CN108257710A - 一种石墨烯导电浆料及其制备方法 - Google Patents
一种石墨烯导电浆料及其制备方法 Download PDFInfo
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Classifications
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Abstract
本申请涉及导电浆料领域,具体涉及一种石墨烯导电浆料。该石墨烯导电浆料包含以下组分:环氧官能化的石墨烯1‑10重量份、环氧树脂4‑15重量份、环氧改性的硅氧烷2‑6重量份、环氧活性稀释剂2‑6重量份和潜伏性固化剂0.1‑0.8重量份。进一步地,该石墨烯导电浆料还包含经硅烷偶联剂改性的导电炭黑5‑20重量份。本申请还提供了制备该石墨烯导电浆料的方法,包括石墨烯粉末的环氧官能化、硅氧烷的环氧改性和各组分的混合搅拌,还进一步地包括导电炭黑的改性。本申请的石墨烯导电浆料实现了石墨烯的良好分散性和导电浆料的良好粘结性,并且导电炭黑能降低石墨烯的用量,降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及导电浆料技术领域,具体涉及一种石墨烯导电浆料及其制备方法。
背景技术
近年来,导电浆料作为一种具有特定功能的基础电子材料,在印刷电路板(PCB)、印刷电路板组件(PCBA)、太阳能电池、RFID射频天线、触摸屏线路、柔性印刷电路(FPC)、电热膜等电子线路领域得到广泛应用。目前,导电浆料主要以金属粉末作为导电剂,尤其是银粉作为导电剂的导电浆料是目前最重要的导电浆料。为保证浆料的高导电性,就必须增加导电剂的填充量,但随着金属粉末的增加,浆料的粘接性能随之下降,脆性、密度逐渐增加。
为解决这一问题,有研究者采用石墨烯负载金属颗粒作为导电剂来制备导电浆料。参见例如:CN103500812A,一种掺杂石墨烯制备高导电浆料的方法;CN103839605A,一种导电浆料及其制备方法和应用;CN104021842A,一种石墨烯复合铜厚膜导电浆料及其制备方法。石墨烯是一种由碳原子构成的平面薄膜,内部的碳原子之间的连接很柔韧。石墨烯在常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s),导热系数高达5300W/(m·K),而电阻率只约10-6Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。由于石墨烯具有以上特殊优点,在导电浆料中只需要少量添加石墨烯就能很大程度地改善浆料的导电性能。
然而,石墨烯粉末在制备导电浆料过程中存在分散性问题,导致团聚的现象。本领域技术人员为解决分散性问题,对石墨烯进行氧化形成氧化石墨烯,并且采用大量表面活性剂和分散剂来帮助石墨烯粉末的均匀分散。但是,对于导电浆料而言,表面活性剂和分散剂本身不参与导电,这会影响电子器件在使用过程中的电学性能和稳定性。
发明内容
本申请的目的是提供一种新的石墨烯导电浆料及其制备方法,以克服现有技术的分散性问题,得到电学性能优良、稳定性好、成本降低的石墨烯导电浆料。
因此,在第一方面,本发明提供一种石墨烯导电浆料,该石墨烯导电浆料包含以下组分:环氧官能化的石墨烯1-10重量份、环氧树脂4-15重量份、环氧改性的硅氧烷2-6重量份、环氧活性稀释剂2-6重量份和潜伏性固化剂0.1-0.8重量份。
优选地,该环氧树脂为具有π键结构的环氧树脂。更优选地,该环氧树脂为具有苯环结构的环氧树脂。还更优选地,该环氧树脂为双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂,尤其是电子级双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂。最优选地,该环氧树脂为双酚F型环氧树脂,因为双酚F型环氧树脂具有良好的高温稳定性,对金属、塑料、橡胶、陶瓷等多种材料具有良好的粘接性能。
该环氧官能化的石墨烯是通过用该环氧树脂将石墨烯粉末进行表面官能化制得,其中该环氧树脂与该石墨烯粉末的重量比为1:4-3:1。优选地,用双酚F型环氧树脂将石墨烯粉末进行表面官能化。
该环氧改性的硅氧烷是通过用该环氧树脂将硅氧烷进行改性制得,其中该环氧树脂与该硅氧烷的重量比为1:3-2:1,其中该硅氧烷是四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷或四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。优选地,用双酚F型环氧树脂将硅氧烷粉末进行表面官能化。
优选地,该石墨烯导电浆料还包含5-20重量份的经硅烷偶联剂改性的导电炭黑。该硅烷偶联剂改性的导电炭黑是通过用硅烷偶联剂将导电炭黑进行改性制得,其中该硅烷偶联剂占该导电炭黑的重量的0.8%-2.5%。优选地,该硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)。
优选地,该石墨烯导电浆料还包含0.2-1重量份的抗拉丝剂和0.05-0.2份的抗氧化剂。该抗拉丝剂可以防止该石墨烯导电浆料在使用过程中出现拉丝现象,而该抗氧化剂有助于防止石墨烯导电浆料的氧化。
该石墨烯导电浆料中所用的石墨烯为本领域公知的石墨烯粉末,优选高导电性的石墨烯粉末,在石墨烯粉末制备过程中采用N、B等元素掺杂石墨烯,石墨烯粉末的层数少于5层。这种石墨烯的市售供应商例如是深圳市烯旺新材料科技股份有限公司、常州第六元素股份有限公司、常州二维碳素科技股份有限公司等。
该石墨烯导电浆料中所用的导电炭黑为本领域公知的导电炭黑,例如日本狮王公司(LION)的Ketjenblack(科琴黑)系列超导碳黑(Ketjenblack EC-300J和EC-600JD)、美国卡博特公司(CABOT)的VXC系列导电碳黑、赢创德固赛(Evonik Degussa)公司生产的PRINTEX XE2-B、PRINTEX L6、HIBLAXK 40B2等。
该环氧活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚,1,6-环已二醇二缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1,2-环己二醇二缩水甘油醚或间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种。
该潜伏性固化剂为镧系三氟化硼乙酸络合物La(BF3·C4H7O4)n、Sm(BF3·C4H7O4)n、Dy(BF3·C4H7O4)n、Er(BF3·C4H7O4)n或Yb(BF3·C4H7O4)n中的至少一种,其中(BF3·C4H7O4)n表示三氟化硼乙酸根阴离子,n表示络合系数。
该抗拉丝剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米白炭黑中的至少一种。更优选地,该抗拉丝剂为A380白炭黑。
该抗氧化剂为双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、二甲基琥珀酸酯-4-羟基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇中的至少一种。
在第二方面,本发明提供一种制备石墨烯导电浆料的方法,该方法包括以下步骤:
石墨烯粉末的环氧官能化:用环氧树脂将石墨烯粉末进行环氧官能化,其中该环氧树脂与该石墨烯粉末的重量比为1:4-3:1;
硅氧烷的环氧改性:用环氧树脂将硅氧烷进行改性,其中该环氧树脂与该硅氧烷的重量比为1:3-2:1;
混料:将经表面官能化的该石墨烯粉末1-10重量份、经环氧改性的该硅氧烷2-6重量份、该环氧树脂4-15重量份、环氧活性稀释剂2-6重量份和潜伏性固化剂0.1-0.8重量份进行低速分散搅拌、高速分散搅拌、真空脱泡,制得该石墨烯导电浆料。
优选地,该环氧树脂为具有π键结构的环氧树脂。更优选地,该环氧树脂为具有苯环结构的环氧树脂。还更优选地,该环氧树脂为双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂,尤其是电子级双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂。最优选地,该环氧树脂为双酚F型环氧树脂,因为双酚F型环氧树脂具有良好的高温稳定性,对金属、塑料、橡胶、陶瓷等多种材料具有良好的粘接性能。
优选地,该石墨烯粉末的环氧官能化步骤包括将该石墨烯粉末与环氧树脂在无水溶剂中,在20-120℃的温度、功率为500W-4800W,频率为30KHz-120KHz的超声波、300rpm-3500rpm的旋转下震荡处理1-8小时,然后在低于50℃的条件下真空过滤干燥,除去溶剂,制得环氧官能化的石墨烯,其中该溶剂为无水乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、醋酸异戊酯、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的一种或者几种的混合物。
优选地,该硅氧烷的环氧改性步骤包括将甲苯、环氧树脂、催化剂四氯化铂在通氮气的条件下搅拌混合15min,其中甲苯与所述环氧树脂的重量比为1.2:1-3.0:1,催化剂四氯化铂占环氧树脂重量的0.008%-0.05%,然后将所得混合物在氮气气氛下升温至70℃,滴加甲苯与硅氧烷的1:1-5:1混合液1h,继续反应6h,真空蒸馏除去甲苯溶剂,获得环氧改性的硅氧烷,其中该硅氧烷是四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷或四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。
优选地,该混料步骤之前还包括用硅烷偶联剂在酸性水溶液中将导电炭黑进行改性,其中该硅烷偶联剂占该导电炭黑的重量的0.8%-2.5%;该混料步骤包括还加入5-20重量份的经改性的该导电炭黑进行混料。优选地,该硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)。
优选地,该混料步骤包括还加入0.2-1重量份的抗拉丝剂和0.05-0.2份的抗氧化剂进行混料。
优选地,该混料步骤在非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中进行,该非接触式行星式搅拌真空脱泡一体机的真空度为-0.095MPa;低速分散搅拌时,公转转速为100-500rpm,公转与自转速度之比为1:5-2:1,时间10min-120min;高速分散搅拌时,公转转速为800-5000rpm,公转与自转速度之比为1:2-3:1,时间15min-80min。
该石墨烯、该导电炭黑、该环氧活性稀释剂、该潜伏性固化剂、该抗拉丝剂和该抗氧化剂如本发明第一方面所述。
另外,应当指出的是,对于本发明的第一方面和第二方面而言,对该石墨烯进行环氧官能化的环氧树脂、对该硅氧烷进行环氧改性的环氧树脂和作为该石墨烯导电浆料的主体组分之一的环氧树脂可以相同或者可以不相同。例如该石墨烯进行环氧官能化的环氧树脂、对该硅氧烷进行环氧改性的环氧树脂和作为该石墨烯导电浆料的主体组分之一的环氧树脂可以各自独立地为双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂。
本发明的有益效果
本发明的关键在于使用环氧树脂尤其是双酚F型环氧树脂对石墨烯粉末进行表面功能化处理,其中含有共轭环的双酚F型环氧树脂与石墨烯通过π-π共轭形成非共价修饰。表面功能化处理解决了石墨烯粉末与环氧树脂、导电炭黑、固化剂等成分的相容性,石墨烯粉末在浆料体系中具有良好的分散性,可避免粉末团聚等缺陷,石墨烯导电浆料固化后得到的石墨烯导电电极在使用中的电学性能稳定。
本发明通过使用环氧树脂尤其是双酚F型环氧树脂对硅氧烷进行环氧改性,使得本发明的石墨烯导电浆料在施加于基材上(例如在有机高分子膜(PET)上丝网印刷)时,具有良好的粘接强度,同时实现良好的柔韧性和耐光热降解效应,大幅提高所得的石墨烯导电电极的力学性能、电热性能和稳定性。
本发明的石墨烯导电浆料使用导电炭黑,可以减少价格较为昂贵的石墨烯的使用量,降低该石墨烯导电浆料的成本,同时基本上保持该石墨烯导电浆料的电学性能。通过使用硅烷偶联剂对导电炭黑进行改性,硅烷偶联剂(例如KH560)在酸性条件下与水发生水解反应,生成硅醇Si(OH)3,从而与导电炭黑结合,同时KH560中的环氧基团能增进导电炭黑与环氧树脂、石墨烯粉末的相容性。
镧系三氟化硼乙酸络合物潜伏性固化剂在室温下对环氧基本没有固化反应的能力,而当温度达到150℃时,其催化活性就会很高,仅用几分钟就可以使本发明的石墨烯导电浆料的环氧树脂完全固化。这使得导电浆料存储方便,使用操作简单,缩短固化周期、提高生产效率。
本发明采用非接触式行星式搅拌真空脱泡一体浆料制备工艺,按照低速分散搅拌、高速分散搅拌、真空脱泡3个步骤,通过设计合适的转速、公转与自转速度之比、时间、真空度等参数,确保石墨烯、导电炭黑、树脂等各个组分配比精准、分散均匀,提高生产效率、减少材料损耗、无粉尘挥发,生产过程安全环保。
因此,本发明的石墨烯导电浆料克服了现有技术的导电浆料使用金属粉末作为导电剂所导致的高填充量、脆性、密度大、粘接力不好、石墨烯难分散易团聚、成本高等技术问题。本发明的石墨烯导电浆料充分发挥石墨烯优异的导电性能,而且在加工过程中不发生团聚和偏析现象,较之现有技术的导电浆料具有导电性提高、寿命增加、重量降低、韧性增加等优点,同时其制备方法简单、成本低等优点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。这些实施例是示例性的,并不能理解为对本发明构成限制。
实施例1
本实施例中,对石墨烯进行环氧官能化的环氧树脂、对硅氧烷进行环氧改性的环氧树脂和作为石墨烯导电浆料的主体组分之一的环氧树脂均采用双酚A型环氧树脂。该双酚A型环氧树脂购自深圳市佳迪达化工有限公司,型号为NPEL-128E。
将2g石墨烯粉末(深圳市烯旺新材料科技股份有限公司制备的高导电性的石墨烯粉末)、3.5g双酚A型环氧树脂和200g无水乙醇加入到中高速旋转腔体试验机中。该高速旋转腔体试验机配置了超声波发生器和加热恒温装置。将混合物在20-120℃,1600rpm高速旋转并且2000W、频率80KHz的超声波下震荡1-8h小时,然后在低于50℃的条件下真空过滤干燥,除去溶剂,制得表面官能化的石墨烯粉末。
将200g甲苯、80g双酚A型环氧树脂、0.02g催化剂四氯化铂加入玻璃容器中,在200rpm的搅拌速度下,在通氮气的条件下搅拌混合15min。然后在氮气气氛下将混合物升温至70℃。使用滴液漏斗滴加80g甲苯与20g四甲基四氢环四硅氧烷的混合液1h。滴加完毕后,继续反应6h,真空蒸馏除去甲苯溶剂,获得环氧改性的硅氧烷。
将10g所制得的表面功能化的石墨烯粉末、4g所制得的环氧改性的硅氧烷、10g双酚A型环氧树脂、4g乙二醇二缩水甘油醚、0.5g La(BF3·C4H7O4)n、0.5gA380白炭黑和0.1g双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯加入玻璃容器中,在120rpm的搅拌速度下搅拌至均匀。然后将混合物加入真空度为-0.095MPa的非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中,先进行低速分散搅拌,公转转速为100-500rpm,公转与自转速度之比为1:5-2:1,搅拌时间为40min,接着进行高速分散搅拌时,公转转速为800~5000rpm,公转与自转速度之比为1:2-3:1,搅拌时间为30min,然后真空脱除气泡,制得本实施例的石墨烯导电浆料。
实施例2
本实施例中,对石墨烯进行环氧官能化的环氧树脂、对硅氧烷进行环氧改性的环氧树脂和作为石墨烯导电浆料的主体组分之一的环氧树脂均采用双酚F型环氧树脂代替实施例1中的双酚A型环氧树脂,其余均与实施例1相同。该双酚F型环氧树脂购自深圳市佳迪达化工有限公司,型号为NPEF-170。
实施例3
本实施例中,对石墨烯进行环氧官能化的环氧树脂和对硅氧烷进行环氧改性的环氧树脂均采用实施例1中的双酚A型环氧树脂,作为石墨烯导电浆料的主体组分之一的环氧树脂采用实施例2中的双酚F型环氧树脂,其余均与实施例1相同。
实施例4
本实施例中,对石墨烯进行环氧官能化的环氧树脂和对硅氧烷进行环氧改性的环氧树脂均采用实施例2中的双酚F型环氧树脂,作为石墨烯导电浆料的主体组分之一的环氧树脂采用实施例1中的双酚A型环氧树脂,其余均与实施例1相同。
实施例5-8
实施例5-8分别与实施例1-4对应,但在均增加了对导电炭黑进行表面改性的步骤,并将所制得的表面改性的导电炭黑与其余组分一起制备石墨烯导电浆料。
具体地,使用日本狮王公司(LION)的导电碳黑Ketjenblack EC-300J,并使用KH560硅烷偶联剂对该导电炭黑进行表面改性。将100g导电碳黑Ketjenblack EC-300J和1.2g KH560硅烷偶联剂在浓度为0.5%的稀硫酸水溶液中,在40~80℃的温度下反应0.6~2小时,得到表面改性的导电炭黑。
对于实施例5,将20g所得的表面改性的导电炭黑与实施例1所述的各组分进行混合搅拌,其中环氧官能化的石墨烯由10g改为1g,并按实施例1中所述在非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中进行低速分散搅拌、高速分散搅拌和真空脱泡,得到石墨烯导电浆料。
对于实施例6,将15g所得的表面改性的导电炭黑与实施例2所述的各组分进行混合搅拌,其中环氧官能化的石墨烯由10g改为2.5g,并按实施例1中所述在非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中进行低速分散搅拌、高速分散搅拌和真空脱泡,得到石墨烯导电浆料。
对于实施例7,将10g所得的表面改性的导电炭黑与实施例3所述的各组分进行混合搅拌,其中环氧官能化的石墨烯由10g改为5g,并按实施例1中所述在非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中进行低速分散搅拌、高速分散搅拌和真空脱泡,得到石墨烯导电浆料。
对于实施例8,将5g所得的表面改性的导电炭黑与实施例4所述的各组分进行混合搅拌,其中环氧官能化的石墨烯由10g改为7.5g,并按实施例1中所述在非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中进行低速分散搅拌、高速分散搅拌和真空脱泡,得到石墨烯导电浆料。
对比例1-8
设计对比例1-8,分别与实施例1-8对应,其中对比例1-4用相同重量的纳米银粉(S817957纳米银粉,99.5%,60-120nm;上海麦克林生化科技有限公司)取代实施例1-4中相应的表面官能化的石墨烯,对比例5-6用相同重量的纳米银取代实施例5-8中相应的表面官能化的石墨烯与表面改性的导电炭黑的总量,分别制备对比用的银导电浆料。
导电浆料性能测定
1.测定方法
对于以上实施例1-8所制备的石墨烯导电浆料和对比例1-8所制备的银导电浆料,按照以下标准测定细度、电阻率、附着力、固化时间。所述标准以引用方式并入本文。
GB/T17473.2-2008细度测定
GB/T17473.3-2008方阻测定
GB/T17473.4-2008附着力测定
GB 12007.7-1989环氧树脂固化时间测定
2.测定结果
实施例1-8和对比例1-8的性能测定结果如下表所示。表中还对比了所使用的表面官能化的石墨烯、表面改性的导电石墨和/或导电银粉。
表1:实施例1-8和对比例1-8的性能测定结果
由上表可见,本发明的石墨烯导电浆料具有与银导电浆料相似的细度和固化时间,但方阻和附着力明显优于银导电浆料。
以上应用了具体实例对本发明进行了阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。本发明所属技术领域的技术人员依据本发明的构思,还可以做出若干简单推演、变形或替换。这些推演、变形或替换方案也落入本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种石墨烯导电浆料,其特征在于,所述石墨烯导电浆料包含以下组分:环氧官能化的石墨烯1-10重量份、环氧树脂4-15重量份、环氧改性的硅氧烷2-6重量份、环氧活性稀释剂2-6重量份和潜伏性固化剂0.1-0.8重量份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯导电浆料,其特征在于,所述环氧树脂为具有π键结构的环氧树脂,优选具有苯环结构的环氧树脂,更优选双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂;所述环氧官能化的石墨烯是通过用所述环氧树脂将石墨烯粉末进行表面官能化制得,其中所述环氧树脂与所述石墨烯粉末的重量比为1:4 -3:1;所述环氧改性的硅氧烷是通过用所述环氧树脂将硅氧烷进行改性制得,其中所述环氧树脂与所述硅氧烷的重量比为1:3-2:1,其中所述硅氧烷是四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷或四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料,其特征在于,所述石墨烯导电浆料还包含5-20重量份的经硅烷偶联剂改性的导电炭黑,所述硅烷偶联剂改性的导电炭黑是通过用硅烷偶联剂将导电炭黑进行改性制得,其中所述硅烷偶联剂占所述导电炭黑的重量的0.8%-2.5%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯导电浆料,其特征在于,所述石墨烯导电浆料还包含0.2-1重量份的抗拉丝剂和0.05-0.2份的抗氧化剂。
5.根据权利要求4所述的石墨烯导电浆料,其特征在于,所述环氧活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚,1,6-环已二醇二缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1,2-环己二醇二缩水甘油醚或间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种;所述潜伏性固化剂为镧系三氟化硼乙酸络合物La(BF3·C4H7O4)n、Sm(BF3·C4H7O4)n、Dy(BF3·C4H7O4)n、Er(BF3·C4H7O4)n或Yb(BF3·C4H7O4)n中的至少一种,其中(BF3·C4H7O4)n表示三氟化硼乙酸根阴离子,n表示络合系数;所述抗拉丝剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米白炭黑中的至少一种;所述抗氧化剂为双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、二甲基琥珀酸酯-4-羟基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇中的至少一种。
6.一种制备石墨烯导电浆料的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
石墨烯粉末的环氧官能化:用环氧树脂将石墨烯粉末进行环氧官能化,其中所述环氧树脂与所述石墨烯粉末的重量比为1:4 -3:1;
硅氧烷的环氧改性:用环氧树脂将硅氧烷进行改性,其中所述环氧树脂与所述硅氧烷的重量比为1:3-2:1;
混料:将经表面官能化的所述石墨烯粉末1-10重量份、经环氧改性的所述硅氧烷2-6重量份、所述环氧树脂4-15重量份、环氧活性稀释剂2-6重量份和潜伏性固化剂0.1-0.8重量份进行低速分散搅拌、高速分散搅拌、真空脱泡,制得所述石墨烯导电浆料。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述环氧树脂为具有π键结构的环氧树脂,优选具有苯环结构的环氧树脂,更优选双酚A型环氧树脂或者双酚F型环氧树脂;所述石墨烯粉末的环氧官能化步骤包括将所述石墨烯粉末与所述环氧树脂在无水溶剂中,在20-120℃的温度、功率为500W-4800W,频率为30KHz-120KHz的超声波、300rpm-3500rpm的旋转下震荡处理1-8小时,然后在低于50℃的条件下真空过滤干燥,除去溶剂,制得环氧官能化的石墨烯;所述硅氧烷的环氧改性步骤包括将甲苯、所述环氧树脂、催化剂四氯化铂在通氮气的条件下搅拌混合15min,其中甲苯与所述环氧树脂的重量比为1.2:1-3.0:1,催化剂四氯化铂占环氧树脂重量的0.008%-0.05%,然后将所得混合物在氮气气氛下升温至70℃,滴加甲苯与硅氧烷的1:1-5:1混合液1h,继续反应6h,真空蒸馏除去甲苯溶剂,获得环氧改性的硅氧烷,其中所述硅氧烷是四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷或四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种;优选地所述混料步骤之前还包括用硅烷偶联剂在酸性水溶液中将导电炭黑进行改性,其中所述硅烷偶联剂占所述导电炭黑的重量的0.8%-2.5%;所述混料步骤包括还加入5-20重量份的经改性的所述导电炭黑进行混料。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述混料步骤包括还加入0.2-1重量份的抗拉丝剂和0.05-0.2份的抗氧化剂进行混料。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法,其特征在于,所述混料步骤在非接触式行星搅拌真空脱泡一体机中进行,所述非接触式行星式搅拌真空脱泡一体机的真空度为-0.095MPa;低速分散搅拌时,公转转速为100-500rpm,公转与自转速度之比为1:5-2:1,时间10min-120min;高速分散搅拌时,公转转速为800-5000rpm,公转与自转速度之比为1:2-3:1,时间15min-80min。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述所述环氧活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚,1,6-环已二醇二缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1,2-环己二醇二缩水甘油醚或间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种;所述潜伏性固化剂为镧系三氟化硼乙酸络合物La(BF3·C4H7O4)n、Sm(BF3·C4H7O4)n、Dy(BF3·C4H7O4)n、Er(BF3·C4H7O4)n或Yb(BF3·C4H7O4)n中的至少一种,其中(BF3·C4H7O4)n表示三氟化硼乙酸根阴离子,n表示络合系数;所述抗拉丝剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米白炭黑中的至少一种;所述抗氧化剂为双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、二甲基琥珀酸酯-4-羟基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇中的至少一种。
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