钥匙挂扣等。
电子设备还可为弹性体(例如硅酮)触板和键盘。这些装置可用在便携电子设备中，例如计算器、蜂窝式电话、GPS装置、键盘、音乐播放器、游戏机等。它们还可用于许多其它的电子应用，例如遥控、触屏、汽车按钮和开关等。
组合物，包括形式为聚合物复合物、分散液、油墨和涂料等的那些，可为导电和/或导热的。在一些实施方案中，组合物可具有至少约10-8S/m的电导率。其可具有约10-6S/m-约105S/m，或约10-5S/m-约105S/m的电导率。本发明的其它实施方案中，所述涂料具有以下电导率：至少约0.001S/m、至少约0.01S/m、至少约0.1S/m、至少约1S/m、至少约10S/m、至少约100S/m、至少约1000S/m、或至少约10,000S/m、或至少约20,000S/m、或至少约30,000S/m、或至少约40,000S/m、或至少约50,000S/m、或至少约60,000S/m、或至少约75,000S/m、或至少约105S/m、或至少约106S/m。
在一些实施方案中，组合物(包括聚合物复合物、固化的油墨和涂料等)的表面电阻率可不大于约10000Ω/方/密耳、或不大于约5000Ω/方/密耳、或不大于约1000Ω/方/密耳或不大于约700Ω/方/密耳、或不大于约500Ω/方/密耳、或不大于约350Ω/方/密耳、或不大于约200Ω/方/密耳、或不大于约200Ω/方/密耳、或不大于约150Ω/方/密耳、或不大于约100Ω/方/密耳、或不大于约75Ω/方/密耳、或不大于约50Ω/方/密耳、或不大于约30Ω/方/密耳、或不大于约20Ω/方/密耳、或不大于约10Ω/方/密耳、或不大于约5Ω/方/密耳、或不大于约1Ω/方/密耳、或不大于约0.1Ω/方/密耳、或不大于约0.01Ω/方/密耳、或不大于约0.001Ω/方/密耳。
在一些实施方案中，组合物可具有以下热导率：约0.1-约50W/m·K、或约0.5-约30W/m·K、或约0.1-约0.5W/m·K、或约0.1-约1W/m·K、或约0.1-约5W/m·K、或约0.5-约2W/m·K、或约1-约5W/m·K、或约0.1-约0.5W/m·K、或约0.1-约50W/mK、或约1-约30W/m·K、或约1-约20W/m·K、或约1-约10W/m·K、或约1-约5W/m·K、或约2-约25W/m·K、或约5-约25W/m·K、或至少约0.7W/m·K、或至少1W/m·K、或至少1.5W/m·K、或至少3W/m·K、或至少5W/m·K、或至少7W/m·K、或至少10W/m·K、或至少15W/m·K。
实施例
对比实施例1和实施例1-7
实施例1-7和对比实施例1和2的油墨制剂通过混合以下制备：石墨烯片、石墨、甲基丙烯酸甲酯共聚物、异丙醇、乙酸正丁酯、N-甲基吡咯烷酮和γ-丁内酯。将对甲苯磺酸(TsOH)以表1中显示的量(按对甲苯磺酸相对于粘合剂和酸的总重量的重量%给定)添加到每种制剂中。
对比实施例2和实施例7
在对比实施例2的情况下，将颜料(石墨烯片和石墨)分散在己醇和N-甲基吡咯烷酮的溶剂体系中，以形成涂料。在实施例7的情况下，将颜料(石墨烯片和石墨)和对甲苯磺酸在己醇和N-甲基吡咯烷酮的溶剂体系中组合以形成涂料。非挥发性组分占涂料的约2.5重量%。固体组分按重量计相对于彼此以表2中给出的量存在。
对比实施例3和实施例8
在对比实施例3的情况下，将颜料(石墨烯片和石墨)分散在己醇和N-甲基吡咯烷酮的溶剂体系中，以形成涂料。在实施例8的情况下，将颜料(石墨烯片和石墨)和对甲苯磺酸在己醇和N-甲基吡咯烷酮的溶剂体系中组合以形成涂料。非挥发性组分占涂料的约10重量%。固体组分按重量计相对于彼此以表2中给出的量存在。
印刷和测量
使用#28绕线棒将涂料涂敷于PET膜。每种涂料涂敷两层且在130℃下在涂布之间固化且在二次涂布之后固化。
得到的固化的印刷物的表面电阻率使用四探针测量。结果在表1-3中给出。
所述印刷物的粘附力(牵拉)通过以下测量：将一片3M Scotch®#810带稳固地施用到印刷物表面并使用垂直于印刷物表面的拉拽运动快速地将该带拉离表面。印刷物的粘附力基于牵拉后该带的外观，按1-5的标度分级(其中1为最好的)。对几乎没有油墨转移至该带的样品给出1级。对其中从所述印刷物牵拉之后该带完全为暗色的样品给出5级。结果在表3中给出。
印刷物的粘附力(剥离)通过以下测量：将一片3M Scotch®#810带稳固地施用在印刷物的表面并在与所述印刷物表面平行的方向上轻轻地将其拉离。所述印刷物的表面电阻率在该带施用之前测量并在该带拉离之后再一次测量。在将该带牵拉之后电阻率的百分比增加在表2中给出。
表1
表2
成分量按重量百分数计，基于给出成分的总重量。
表3
成分量按重量百分数计，基于给出成分的总重量。

Claims (20)

1. 一种组合物，其包含石墨烯片和至少一种酸。
2. 权利要求1的组合物，其进一步包含至少一种聚合物。
3. 权利要求1的组合物，其中所述聚合物选自聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(乙烯醇缩甲醛)和聚丙烯酸酯。
4. 权利要求1的组合物，其中所述酸为磺酸。
5. 权利要求1的组合物，其中所述酸为对甲苯磺酸。
6. 权利要求1的组合物，其中所述石墨烯片具有至少约300m2/g的表面积。
7. 权利要求1的组合物，其中所述石墨烯片具有至少约400m2/g的表面积。
8. 权利要求1的组合物，其中所述石墨烯片具有至少约25：1的碳:氧摩尔比。
9. 权利要求1的组合物，其中所述石墨烯片具有至少约75：1的碳:氧摩尔比。
10. 权利要求1的组合物，其进一步包含石墨。
11. 一种油墨或涂料，其包含含有石墨烯片和至少一种酸的组合物。
12. 权利要求11的油墨或涂料，其进一步包含至少一种聚合物。
13. 权利要求12的油墨或涂料，其中所述聚合物选自聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(乙烯醇缩甲醛)和聚丙烯酸酯。
14. 权利要求11的油墨或涂料，其中所述酸为磺酸。
15. 权利要求11的油墨或涂料，其中所述酸为对甲苯磺酸。
16. 权利要求11的油墨或涂料，其中所述石墨烯片具有至少约300m2/g的表面积。
17. 权利要求11的油墨或涂料，其中所述石墨烯片具有至少约400m2/g的表面积。
18. 权利要求11的油墨或涂料，其中所述石墨烯片具有至少约25：1的碳:氧摩尔比。
19. 权利要求11的油墨或涂料，其中所述石墨烯片具有至少约75：1的碳:氧摩尔比。
20. 一种用权利要求11的油墨或涂料涂布的制品。
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