一種機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料及其制備方法，該漿料組成成分如下：石墨烯懸浮液50?80%，導(dǎo)電填料20?50%，粘結(jié)劑5?15%,輔助填料0?10%，功能添加劑0?5%，高導(dǎo)電聚合物分散劑0?5%。其制備方法包括如下步驟：將先用高分子表面活性劑在有機(jī)溶劑中對(duì)石墨烯進(jìn)行插層處理，然后通過機(jī)械剝離制備石墨烯懸浮液，接著對(duì)機(jī)械剝離后的懸浮液進(jìn)行過濾處理，最后加入導(dǎo)電填料、粘結(jié)劑、輔助填料、功能添加劑攪拌均勻即得石墨烯導(dǎo)電漿料。本發(fā)明采用表面活性劑進(jìn)行插層處理，以保護(hù)石墨烯結(jié)構(gòu)完整，并采用一步法直接制備石墨烯導(dǎo)電漿料。即簡(jiǎn)化了先制備石墨烯再制備導(dǎo)電漿料的復(fù)雜工藝過程，又提高了石墨烯導(dǎo)電漿料的電學(xué)性能以及漿料的分散性和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在有機(jī)溶劑中采用機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)安德烈.K.海姆教授和康斯坦丁.諾沃肖洛夫教授首次通過膠帶剝離方法制備了單層石墨烯，隨后石墨烯成為了世界材料科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。通過不斷對(duì)其研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)性能和光學(xué)性質(zhì)，室溫下其電子迀移率可達(dá)15000 cm2/V.s，電子的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了光速的1/300，而電阻率只約10_6Ω.cm，比銅或銀更低。與傳統(tǒng)導(dǎo)電漿料相比，石墨烯導(dǎo)電漿料具有更好的電學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于微電子器件、太陽(yáng)能電池、化學(xué)電池、LED等領(lǐng)域。
[0003]目前，制備石墨烯的方法主要有物理法和化學(xué)法。物理法主要是通過材料間的物理作用制備出具有本征特性的石墨烯，該方法制備的石墨烯具有較為完整是化學(xué)結(jié)構(gòu)，材料性能不會(huì)被破壞，但制得的石墨烯質(zhì)量不穩(wěn)定，包括機(jī)械剝離法、電弧放電法、超聲法等。化學(xué)法主要是通化學(xué)反應(yīng)制備石墨烯，該法制備的石墨烯質(zhì)量較為穩(wěn)定，但化學(xué)反應(yīng)過程中石墨稀的本征結(jié)構(gòu)可能會(huì)被破壞，造成石墨稀的性能降低。如采用氧化還原法制備石墨烯材料過程中，含氧基團(tuán)破壞了石墨烯中的sp2雜化軌道，形成了sp3雜化軌道，大大的降低了石墨烯的導(dǎo)電性能?；瘜W(xué)方法主要有有機(jī)合成法、化學(xué)氣相沉積法、氧化還原法等。通過長(zhǎng)時(shí)間的研究，制備石墨烯的方法越來越多，而且技術(shù)也日趨完善，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，但關(guān)于石墨烯在導(dǎo)電漿料中的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。
[0004]本文發(fā)明首先對(duì)高分子表面活性劑對(duì)石墨進(jìn)行插層處理，然后在有機(jī)溶劑中采用機(jī)械剝離的方法對(duì)處理后的石墨進(jìn)行剝離，然后將懸浮液進(jìn)行處理，直接制備石墨烯導(dǎo)電漿料。雖然關(guān)于制備石墨烯導(dǎo)電漿料的專利已有報(bào)道，但是采用一步法制備石墨烯導(dǎo)電漿料的專利尚未報(bào)道。專利201510239652.5報(bào)道了采用無機(jī)強(qiáng)氧化劑對(duì)石墨進(jìn)行插層處理，然后通過超聲方法制備了石墨烯。該方法使用強(qiáng)氧化劑處理容易破壞石墨的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使sp2雜化軌道減少，造成石墨烯的性能下降，而本發(fā)明采用有機(jī)高分子對(duì)石墨進(jìn)行插層處理，有利于保護(hù)石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)。專利201510713784.7使用高分子表面活性劑對(duì)石墨進(jìn)行插層處理，然后通過機(jī)械剝離制備了石墨烯，并且通過調(diào)節(jié)高分子表面活性劑的親水親油平衡值(HLB)以調(diào)節(jié)表面活性劑和不同溶劑之間的相容性，從而提高機(jī)械剝離效率。但該方案主要研究表面活性劑的制備，并未對(duì)石墨烯導(dǎo)電漿料進(jìn)行研究。專利201410828734.9提出了使用無機(jī)分散劑對(duì)石墨烯表面進(jìn)行吸附處理，以改善石墨烯在導(dǎo)電漿料中的容易發(fā)生團(tuán)聚的問題。雖然使用無機(jī)分散劑對(duì)石墨烯進(jìn)行處理可以減少石墨烯之間的團(tuán)聚，但是依然無法解決其均勻性和穩(wěn)定性問題。本發(fā)明采用高分子表面活性劑制備石墨烯，直接獲得具有較好分散性能的懸浮液，然后直接進(jìn)行導(dǎo)電漿料的制備，簡(jiǎn)化了先制備石墨烯后制備石墨烯導(dǎo)電漿料工藝過程。而且后期加入高導(dǎo)電聚合物進(jìn)一步提高石墨烯導(dǎo)電漿料的分散性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料及其制備方法，該方法主要包括石墨的插層處理、石墨烯懸浮液的制備、石墨烯導(dǎo)電漿料制備三個(gè)過程。采用高分子表面活性劑對(duì)石墨進(jìn)行插層處理，以提高機(jī)械剝離效率，并保護(hù)石墨烯結(jié)果在機(jī)械剝離的過程中不被破壞。然后將填料、功能添加劑等加入經(jīng)銅網(wǎng)過濾后的懸浮液中制備石墨烯導(dǎo)電漿料。本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)通過本發(fā)明制備方法制備所得的石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述一步法制備石墨烯導(dǎo)電漿料，這一技術(shù)方案包括如下步驟:
A通過高分子表面活性劑對(duì)石墨進(jìn)行插層處理后，經(jīng)過機(jī)械剝離以及過濾過程制備顆粒大小較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0007]B 一種機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的組成百分比:石墨烯懸浮液50-80%，導(dǎo)電填料20-50%，粘結(jié)劑5-15%，輔助填料0-10%，功能添加劑0_5%，高導(dǎo)電聚合物分散劑0_5%。
[0008]按照A步驟，將選自四甲基碳酸氫銨、四乙基碳酸氫銨、四丁基碳酸氫銨、十二烷基四甲基碳酸胍及十六烷基四甲基碳酸胍中的至少一種表面活性劑溶液有機(jī)溶劑中。
[0009]優(yōu)選地，表面活性劑的質(zhì)量百分比為5-20%。
[0010]優(yōu)選地，有機(jī)溶劑選自乙酸丁酯、碳酸二乙酯、DBE、乙基卡必醇醋酸酯、碳酸甲乙酯、丁基卡必醇醋酸酯、丁基溶纖劑醋酸酯、碳酸丙烯酯、DMS0、丁二酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、NMP、二甲苯、鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸二甲酯及碳酸二苯酯中的任一種或兩種以上的組合。
[0011 ]按照A步驟，將石墨加入到溶有表面活性劑的有機(jī)溶液中。
[0012]優(yōu)選地，石墨在有機(jī)溶液中浸泡30-60min，以便充分完成插層過程。
[0013]按照A步驟，采用球磨、攪拌磨法、超聲中的至少一種對(duì)石墨-有機(jī)溶液混合物進(jìn)行機(jī)械剝離。
[0014]按照A步驟，將機(jī)械剝離后的石墨-有機(jī)溶液經(jīng)300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，取過濾后的懸浮液備用。
[0015]按照B步驟，優(yōu)選的，石墨稀選自步驟A中自制的石墨稀懸浮液。
[0016]按照B步驟，進(jìn)一步地，導(dǎo)電填料選自銅粉、銀粉、鋁粉或鋁合金、鎳粉、碳納米管、導(dǎo)電碳纖維、乙炔黑、導(dǎo)電鈦白粉、導(dǎo)電磷鐵合金粉、中的任一種或兩種以上的組合。
[0017]按照B步驟，進(jìn)一步地，粘結(jié)劑選自包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹月旨、聚氨酯樹脂、聚酮樹脂、乙基纖維素中的任一種或兩種以上的組合。
[0018]按照B步驟，進(jìn)一步地，輔助填料包括玻璃粉、Sn02、ZnO、A1203、Ti02、Si02中的任何一種或者兩種以上組合。
[0019]按照B步驟，進(jìn)一步地，選擇乙烯基三乙氧基硅烷作為偶聯(lián)劑，BYK-161作為平流劑，乙醇作為消泡劑以及防沉降劑。
[0020]按照B步驟，進(jìn)一步地，選擇羧甲基纖維素鈉為分散劑，以提高漿料分散性和穩(wěn)定性。
[0021]按照B步驟，石墨烯導(dǎo)電漿料的制備過程如下:
根據(jù)石墨烯導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分比稱量一定質(zhì)量的石墨烯懸浮液以及有機(jī)粘結(jié)劑，在60-80°C下，通過攪拌將粘結(jié)劑溶液石墨烯懸浮液中。
[0022]根據(jù)漿料組成百分比稱取一定質(zhì)量的導(dǎo)電填料、輔助填料、功能添加劑、分散劑，將其與溶解有黏結(jié)劑的石墨烯懸浮液進(jìn)行攪拌混合。
[0023]作為優(yōu)選地，漿料的攪拌在30_60°C下真空攪拌混合均勻，即得石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0024]本發(fā)明較其他制備漿料的方法有一下優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明直接以石墨為原材料，采用一步法直接制備石墨烯導(dǎo)電漿料。與已報(bào)道是石墨烯導(dǎo)電漿料制備方法相比，該方法省去了先制備石墨烯，再將得到的石墨烯制備成導(dǎo)電漿料的繁瑣步驟。
[0025]在制備石墨烯懸浮液在過程中，以高分子表面活性劑進(jìn)行插層，避免了使用強(qiáng)氧化劑進(jìn)行插層破壞本征石墨烯化學(xué)結(jié)構(gòu)的問題，有利于保護(hù)石墨烯結(jié)構(gòu)，提高漿料的導(dǎo)電性能。
[0026]本發(fā)明使用高導(dǎo)電聚合物羧甲基纖維素鈉作為漿料的分散劑，較已報(bào)道的專利使用無機(jī)碳粉作為分散劑具有更好的分散效果，能更好的提高石墨烯導(dǎo)電漿料的均勻分散性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明中機(jī)械剝離制備導(dǎo)電石墨烯的工藝流程圖。
具體實(shí)施方案
[0028]為方便理解本發(fā)明技術(shù)，下面結(jié)合【附圖說明】對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。本發(fā)明以石墨為原料，并在有機(jī)溶劑中對(duì)石墨進(jìn)行插層處理后采用機(jī)械剝離法制備石墨烯懸浮液，在此基礎(chǔ)上通過添加高導(dǎo)電聚合物分散劑制備石墨烯導(dǎo)電漿料，以提高漿料的導(dǎo)電性、分散性以及穩(wěn)定性。按照附圖1，該技術(shù)方案主要包括四個(gè)步驟，SI石墨的插層處理，S2插層處理后的石墨的機(jī)械剝離，S3機(jī)械剝離后過濾制備石墨烯懸浮液，S4通過石墨烯懸浮液制備導(dǎo)電漿料。
[0029]步驟SI，在50-80 V下，將稱取的10_40g四甲基碳酸氫銨、四乙基碳酸氫銨、四丁基碳酸氫銨中的一種表面活性劑在磁力攪拌下溶解于160-190g乙酸丁酯、碳酸二乙酯、DBE、乙基卡必醇醋酸酯、碳酸甲乙酯、丁基卡必醇醋酸酯、丁基溶纖劑醋酸酯、碳酸丙烯酯、DMSO、丁二酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、NMP、二甲苯、鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸二甲酯中的一種或兩種以上的混合溶劑中。然后將石墨加入到該溶液中，在40-60°C下浸泡30-60min，以便完成表面活性劑對(duì)石墨邊緣的插層作用。
[0030]步驟S2，對(duì)浸泡后的石墨-有機(jī)溶液施加一機(jī)械剪切力，該機(jī)械剪切力的強(qiáng)度大小為3000-7000psi，施加剪切力作用的時(shí)間為l-5h，其中施以機(jī)械剪切力的方式可以為超音波震蕩(ultrasonicat1n)、高速混合(high speed mixing)、常壓均勾混(homogenizer)、行星式珠磨(planet bead milling)、高壓流體均勾混合(high pressure homogenizer)至少其中之一。
[0031]步驟S3，用不同目數(shù)的銅網(wǎng)對(duì)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液進(jìn)行過濾，得到不同尺寸分布石墨稀懸浮液。
[0032]步驟S4，分別稱取40-100g導(dǎo)電填料，10-30g粘結(jié)劑，0-20g輔助填料，O-1Og功能添加劑，0-5g高導(dǎo)電聚合物分散劑。然后將粘結(jié)劑加入到石墨烯懸浮液中，在室溫下攪拌溶解，接著將導(dǎo)電填料、輔助填料、功能添加劑、高導(dǎo)電聚合物分散劑加入到該溶液中，在真空中攪拌均勻，即得石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0033]優(yōu)選地，導(dǎo)電填料選自銅粉、銀粉、鋁粉或鋁合金、鎳粉、碳納米管、導(dǎo)電碳纖維、乙炔黑、導(dǎo)電鈦白粉、導(dǎo)電磷鐵合金粉中的任一種或兩種以上的組合。
[0034]優(yōu)選地，粘結(jié)劑選自包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹脂、聚氨酯樹月旨、聚酮樹脂、乙基纖維素中的任一種或兩種以上的組合。
[0035]優(yōu)選地，輔助填料包括玻璃粉、Sn02、Zn0、A1203、Ti02、Si02中的任何一種或者兩種以上組合。
[0036]優(yōu)選地，選擇乙烯基三乙氧基硅烷作為偶聯(lián)劑，BYK-161作為平流劑，
乙醇作為消泡劑以及防沉降劑，羧甲基纖維素鈉為分散劑。
[0037]實(shí)施例1
(I)在60°C磁力攪拌作用下，將1g四丁基碳酸氫銨溶解于190g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0038](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為30min。
[0039](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用機(jī)械球磨法對(duì)石墨施加強(qiáng)度大小為3000psi的機(jī)械剪切力，在此機(jī)械剪切力的作用下對(duì)插層石墨進(jìn)行機(jī)械剝離，機(jī)械剝離時(shí)間為30min。
[0040](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0041 ] (5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0042]實(shí)施例2
(I)在60°C磁力攪拌作用下，將30g四丁基碳酸氫銨溶解于170g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0043](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為30min。
[0044](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用機(jī)械球磨法對(duì)石墨施加強(qiáng)度大小為3000psi的機(jī)械剪切力，在此機(jī)械剪切力的作用下對(duì)插層石墨進(jìn)行機(jī)械剝離，機(jī)械剝離時(shí)間為30min。
[0045](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0046](5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0047]實(shí)施例3 (I)在60°C磁力攪拌作用下，將30g四丁基碳酸氫銨溶解于170g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0048](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為Omin。
[0049](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用機(jī)械球磨法對(duì)石墨施加強(qiáng)度大小為3000psi的機(jī)械剪切力，在此機(jī)械剪切力的作用下對(duì)插層石墨進(jìn)行機(jī)械剝離，機(jī)械剝離時(shí)間為30min。
[0050](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0051 ] (5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0052]實(shí)施例4
(I)在60°C磁力攪拌作用下，將30g四丁基碳酸氫銨溶解于170g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0053](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為30min。
[0054](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用機(jī)械球磨法對(duì)石墨施加強(qiáng)度大小為3000psi的機(jī)械剪切力，在此機(jī)械剪切力的作用下對(duì)插層石墨進(jìn)行機(jī)械剝離，機(jī)械剝離時(shí)間為30min。
[0055](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0056](5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0057]實(shí)施例5
(I)在60°C磁力攪拌作用下，將30g四丁基碳酸氫銨溶解于170g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0058](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為30min。
[0059](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用機(jī)械球磨法對(duì)石墨施加強(qiáng)度大小為5000psi的機(jī)械剪切力，在此機(jī)械剪切力的作用下對(duì)插層石墨進(jìn)行機(jī)械剝離，機(jī)械剝離時(shí)間為30min。
[0060](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0061 ] (5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0062]實(shí)施例6
(I)在60°C磁力攪拌作用下，將30g四丁基碳酸氫銨溶解于170g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0063](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為30min。
[0064](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用機(jī)械球磨法對(duì)石墨施加強(qiáng)度大小為5000psi的機(jī)械剪切力，在此機(jī)械剪切力的作用下對(duì)插層石墨進(jìn)行機(jī)械剝離，機(jī)械剝離時(shí)間為Ih。
[0065](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0066](5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
[0067]實(shí)施例7
(I)在60°C磁力攪拌作用下，將30g四丁基碳酸氫銨溶解于170g碳酸丙烯酯溶劑中，制備具有表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液。
[0068](2)將粒徑為300μπι的石墨浸泡在步驟(I)所制得的碳酸丙烯酯溶液中，在表面活性劑的作用下完成對(duì)石墨顆粒邊緣的插層，浸泡時(shí)間為30min。
[0069](3)將步驟(2)中經(jīng)表面活性劑插層處理后的石墨-有機(jī)溶液采用超聲法進(jìn)行剝離，超聲功率為500W機(jī)械剝離時(shí)間為Ih。
[0070](4)將步驟(3)中經(jīng)機(jī)械剝離后的石墨烯懸浮液采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，得到石墨烯顆粒大小分布較為均勻的石墨烯懸浮液。
[0071](5)量取10g步驟(4)中過濾得到的石墨烯懸浮液，將1g乙基纖維素在室溫下通過磁力攪拌作用溶解于石墨稀懸浮液總。然后將50g 1nm的銀粉、20g玻璃粉、2g乙稀基三乙氧基硅烷、Ig BYK-161平流劑、Ig乙醇、2g防沉降劑以及4g羧甲基纖維素鈉加入到溶有粘結(jié)劑的石墨烯懸浮液中，在真空中攪拌3h，得到石墨烯導(dǎo)電漿料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，包括如下步驟: 將高分子表面活性劑加入到有機(jī)類溶劑中，配制具有表面活性劑的溶液，將石墨倒入溶有表面活性劑的溶液中浸泡一段時(shí)間；然后將經(jīng)表面活性劑插層處理的石墨及溶液采用機(jī)械剝離的方法制備石墨烯漿料;將機(jī)械剝離后的漿料采用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，取過濾后的懸浮液制備石墨烯導(dǎo)電漿料;制備導(dǎo)電漿料時(shí)加入高電導(dǎo)聚合物以提高石墨烯導(dǎo)電漿料的分散性和穩(wěn)定性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，所述表面活性劑溶液中，表面活性劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5-20%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，表面活性劑選自四甲基碳酸氫銨、四乙基碳酸氫銨、四丁基碳酸氫銨、十二烷基四甲基碳酸胍及十六烷基四甲基碳酸胍中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，溶劑選取乙酸丁酯、碳酸二乙酯、DBE、乙基卡必醇醋酸酯、碳酸甲乙酯、丁基卡必醇醋酸酯、丁基溶纖劑醋酸酯、碳酸丙烯酯、DMSO、丁二酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、匪P、二甲苯、鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸二甲酯及碳酸二苯酯中的任一種或兩種以上的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，機(jī)械剝離選用球磨法、超聲、攪拌磨法。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，將機(jī)械剝離后的溶液用300目的銅網(wǎng)進(jìn)行過濾，以便得到顆粒大小均勻的石墨烯懸浮液。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，導(dǎo)電漿料的組成:石墨烯懸浮液50-80%，導(dǎo)電填料20-50%，粘結(jié)劑5-15%，輔助填料0-10%，功能添加劑0-5%，高導(dǎo)電聚合物分散劑1-5%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，高導(dǎo)電聚合物分散劑包括羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯醇、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯、三乙醇胺皂中的一種或兩種以上的組合。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械剝離制備石墨烯導(dǎo)電漿料的方法，其特征在于，將粘結(jié)劑溶解于石墨烯懸浮液后，將導(dǎo)電填料、輔助填料、功能添加劑、高導(dǎo)電聚合物加入懸浮液中，然后機(jī)械攪拌均勻。10.—種石墨烯導(dǎo)電漿料，其特征在于由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)制備方法制備所得的石墨烯導(dǎo)電漿料。
【文檔編號(hào)】H01B1/24GK105869770SQ201610189835
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】陳慶, 葉任海, 孫麗枝, 廖大應(yīng)
【申請(qǐng)人】成都新柯力化工科技有限公司