CN111768894A - 一种碳导电浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于碳复合材料制备领域，提出了一种碳导电浆料，包括以下重量份的组分组成：氧化石墨烯水溶液100～1000份，中间相碳微球20～50份，碳纳米管5～10份，炭黑5～10份，电阻稳定剂20～40份，粘结剂5～15份，抗氧剂1～5份，溶剂550～1100份。将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂分别进行预分散，再与氧化石墨烯水溶液混合，然后进行热处理、过滤得到膏状物，再加入粘结剂、抗氧剂和余量溶剂，研磨，得到碳导电浆料。本发明解决了现有技术中导电浆料方阻高，附着力差，导电膜受热后功率飘升，长时间使用后功率衰减的问题。

Description

一种碳导电浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及碳复合材料制备领域，提出一种碳导电浆料及制备方法。
背景技术
碳导电浆料主要由碳导电微粒、粘结剂、溶剂、助剂等组分构成，是印刷导电点或导电线路常用的一种中间产品，一般是采用丝网印刷、凸版印刷、柔性版印刷、凹版印刷或平板印刷等工艺印在塑料、玻璃、陶瓷或纸板等非导电承印物上。相比于刻蚀工艺，导电浆料印刷只需要经过干燥溶剂，不会像蚀刻工艺那样产生大量废液，可以实现大批量生产，且废品率低，被认为是一种更环保、更高效、成本更低的生产工艺。
目前对于碳导电浆料的研究较多，但仍有一些问题尚待解决。如干燥过程中有机溶剂挥发产生的环保问题；干燥后导电膜局部收缩产生孔洞，附着力变差；导电膜方阻高；受热后功率飘升大；长时间使用后出现功率衰减问题。
发明内容
本发明提出一种碳导电浆料的制备方法，解决了现有技术中碳导电浆料方阻高、附着力差、导电膜受热后功率飘升、长时间使用后功率衰减的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种碳导电浆料，包括以下重量份的组分组成：氧化石墨烯水溶液100～1000份，中间相碳微球20～50份，碳纳米管5～10份，炭黑5～10份，电阻稳定剂20～40份，粘结剂5～15份，抗氧剂1～5份，溶剂550～1100份。
作为进一步的技术方案，包括以下重量份的组分组成：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，电阻稳定剂25份，粘结剂10份，抗氧剂3份，溶剂850份。
作为进一步的技术方案，所述氧化石墨烯水溶液中氧含量≥50wt％；
所述中间相碳微球为经≥2800℃的石墨化处理过的熟球，且D90≤1μm。
作为进一步的技术方案，所述电阻稳定剂为钛酸锶、钛酸钡、钛酸钙、钛酸铅、钪酸铋、氧化锡锑、铌酸锶钡、铌酸钾钠、铌酸钡钠、偏铌酸铅、铌酸锂钠、焦铌酸锶钙、锆钛酸铅、二氧化钛、二氧化锆、二氧化钒、氧化钇、氧化铒中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述电阻稳定剂由以下重量份的组分组成：钛酸锶5～10份，铌酸钾钠10～20份，二氧化钛5～10份。
作为进一步的技术方案，所述抗氧剂为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、三(壬基苯基)亚磷酸酯、2-巯基苯并咪唑、2,6-二叔丁基-4-甲酚、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述粘结剂为水性环氧树脂、水性聚氨酯、醇溶性聚酰胺树脂或醇溶性松香树脂。
作为进一步的技术方案，所述溶剂为醇溶剂或醇水混合溶剂，所述醇溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种，所述醇水混合溶剂为体积分数为50％～90％的甲醇水溶液、体积分数为50％～90％的乙醇水溶液、体积分数为50％～90％的正丙醇水溶液、体积分数为50％～90％的异丙醇水溶液中的一种或几种。
一种碳导电浆料的制备方法，包括以下步骤：
A、按照上述碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液100～1000份，中间相碳微球20～50份，碳纳米管5～10份，炭黑5～10份，电阻稳定剂20～40份，粘结剂5～15份，抗氧剂1～5份，溶剂550～1100份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂进行预分散处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、电阻稳定剂悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、电阻稳定剂悬浮液混合，得到混合液；
D、将混合液进行热处理，热处理温度为70～180℃，热处理后保温时间≥20min；
E、将经过步骤D中热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、粘结剂、抗氧剂加入到余量溶剂中研磨，获得所述碳导电浆料。
作为进一步的技术方案，所述步骤B中预分散处理是指将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂分别在溶剂中进行洗涤、搅拌、破碎处理，形成中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、电阻稳定剂悬浮液，其中中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂与溶剂的质量份数比均为1：10。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，通过优化设计的导电浆料配比与制备方法结合，整个配方中的各个组分相互配合，起到了相互协同和增强的作用，所制得的碳导电浆料形成的导电膜固含量≥7.5wt％，膜厚≥12.6μm，方阻≤50Ω，附着力≤2级，过负荷阻值变化率在8～25％，解决了导电浆料方阻高，附着力差，导电膜受热后功率飘升，长时间使用后功率衰减的问题，同时碳导电浆料的制备方法简单、成本低、绿色环保，导电浆料通过印刷工艺得到的导电膜表面细腻，致密度高，受潮后不存在膨胀剥落问题。
2、本发明中，电阻稳定剂的加入，与其他组分复配协同，解决了碳导电浆料导电膜受热后功率飘升和长时间使用后功率衰减的问题；碳导电浆料的电阻通常是随温度升高而降低，特别是在碳基导电薄膜中，碳材料所形成的薄膜体积密度低，在受热情况下碳材料之间容易发生体积膨胀，进而容易造成碳导电浆料电阻不稳定，功率变化大，而电阻稳定剂的物理化学性质稳定，增强了碳材料之间的界面结合，提高了薄膜密度，抑制了因受热引起的碳材料微观上的应力变化和薄膜体积膨胀，从而解决了导电膜受热后功率不再飘升、长时间使用后功率衰减的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中氧化石墨烯水溶液购自唐山建华科技发展有限责任公司JH-II型、中间相碳微球购自上海纳誉贸易有限公司NRG-10型、碳纳米管购自北京德科岛金科技有限公司CNT102型，其中氧化石墨烯水溶液含氧量≥50％，中间相碳微球为经≥2800℃的石墨化处理过的熟球，且D90≤1μm；其他所用原料如无特别说明，均可由市面购买得到。
实施例1：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸锶25份，DP460NS环氧树脂胶10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷3份，体积分数为70％的乙醇水溶液850份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸锶分别与体积分数为70％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度160℃，保温60min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、DP460NS环氧树脂胶、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷加入到余量乙醇水溶液中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例2：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸锶15份，铌酸钾钠10份、DP460NS环氧树脂胶10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷3份，体积分数为70％的乙醇水溶液850份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸锶、铌酸钾钠分别与体积分数为70％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度160℃，保温60min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、DP460NS环氧树脂胶、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷加入到余量乙醇水溶液中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例3：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸锶15份，二氧化钛10份、DP460NS环氧树脂胶10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷3份，体积分数为70％的乙醇水溶液1000份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸锶、二氧化钛分别与体积分数为70％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、二氧化钛悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、二氧化钛悬浮液均匀混合，得到混合液；
其余步骤同实施例1。
实施例4：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸锶20份，铌酸钾钠10份，二氧化钛10份，DP460NS环氧树脂胶10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷3份，体积分数为70％的乙醇水溶液1000份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸锶、铌酸钾钠、二氧化钛分别与体积分数为70％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、二氧化钛悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、二氧化钛悬浮液均匀混合，得到混合液；
其余步骤同实施例1。
实施例5：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液100份，中间相碳微球20份，碳纳米管5份，炭黑5份，钛酸锶10份，铌酸钾钠5份，二氧化钛5份，DP460NS环氧树脂胶5份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷1份，体积分数为50％的乙醇水溶液550份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸锶、铌酸钾钠、二氧化钛分别与体积分数为50％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、二氧化钛悬浮液均匀混合，得到混合液；
其余步骤同实施例1。
实施例6：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液1000份，中间相碳微球50份，碳纳米管10份，炭黑10份，钛酸锶20份，铌酸钾钠10份，二氧化钛10份，DP460NS环氧树脂胶15份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷5份，体积分数为90％乙醇水溶液1100份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸锶、铌酸钾钠、二氧化钛分别与体积分数为90％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、二氧化钛悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸锶悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、二氧化钛悬浮液均匀混合，得到混合液；
其余步骤同实施例1。
实施例7：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液300份，中间相碳微球20份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸铅10份，铌酸钡钠5份，氧化钇5份，DP460NS环氧树脂胶5份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷1份，乙醇300份，正丙醇300份；
B、将乙醇和正丙醇混合得到混合醇溶剂，将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸铅、铌酸钡钠、氧化钇分别与混合醇溶剂按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸铅悬浮液、铌酸钡钠悬浮液、氧化钇悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸铅悬浮液、铌酸钡钠悬浮液、氧化钇悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度160℃，保温60min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、DP460NS环氧树脂胶、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷加入到余量混合醇溶剂中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例8：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液600份，中间相碳微球30份，碳纳米管5份，炭黑10份，钛酸钡10份，偏铌酸钠5份，二氧化锆5份，DP460NS环氧树脂胶5份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷1份，体积分数为50％甲醇水溶液700份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸钡、偏铌酸钠、二氧化锆分别与体积分数为50％甲醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸钡悬浮液、偏铌酸钠悬浮液、二氧化锆悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸钡悬浮液、偏铌酸钠悬浮液、二氧化锆悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度160℃，保温60min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、DP460NS环氧树脂胶、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷加入到余量甲醇水溶液中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例9：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液600份，中间相碳微球30份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸钙10份，铌酸锶钡5份，二氧化钒5份，DP460NS环氧树脂胶10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷5份，体积分数为90％甲醇水溶液350份，体积分数为50％正丙醇水溶液350份；
B、将体积分数为90％甲醇水溶液和50％正丙醇水溶液混合得到混合醇溶剂，将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸钙、铌酸锶钡、二氧化钒分别与混合醇溶剂按质量份数比1:10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸钙悬浮液、铌酸锶钡悬浮液、二氧化钒悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸钙悬浮液、铌酸锶钡悬浮液、二氧化钒悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度180℃，保温20min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、DP460NS环氧树脂胶、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷加入到余量混合醇溶剂中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例10：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液550份，中间相碳微球35份，碳纳米管7.5份，炭黑7.5份，钪酸铋10份，铌酸锂钠10份，氧化铒10份，醇溶性松香树脂粘结剂10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷3份，体积分数为90％正丙醇水溶液850份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钪酸铋、铌酸锂钠、氧化铒分别与体积分数为90％正丙醇水溶液按质量份数比1:10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钪酸铋悬浮液、铌酸锂钠悬浮液、氧化铒悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钪酸铋悬浮液、铌酸锂钠悬浮液、氧化铒悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度为120℃，保温60min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、醇溶性松香树脂粘结剂、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷加入到余量正丙醇水溶液中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例11：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液750份，中间相碳微球30份，碳纳米管7.5份，炭黑5份，氧化锡锑15份，焦铌酸锶钙15份，聚氨酯胶黏剂10份，三(壬基苯基)亚磷酸酯3份，2,6-二叔丁基-4-甲酚1份，体积分数为50％异丙醇水溶液800份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、氧化锡锑、焦铌酸锶钙分别与体积分数为50％异丙醇水溶液按质量份数比1:10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、氧化锡锑悬浮液、焦铌酸锶钙悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、氧化锡锑悬浮液、焦铌酸锶钙悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度为70℃，保温120min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、聚氨酯胶黏剂、三(壬基苯基)亚磷酸酯，2,6-二叔丁基-4-甲酚加入到余量异丙醇水溶液中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
实施例12：
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液750份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，钛酸钡10份，铌酸钾钠10份，氧化钇10份，DHG醇溶聚酰胺树脂粘结剂15份，2-巯基苯并咪唑2份，四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯2份，体积分数为90％的异丙醇水溶液900份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、钛酸钡、铌酸钾钠、氧化钇分别与体积分数为90％异丙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸钡悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、氧化钇悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、钛酸钡悬浮液、铌酸钾钠悬浮液、氧化钇悬浮液均匀混合，得到混合液；
D、将混合液置于反应釜中进行热处理，热处理温度为180℃，保温20min；
E、将经过热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、DHG醇溶聚酰胺树脂粘结剂、2-巯基苯并咪唑2份、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯加入到余量异丙醇水溶液中研磨至细度≤4μm，获得碳导电浆料。
对比例1
A、按照如下碳导电浆料的配方，称取各个组分备用：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，DP460NS环氧树脂胶10份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷3份，体积分数为70％的乙醇水溶液600份；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑分别与体积分数为70％的乙醇水溶液按质量份数比1：10进行洗涤、搅拌、破碎处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液均匀混合，得到混合液；
其余步骤同实施例1。
碳导电浆料性能测试
1、膜厚测定
1.1方法提要
采用表面形貌分析仪，让探针走过待测电导膜表面，膜的表面轮廓由记录仪显示，由记录仪上确定基准平面与膜层之间的高度，即为膜厚度。
1.2仪器
表面形状分析仪及配套的记录仪，分辨率为0.01μm。
1.3实验步骤
取成品浆料少许，通过200目丝网印刷在96％三氧化二铝瓷基体上成一定几何图形，将该印刷膜自然流平15min，烘干(125℃，10min)，烧结，将样品编号待测。
设定量程(μ级)和走纸速度，把样品稳固置于石英探针下，调节探针，使探针在膜左右两边的压力平衡，放下记录笔，开启走针、走纸开关，待石英针走过所测膜表面后，停止走针、走纸，升起记录笔，重复上述步骤。
1.4计算
按补偿法划出基片表面位置，膜表面位置，量取两表面位置间距离，即为实际厚度h。
h＝(h1+……+hn)/n
式中：h-------厚度平局值，单位为μm；
h1…hn------第一个样品…第n个样品的厚度，单位为μm；
n-------样品个数。
2、方阻测定
方阻的测定采用GB/T 17473.3-2008测定。
3、附着力测定
3.1测定方法
选用间距为2mm的划格刀，在膜表面划出25个方格，切割中刀刃能穿透碳浆膜触及基底；然后用软毛刷沿方格的两对角线方向刷掉切屑，以透明胶带粘附在格子表面，胶带至少超出格子四周各20mm，用手指摩平胶带，抓住胶带一头，以60度角在2～3秒内撕开胶带，检查格子状态。
3.2评判标准
无任何格子分离则判断为0级，有剥落，影响面积15％以下则判断为1级，影响面积在35％以下则判断为2级，影响面积在55％以下则判断为3级，任何影响面积大于3级的则判断为4级。
4、固含量测定
按GB/T 1725进行测定并计算结果。
5、过负荷阻值变化率
参考JGT 286-2010中6.8试验方法，首先测定额定功率的阻值，然后将输入功率调整为1.24倍的额定功率，直至建立稳定的工作状态，持续通电保持8h，测试相比额定功率下的阻值变化率。
表1实施例1～12及对比例1中的碳导电浆料进行性能测试结果
Figure BDA0002604498850000071
由表1的数据可以看出，未添加电阻稳定剂的对比例1中的碳导电浆料，其过负荷阻值变化率为39％，而加入电阻稳定剂的实施例1～12中碳导电浆料，过负荷阻值变化率控制在25％以内，可以看出，本发明中电阻稳定剂的添加有效地提高了碳导电浆料的电学性能稳定性，解决了现有技术中导电浆料受热后功率飘升、长时间使用功率衰减的问题。
由表1可知，与未添加电阻稳定剂的对比例1的碳导电浆料相比，实施例1～12中碳导电浆料的膜厚、附着力、固含量均增大了，方阻减小了，可见本发明中电阻稳定剂与其他组分搭配，相互作用，整体使得电导浆料的膜厚在12.8-14.7μm、附着力≤2和固含量在10.5-13.0wt％，方阻在37-48Ω/□，解决了现有技术中导电浆料方阻高，附着力差的问题。
由表1的数据可以看出，添加单一电阻稳定剂钛酸锶的实施例1，其碳导电浆料的过负荷阻值变化率为25％；实施例2中钛酸锶和铌酸钾钠的联合添加，使碳导电浆料的过负荷阻值变化率为19％，实施例3中钛酸锶和二氧化钛的联合添加，使碳导电浆料的过负荷阻值变化率为21％，虽然较钛酸锶的单独添加相比，导电浆料的过负荷阻值变化率有所降低，但不明显；而实施例4中钛酸锶、铌酸钾钠和二氧化钛三者复合协同，使碳导电浆料的过负荷阻值变化率低至8％，可见本发明电阻稳定剂中钛酸锶、铌酸钾钠和二氧化钛三者之间起到了相互增效和协同的作用，有效地解决了现有技术中碳导电浆料导电膜受热后电阻率变化大，功率飘升的问题。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳导电浆料，其特征在于，包括以下重量份的组分组成：氧化石墨烯水溶液100～1000份，中间相碳微球20～50份，碳纳米管5～10份，炭黑5～10份，电阻稳定剂20～40份，粘结剂5～15份，抗氧剂1～5份，溶剂550～1100份。
2.根据权利要求1所述的一种碳导电浆料，其特征在于，包括以下重量份的组分组成：氧化石墨烯水溶液500份，中间相碳微球40份，碳纳米管10份，炭黑5份，电阻稳定剂25份，粘结剂10份，抗氧剂3份，溶剂850份。
3.根据权利要求1～2任意一项所述的一种碳导电浆料，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液中氧含量≥50wt％；
所述中间相碳微球为经≥2800℃的石墨化处理过的熟球，且D90≤1μm。
4.根据权利要求1～2任意一项所述的一种碳导电浆料，其特征在于，所述电阻稳定剂为钛酸锶、钛酸钡、钛酸钙、钛酸铅、钪酸铋、氧化锡锑、铌酸锶钡、铌酸钾钠、铌酸钡钠、偏铌酸铅、铌酸锂钠、焦铌酸锶钙、锆钛酸铅、二氧化钛、二氧化锆、二氧化钒、氧化钇、氧化铒中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种碳导电浆料，其特征在于，所述电阻稳定剂由以下重量份的组分组成：钛酸锶5～10份，铌酸钾钠10～20份，二氧化钛5～10份。
6.根据权利要求1～2任意一项所述的一种碳导电浆料，其特征在于，所述抗氧剂为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、三(壬基苯基)亚磷酸酯、2-巯基苯并咪唑、2,6-二叔丁基-4-甲酚、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1～2任意一项所述的一种碳导电浆料，其特征在于，所述粘结剂为水性环氧树脂、水性聚氨酯、醇溶性聚酰胺树脂或醇溶性松香树脂。
8.根据权利要求1～2任意一项所述的一种碳导电浆料，其特征在于，所述溶剂为醇溶剂或醇水混合溶剂，所述醇溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种，所述醇水混合溶剂为体积分数为50％～90％的甲醇水溶液、体积分数为50％～90％的乙醇水溶液、体积分数为50％～90％的正丙醇水溶液、体积分数为50％～90％的异丙醇水溶液中的一种或几种。
9.一种碳导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、按照权利要求1～7任意一项所述的碳导电浆料的配比，称取各个组分备用；
B、将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂进行预分散处理，得到中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、电阻稳定剂悬浮液；
C、将氧化石墨烯水溶液与中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、电阻稳定剂悬浮液混合，得到混合液；
D、将混合液进行热处理，热处理温度为70～180℃，热处理后保温≥20min；
E、将经过步骤D中热处理的混合液过滤分离得到膏状物；
F、将膏状物、粘结剂、抗氧剂加入到余量溶剂中研磨，获得所述碳导电浆料。
10.根据权利要求9所述的一种碳导电浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤B中预分散处理是指将中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂分别在溶剂中进行洗涤、搅拌、破碎处理，形成中间相碳微球悬浮液、碳纳米管悬浮液、炭黑悬浮液、电阻稳定剂悬浮液，其中中间相碳微球、碳纳米管、炭黑、电阻稳定剂与溶剂的质量份数比均为1：10。
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