CN108288085A - 石墨烯浆料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石墨烯应用技术领域，具体而言，提供了一种石墨烯浆料、制备方法及其应用。所述石墨烯浆料主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％‑50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。该石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。

Description

石墨烯浆料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及石墨烯应用技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯浆料、制备方法及其应用。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯是近年来国际上的研究热点，受到了各国科学界和产业界的极大关注。
石墨烯在应用时通常需要制备成浆料，现有的石墨烯浆料包括水性石墨烯浆料和油性石墨烯浆料两种。水性石墨烯浆料是在水中依次加入分散剂、导电剂或防腐剂等材料，在分散机高速分散过程中慢慢加入石墨烯，但因石墨烯的特性，容易聚团，很难分散开，导致最终水性石墨烯浆料中石墨烯含量很低，分散不均匀，在较短时间内出现分层沉淀，从而大大影响石墨烯浆料的实际应用。另外，水性石墨烯浆料在储存、运输及实际应用过程中受天气温度、湿度的影响，在终端市场应用当中因成膜固化时间较长，要消耗大量的热能。
油性石墨烯浆料是在油性基材料里加入分散剂、导电剂或防腐剂等材料，在分散机高速分散过程中慢慢加入石墨烯，但因石墨烯的特性，容易聚团，很难分散开，导致最终油性石墨烯浆料中石墨烯含量很低，分散不均匀，在较短时间内出现分层沉淀，从而大大影响石墨烯浆料的实际应用。另外，油性石墨烯浆料因含有大量挥发性溶剂，导致它在终端市场应用时因挥发性溶剂最终的挥发，会污染环境及影响工作人员的身体健康，同时也需要较长的成膜固化时间，消耗大量的热能。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种石墨烯浆料，该浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。
本发明的第二目的在于提供一种石墨烯浆料的制备方法，该方法工艺简单，可操作性强，生产成本低，制备得到的石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。
本发明的第三目的在于提供一种包括上述石墨烯浆料的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池，包括上述石墨烯浆料的产品至少具有与上述石墨烯浆料相同的优势。
本发明的第四目的在于提供一种上述石墨烯浆料的应用，将上述石墨烯浆料应用于电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中，能够大大提高其生产效率、降低生产成本、绿色环保且产品性能好。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种石墨烯浆料，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％-50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。
作为进一步优选的技术方案，所述总含水量为5％-40％，优选为10％-35％。
作为进一步优选的技术方案，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂10-25份、聚合物树脂0-40份、光固化单体10-25份、光引发剂2-10份、石墨烯基材料1-25份、助剂0.5-5份、溶剂2-20份、含银导电浆料0-35份以及颜填料0-35份。
作为进一步优选的技术方案，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂11-22份、聚合物树脂5-40份、光固化单体12-22份、光引发剂2-9份、石墨烯基材料5-25份、助剂0.5-4份、溶剂5-20份、含银导电浆料5-35份以及颜填料5-35份；
优选地，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂12-20份、聚合物树脂5-35份、光固化单体14-20份、光引发剂3-8份、石墨烯基材料10-20份、助剂1-3份、溶剂10-15份、含银导电浆料10-30份以及颜填料10-30份。
作为进一步优选的技术方案，光固化树脂和聚合物树脂的总质量份数为10-50份，优选为15-45份，进一步优选为20-40份。
作为进一步优选的技术方案，石墨烯基材料包括石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯-高分子复合材料或石墨烯-无机纳米复合材料中的至少一种；
优选地，所述掺杂石墨烯包括氮掺杂石墨烯、磷掺杂石墨烯或硫掺杂石墨烯中的至少一种。
第二方面，本发明提供了一种上述石墨烯浆料的制备方法，将各原料混合均匀即可。
作为进一步优选的技术方案，包括以下步骤：
首先将光固化树脂、光固化单体、光引发剂和部分助剂混合均匀，然后与任选地聚合物树脂混合均匀，再与任选地颜填料混合均匀，再与部分助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入任选地含银导电浆料，混合均匀后，再与剩余助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入石墨烯基材料，最后加入剩余溶剂混合均匀即可得到所述石墨烯浆料。
第三方面，本发明提供了一种包括上述石墨烯浆料的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池。
第四方面，本发明提供了一种上述石墨烯浆料在电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的石墨烯浆料主要由树脂、光固化单体、光引发剂和石墨烯基材料等制备而成，树脂中的水能够在浆料制备过程中从树脂中逐渐脱离，从而使树脂在分散体系中形成无数的小颗粒的分散状态，颗粒具有树脂外壳，由于颗粒数量巨大，其总表面积大，再由于石墨烯基材料具有吸附、吸湿的特性，因此石墨烯基材料能够大量、均匀地分散在颗粒表面，大大提高了浆料中石墨烯基材料的含量和分散的均匀性，石墨烯基材料在浆料中不易聚集成团，储存均匀稳定不分层，可在零下几十度至零上几十度温差范围内安全储存、运输，不受终端应用市场的温度和湿度的影响；石墨烯本身憎水憎油，在本发明的分散体系中，还实现了光固化单体等物质的插层；该石墨烯浆料利用光成膜固化技术，因而成膜固化速度快、能耗低，显著提高了其在应用中的环保节能性及效率；另外，其各原料环保性好，不会出现污染环境和影响人体健康的情况。
本发明提供的石墨烯浆料的制备方法工艺简单，可操作性强，生产成本低，制备得到的石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。
本发明提供的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池包括上述石墨烯浆料，因而至少具有与上述石墨烯浆料相同的优势。
将上述石墨烯浆料应用于电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中，能够大大提高其生产效率、降低生产成本、绿色环保且产品性能好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
第一方面，在一些实施例中提供了一种石墨烯浆料，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％-50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。
石墨烯浆料主要由树脂、光固化单体、光引发剂和石墨烯基材料等制备而成，树脂中的水能够在浆料制备过程中从树脂中逐渐脱离，从而使树脂在分散体系中形成无数的小颗粒的分散状态，颗粒具有树脂外壳，由于颗粒数量巨大，其总表面积大，再由于石墨烯基材料具有吸附、吸湿的特性，因此石墨烯基材料能够大量、均匀地分散在颗粒表面，大大提高了浆料中石墨烯基材料的含量和分散的均匀性，石墨烯基材料在浆料中不易聚集成团，储存均匀稳定不分层，可在零下几十度至零上几十度温差范围内安全储存、运输，不受终端应用市场的温度和湿度的影响；石墨烯本身憎水憎油，在本发明的分散体系中，还实现了光固化单体等物质的插层；该石墨烯浆料利用光成膜固化技术，因而成膜固化速度快、能耗低，显著提高了其在应用中的环保节能性及效率；另外，其各原料环保性好，不会出现污染环境和影响人体健康的情况。
本发明中，上述总含水量典型但非限制性的为0.1％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。
需要说明的是，树脂中的水是含在树脂当中的，是均一相，不是作为溶剂的，体系中另有溶剂作为树脂的良溶剂。
应当理解的是，本发明中“任选地聚合物树脂”是指可以包含聚合物树脂，也可以不包含聚合物树脂。例如，“所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂”是指所述树脂包括光固化树脂，或，所述树脂包括光固化树脂以及聚合物树脂。
在一种优选的实施方式中，所述总含水量为5％-40％，优选为10％-35％。本优选实施方式中的总含水量能进一步提高浆料中石墨烯基材料的含量及其分散性，浆料中石墨烯基材料的分布更加均匀，且不易分层或聚集成团，石墨烯浆料的稳定性更好。
在一种优选的实施方式中，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂10-25份、聚合物树脂0-40份、光固化单体10-25份、光引发剂2-10份、石墨烯基材料1-25份、助剂0.5-5份、溶剂2-20份、含银导电浆料0-35份以及颜填料0-35份。本优选实施方式中限定了各原料的含量，经过各原料的合理配合，能够使石墨烯浆料的均匀性、稳定性、成膜速度等得到进一步提升。
光固化树脂又称光敏树脂，是一种受光线照射后能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化，进而交联固化的低聚物。光固化树脂包括但不限于聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧聚氨酯丙烯酸酯、有机硅改性环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯或丙烯酸酯化丙烯酸酯中的至少一种。本发明中，按质量份数计，光固化树脂典型但非限制性的含量为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份。
聚合物树脂包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、ABS(Acrylonitrile ButadieneStyrene plastic，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、AS(acrylonitrile-styrene copolymer，丙烯腈-苯乙烯共聚物)树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚甲基戊烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、多芳基化合物、聚缩醛树脂、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚苯硫、聚醚砜、聚丁二烯、PMMA(PolymethylMethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)树脂、硅氧烷、羟基改性氯乙烯、氯乙烯/醋酸乙烯二元共聚物、醋酸丙酸纤维素、硝基纤维素、乙基纤维素、乙烯醋酸乙烯酯共聚物或醋酸乙烯酯中的至少一种。本发明中，按质量份数计，聚合物树脂典型但非限制性的含量为0份、2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份或40份。
光固化单体又称为活性稀释剂，是指能够参与成膜反应的稀释剂，具有降低体系粘度、减少固化时间、增加交联密度、控制固化膜粘结性和柔软性的特点。光固化单体包括但不限于甲基丙烯酸异冰片酯、己二酸二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、烷氧化苯酚丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、辛戊四醇三丙烯酸酯或丙烯酸异辛酯中的至少一种。本发明中，按质量份数计，光固化单体典型但非限制性的含量为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份。
光引发剂又称光敏剂或光固化剂，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。光引发剂包括但不限于2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、安息香双甲醚、安息香乙醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯偶酰二缩酮、3-乙基-3-[(2-乙基己氧基)甲基]氧杂环丁烷、1,4双[(3-乙基-3-氧亚甲基氧杂环丁)甲基]苯)或环内酯(丙二醇碳酸酯)中的至少一种。本发明中，按质量份数计，光引发剂典型但非限制性的含量为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份。
石墨烯基材料是指石墨烯或经过各种处理之后的石墨烯材料，包括但不限于石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯-高分子复合材料、石墨烯-无机纳米复合材料、掺杂石墨烯-高分子复合材料或掺杂石墨烯-无机纳米复合材料中的至少一种。本发明中，按质量份数计，石墨烯基材料典型但非限制性的含量为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份。
助剂包括但不限于分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、增稠剂或pH调节剂中的至少一种。分散剂包括但不限于羧酸盐、磺酸盐、磷酸盐或烷羟基胺盐中的至少一种；消泡剂包括但不限于硅氧烷聚合物、天然油脂或矿物油中的至少一种；流平剂包括但不限于聚丙烯酸类流平剂和/或聚硅氧烷类流平剂；润湿剂包括但不限于脂肪族磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、季铵化合物、烷基醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；增稠剂包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮及其共聚合物、聚乙烯醇及其衍生物、聚丙烯酸钠、纤维素醚、淀粉、海藻酸钠、动物胶、天然树胶、丙烯酸酯类增稠剂或聚氨酯类增稠剂中的至少一种。本发明中，按质量份数计，助剂典型但非限制性的含量为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或5份。
溶剂主要用于溶解树脂材料。溶剂包括有机溶剂或无机溶剂。无机溶剂包括但不限于水和/或酸。有机溶剂包括但不限于甲苯、环己烷、二甲苯、丁酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮、双丙酮醇、异佛尔酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的至少一种。本发明中，按质量份数计，溶剂典型但非限制性的含量为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。
含银导电浆料是指含银的导电浆料，增强石墨烯浆料的导电性。含银导电浆料包括但不限于银浆、铜银浆、银钯浆、银铂浆或聚合物银浆中的至少一种。本发明中，按质量份数计，含银导电浆料典型但非限制性的含量为0份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份。
颜填料能够调整石墨烯浆料的密度、导热性、化学稳定性和固化后的强度等。颜填料包括但不限于硅酸盐(如云母粉、滑石粉、硅灰石、高岭土)、铝及其化合物(如铝粉、三氧化二铝、三聚磷酸铝)、无机纳米材料(如纳米二氧化硅、纳米氧化锌)、石英砂、硅藻土、硫酸盐(如硫酸钡、硫酸钙)、碳酸盐(如轻质碳酸钙、重质碳酸钙)、石墨、二氧化钛或二氧化锆中的至少一种。本发明中，按质量份数计，颜填料典型但非限制性的含量为0份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份。
在一种优选的实施方式中，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂11-22份、聚合物树脂5-40份、光固化单体12-22份、光引发剂2-9份、石墨烯基材料5-25份、助剂0.5-4份、溶剂5-20份、含银导电浆料5-35份以及颜填料5-35份。
优选地，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂12-20份、聚合物树脂5-35份、光固化单体14-20份、光引发剂3-8份、石墨烯基材料10-20份、助剂1-3份、溶剂10-15份、含银导电浆料10-30份以及颜填料10-30份。
上述优选实施方式中进一步优化了各原料的含量，各原料之间的配合作用更加显著，从而使石墨烯浆料的均匀性、稳定性、成膜速度等得到进一步提升。
在一种优选的实施方式中，光固化树脂和聚合物树脂的总质量份数为10-50份，优选为15-45份，进一步优选为20-40份。上述光固化树脂和聚合物树脂的总质量份数典型但非限制性的为10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份或50份。将光固化树脂和聚合物树脂的总质量份数控制在本优选实施方式中既能保证水含量不至于过多或过少，还能增强石墨烯基材料的分散效果以及加快石墨烯浆料的成膜固化速度，石墨烯浆料的综合性能更好。
在一种优选的实施方式中，石墨烯基材料包括石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯-高分子复合材料或石墨烯-无机纳米复合材料中的至少一种。上述石墨烯包括但不限于单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯或多层石墨烯。根据石墨烯浆料的性能以及所应用的领域，本领域技术人员可以合理选择合适的石墨烯基材料。
优选地，所述掺杂石墨烯包括氮掺杂石墨烯、磷掺杂石墨烯或硫掺杂石墨烯中的至少一种。
需要说明的是，本发明中所涉及的各原料均可外购或采用现有技术自行制备，本发明对此不作特别限制。
本发明提供的石墨烯浆料在阴凉干燥不开启的条件下可均匀稳定储存数月不分层；涂布厚度≤80μm时，在功率5kW的紫外光固化灯三盏的固化条件下固化线速度可达到60m/min以上；常温下电阻率可达到0.1Ω·mm2/m以下。
本发明中的石墨烯浆料可通过印刷、辊涂或喷涂等方式在金属、玻璃、纸张、塑料、PET、石材、硅片、尼龙、布料、已喷塑产品等所有现有产品基材上应用，都有很好的附着力。此外，上述石墨烯浆料的制成品(如膜等)具有一定的抗污自清洁效果。
第二方面，在一些实施例中提供了一种上述石墨烯浆料的制备方法，将各原料混合均匀即可。上述制备方法工艺简单，可操作性强，生产成本低，制备得到的石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。
在一种优选的实施方式中，包括以下步骤：
首先将光固化树脂、光固化单体、光引发剂和部分助剂混合均匀，然后与任选地聚合物树脂混合均匀，再与任选地颜填料混合均匀，再与部分助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入任选地含银导电浆料，混合均匀后，再与剩余助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入石墨烯基材料，最后加入剩余溶剂混合均匀即可得到所述石墨烯浆料。
本优选实施方式通过对各原料进行分步混合，从而使各原料的混合和分散效果更好，得到的石墨烯浆料性能更加稳定和优异。例如，在将光固化树脂、光固化单体、光引发剂、任选地聚合物树脂、任选地颜填料、助剂和部分溶剂混合后，加入石墨烯基材料，使石墨烯基材料大量、均匀地分散在整个分散体系中，最后加入剩余溶剂溶解树脂外壳，使分相结构消失，这样石墨烯基材料可按需均匀分散在浆料中。
优选地，上述光固化树脂、光固化单体、光引发剂和部分助剂的混合过程以及与任选地聚合物树脂混合采用高速混合的方式进行，高速混合时，在高速分散剪切力、摩擦力的作用下，体系温度升高，从而更加有利于光固化树脂和/或任选地聚合物树脂中的水从树脂中逐渐脱离，使树脂形成分散的小颗粒。应当理解的是，上述“高速混合”采用本领域技术人员常用的较高速度混合即可。
优选地，在与部分助剂和/或部分溶剂混合以及在与剩余助剂和/或部分溶剂混合的同时调整体系粘度。
第三方面，在一些实施例中提供了一种包括上述石墨烯浆料的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池。上述电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池包括上述石墨烯浆料，因而至少具有与上述石墨烯浆料相同的优势。
上述“石墨烯电池”是指含有石墨烯基材料的新能源电池，包括但不限于石墨烯太阳能电池、石墨烯锂离子电池。
现有电子标签生产效率低，成本高，污染环境，使用寿命短。而包括上述石墨烯浆料的电子标签，生产效率高，成本大大降低，绿色环保，不污染环境，并且产品的电阻率极低，射频识别率达到国际先进水平，产品使用寿命增长，并且不受标签的折弯而影响其性能。
现有太阳能电池产品造价高，工艺复杂，而包括上述石墨烯浆料的太阳能电池，产品成本大大降低，操作简单，太阳能转化效率得到提高。
包括上述石墨烯浆料的石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜的导热、散热和导电效果好，操作简单可现场实施操作。
第四方面，在一些实施例中提供了一种上述石墨烯浆料在电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中的应用。将上述石墨烯浆料应用于电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中，能够大大提高其生产效率、降低生产成本、绿色环保且产品性能好。
下面结合实施例和对比例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：聚醚丙烯酸酯30份、季戊四醇三丙烯酸酯8份、二苯甲酮1份、1173光引发剂2份、石墨烯30份、助剂0.2份和丁酮22份，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的0.1％。
实施例2
一种石墨烯浆料，与实施例1不同的是，本实施例中，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的5％。
实施例3
一种石墨烯浆料，与实施例1不同的是，本实施例中，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的10％。
实施例4
一种石墨烯浆料，与实施例1不同的是，本实施例中，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的25％。
实施例5
一种石墨烯浆料，与实施例1不同的是，本实施例中，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的50％。
实施例6
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：聚醚丙烯酸酯10份、季戊四醇三丙烯酸酯10份、二苯甲酮1份、1173光引发剂1份、石墨烯1份、助剂0.5份和丁酮2份，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的25％。
与实施例4不同的是，本实施例中各原料的含量在本发明优选含量范围内。
实施例7
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：聚醚丙烯酸酯20份、硅氧烷40份、季戊四醇三丙烯酸酯25份、二苯甲酮2份、1173光引发剂8份、石墨烯25份、助剂5份、丁酮20份、铜银浆35份和云母粉35份，聚醚丙烯酸酯和硅氧烷中的总含水量为二者总质量的25％。
与实施例4不同的是，本实施例中各原料的含量在本发明优选含量范围内。
实施例8
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：聚醚丙烯酸酯15份、硅氧烷20份、季戊四醇三丙烯酸酯20份、二苯甲酮5份、1173光引发剂3份、石墨烯15份、助剂3份、丁酮10份、铜银浆18份和云母粉20份，聚醚丙烯酸酯和硅氧烷中的总含水量为二者总质量的25％。
与实施例4不同的是，本实施例中各原料的含量在本发明优选含量范围内。
实施例9
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸酯15份、聚碳酸酯20份、甲基丙烯酸异冰片酯20份、安息香双甲醚8份、氧化石墨烯15份、助剂3份、环己酮10份、铜银浆18份和云母粉20份，有机硅改性环氧丙烯酸酯和聚碳酸酯中的总含水量为二者总质量的25％。
与实施例8不同的是，本实施例中各原料的选用不同。
实施例10
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：氨基丙烯酸酯15份、聚缩醛树脂20份、1,6-己二醇二丙烯酸酯20份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮8份、氮掺杂石墨烯15份、助剂3份、氯烷酯10份、铜银浆18份和纳米二氧化硅20份，氨基丙烯酸酯和聚缩醛树脂中的总含水量为二者总质量的25％。
与实施例8不同的是，本实施例中各原料的选用不同。
实施例1-10中石墨烯浆料的制备方法为将各原料混合均匀即可。
实施例11
一种石墨烯浆料，其配方与实施例10相同，其制备方法包括以下步骤：首先将氨基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、聚缩醛树脂、纳米二氧化硅、铜银浆和助剂混合均匀，然后加入氮掺杂石墨烯，最后加入氯烷酯混合均匀即可得到所述石墨烯浆料。
实施例12
一种石墨烯浆料，其配方与实施例10相同，其制备方法包括以下步骤：首先将氨基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和70％的助剂混合均匀，然后与聚缩醛树脂混合均匀，再与纳米二氧化硅混合均匀，再与20％的氯烷酯混合，混合过程中加入铜银浆，混合均匀后，再与剩余助剂和30％的氯烷酯混合，混合过程中加入氮掺杂石墨烯，最后加入剩余氯烷酯混合均匀即可得到所述石墨烯浆料。
对比例1
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：聚醚丙烯酸酯30份、季戊四醇三丙烯酸酯8份、二苯甲酮1份、1173光引发剂2份、石墨烯30份、助剂0.2份和丁酮22份，聚醚丙烯酸酯中不含水。
与实施例1不同的是，本对比例中的聚醚丙烯酸酯不含水。
对比例2
一种石墨烯浆料，主要由以下质量份数的原料制备而成：聚醚丙烯酸酯30份、季戊四醇三丙烯酸酯8份、二苯甲酮1份、1173光引发剂2份、石墨烯30份、助剂0.2份和丁酮22份，聚醚丙烯酸酯中的总含水量为聚醚丙烯酸酯总质量的60％。
与实施例1不同的是，本对比例中聚醚丙烯酸酯中的含水量不在本发明的含量范围内。
对比例3
石墨烯水性浆料(北京北科新材科技有限公司)。
对比例4
油性石墨烯浆料(珠海聚碳复合材料有限公司)。
性能测试
分别对实施例1-12和对比例1-4中的石墨烯浆料进行沉降性、均匀性和成膜固化速度进行测试，测试结果见表1。
沉降性和均匀性采用CN102854083B实施例2的方法进行测试。
成膜固化速度的测试方法为：将浆料涂覆到基材上，厚度为0.1mm，然后对实施例1-12和对比例1-2中的浆料进行UV光照射，UV波长为365nm，强度为80mW/cm2，统计固化时间；对对比例3和4的浆料进行高温固化，固化温度为80℃，统计固化时间。
表1性能测试结果
由表1可知，实施例1-12的石墨烯浆料中每个试样(每个实施例中共三个试样)的两个样品(按体积均分为上下两个样品)的固含量之间的RSD(Relative StandardDeviation，相对标准偏差)均小于2％，从而评估出石墨烯浆料未发生沉降；所有样品(每个实施例中共六个样品)的固含量之间的RSD均小于2％，从而评估出石墨烯浆料的均匀性较好。而对比例1-4的石墨烯浆料中每个试样的两个样品的固含量之间的RSD均大于2％，从而评估出石墨烯浆料发生沉降；所有样品的固含量之间的RSD均大于2％，从而评估出石墨烯浆料的均匀性较差。
实施例1-12中石墨烯浆料的固化时间均在5s以内，固化时间短、速度快，且采用紫外光固化，节约能源；而对比例1-4中石墨烯浆料的固化时间明显较长，特别是实施例3和4，不仅固化速度慢，还采用了高温固化的方式，能耗较高。
由此可知，本发明提供的石墨烯浆料不但具有石墨烯基材料含量高的优点，还具有分散性好、储存均匀性好、不分层、不沉降、成膜固化速度快、能耗低的优点，其综合性能优于现有技术。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种石墨烯浆料，其特征在于，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％-50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。
2.根据权利要求1所述的石墨烯浆料，其特征在于，所述总含水量为5％-40％，优选为10％-35％。
3.根据权利要求1所述的石墨烯浆料，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂10-25份、聚合物树脂0-40份、光固化单体10-25份、光引发剂2-10份、石墨烯基材料1-25份、助剂0.5-5份、溶剂2-20份、含银导电浆料0-35份以及颜填料0-35份。
4.根据权利要求1所述的石墨烯浆料，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂11-22份、聚合物树脂5-40份、光固化单体12-22份、光引发剂2-9份、石墨烯基材料5-25份、助剂0.5-4份、溶剂5-20份、含银导电浆料5-35份以及颜填料5-35份；
优选地，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂12-20份、聚合物树脂5-35份、光固化单体14-20份、光引发剂3-8份、石墨烯基材料10-20份、助剂1-3份、溶剂10-15份、含银导电浆料10-30份以及颜填料10-30份。
5.根据权利要求3或4所述的石墨烯浆料，其特征在于，光固化树脂和聚合物树脂的总质量份数为10-50份，优选为15-45份，进一步优选为20-40份。
6.根据权利要求1-4任一项所述的石墨烯浆料，其特征在于，石墨烯基材料包括石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯-高分子复合材料或石墨烯-无机纳米复合材料中的至少一种；
优选地，所述掺杂石墨烯包括氮掺杂石墨烯、磷掺杂石墨烯或硫掺杂石墨烯中的至少一种。
7.权利要求1-6任一项所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，将各原料混合均匀即可。
8.根据权利要求7所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先将光固化树脂、光固化单体、光引发剂和部分助剂混合均匀，然后与任选地聚合物树脂混合均匀，再与任选地颜填料混合均匀，再与部分助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入任选地含银导电浆料，混合均匀后，再与剩余助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入石墨烯基材料，最后加入剩余溶剂混合均匀即可得到所述石墨烯浆料。
9.包括权利要求1-6任一项所述的石墨烯浆料的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池。
10.权利要求1-6任一项所述的石墨烯浆料在电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中的应用。
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