專利名稱：一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯是2004年發(fā)現(xiàn)的一種二維碳原子晶體，是一種單層或多層的極薄的碳材料。從發(fā)現(xiàn)的那一天起，就成為碳材料、納米技術(shù)、凝聚態(tài)物理和功能材料等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。石墨烯是構(gòu)筑雜化碳材料的基源材料，它可以通過(guò)卷曲或疊加等方式形成富勒烯，碳納米管以及石墨等材料。石墨烯有很多奇特的理化性質(zhì)，石墨烯是一種沒有能隙的物質(zhì)，顯示金屬性；單層的石墨烯中，每個(gè)碳原子都有一個(gè)未成鍵的電子，因此具有非常好的導(dǎo)電性；石墨烯中的空穴和電子相互分離，導(dǎo)致了新的電子傳導(dǎo)現(xiàn)象的產(chǎn)生，例如不規(guī)則的量子霍爾效應(yīng)；石墨烯還具有良好的力學(xué)性能，光學(xué)性能，熱學(xué)性能；同時(shí)石墨烯的表面特性突出，具有優(yōu)異的儲(chǔ)能特性。石墨烯具有如此優(yōu)異的理化性質(zhì)，使其不論基礎(chǔ)的理論科學(xué)研究還是實(shí)用的工程技術(shù)領(lǐng)域，都具有廣闊的應(yīng)用前景。石墨烯可以作為量子電動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，還可以用來(lái)制備納米電子器件，導(dǎo)熱材料，導(dǎo)電材料，力學(xué)材料，光學(xué)材料，在儲(chǔ)能方面也可以發(fā)揮巨大的作用。優(yōu)異的導(dǎo)電性是石墨烯眾多優(yōu)點(diǎn)中較為重要的一個(gè)，石墨烯至柔至薄的性質(zhì)與導(dǎo)電性可以應(yīng)用于導(dǎo)電膠中。導(dǎo)電膠是一種固化或干燥后具有一定導(dǎo)電性能的膠黏劑，它通常以基體樹脂和導(dǎo)電填料即導(dǎo)電粒子為主要組成成分，通過(guò)基體樹脂的粘接作用把導(dǎo)電粒子結(jié)合在一起，形成導(dǎo)電通路，實(shí)現(xiàn)被粘材料的導(dǎo)電連接。現(xiàn)有導(dǎo)電膠的導(dǎo)電粒子主要為金屬顆?；蚴牧希@些材料的體積較大，并且很難形成有效連接。由于電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發(fā)展，導(dǎo)電膠可以制成漿料，實(shí)現(xiàn)很高的線分辨率。而且導(dǎo)電膠工藝簡(jiǎn)單，易于操作，可提高生產(chǎn)效率，所以導(dǎo)電膠是替代鉛錫焊接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接的理想選擇。目前石墨烯產(chǎn)品形式也是多種多樣，如石墨烯粉體，石墨烯分散液，基于石墨烯的薄膜材料，基于石墨烯的三維組裝體等等，這些材料在各個(gè)領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用空間。但是石墨烯在實(shí)際應(yīng)用中容易發(fā)生團(tuán)聚，團(tuán)聚會(huì)影響它性能的發(fā)揮，能直接提供石墨烯分散良好，性質(zhì)穩(wěn)定的石墨烯導(dǎo)電膠顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠及其制備方法，該導(dǎo)電膠導(dǎo)電性優(yōu)異，散熱性好，具有可調(diào)節(jié)的透光性及良好的延展性與彈性，制備方法簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決
一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，包括石墨烯和粘結(jié)劑，在導(dǎo)電膠中，所述石墨烯的質(zhì)量含量為0. f 98%，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量含量為2、9. 9% ;所述石墨烯中含有極性官能團(tuán)，所述極性官能團(tuán)占所述石墨烯質(zhì)量的0 30%，所述粘接劑為聚合物或/和聚合物單體；當(dāng)單獨(dú)使用、聚合物作為粘接劑時(shí)，該導(dǎo)電膠中還含有溶劑，所述溶劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為1_90%，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。以上技術(shù)方案中，石墨烯片層本身的導(dǎo)電性就十分優(yōu)異，再通過(guò)粘結(jié)劑的協(xié)同效應(yīng)，粘結(jié)劑與石墨烯片層之間會(huì)形成良好的、均勻的分散，避免了石墨烯的團(tuán)聚，同時(shí)，使用含有極性官能團(tuán)的石墨烯，由于相似相容原理，帶有極性官能團(tuán)的石墨烯與極性的粘結(jié)劑之間具有更好的互溶性，含有的適量的極性官能團(tuán)使得粘結(jié)劑與石墨烯具有更好的分散性和均一性，更有利于石墨烯的導(dǎo)電性能的發(fā)揮，通過(guò)調(diào)節(jié)石墨烯在導(dǎo)電膠中的含量，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性調(diào)節(jié)；石墨烯具有良好地導(dǎo)熱性，通過(guò)石墨烯片層在導(dǎo)電膠中的均勻分散，保證了該導(dǎo)電膠的散熱性能，利用這種優(yōu)異的導(dǎo)熱性，有利于導(dǎo)電膠在實(shí)際應(yīng)用中及時(shí)將電流的歐姆效應(yīng)產(chǎn)生的熱量散去，降低導(dǎo)電膠溫度，防止導(dǎo)電膠失效；單層石墨烯可以透過(guò)97. 7%的可見光，通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)電膠中的石墨烯添加量可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電膠的透光性調(diào)節(jié)。優(yōu)選地,所述石墨烯的質(zhì)量含量為5 30%。 優(yōu)選地，所述極性官能團(tuán)為羧基、羥基、環(huán)氧基、羰基、氨基、硝基中的至少一種；所述極性官能團(tuán)優(yōu)選占所述石墨烯質(zhì)量的0. 5 20%。優(yōu)選地，所述粘接劑為延長(zhǎng)率大于10%的聚合物或/和能夠生成延長(zhǎng)率大于10%的聚合物的聚合物單體；所述粘結(jié)劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為20、0%。在此優(yōu)選范圍內(nèi)，更有利于實(shí)現(xiàn)石墨烯的均一與穩(wěn)定分散，減少石墨烯的聚集；同時(shí)保證導(dǎo)電膠的延展性與彈性，使得電阻率小于100 mQ-cm的同時(shí)延長(zhǎng)率大于50%。優(yōu)選地，所述聚合物為丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹月旨、聚氨酯、丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯中的至少一種。優(yōu)選地，所述聚合物單體為能生成以下至少一種聚合物的單體，所述聚合物為丁苯橡膠、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯。優(yōu)選地，還包括輔助組分，所述輔助組分為碳納米管、納米碳纖維、超級(jí)導(dǎo)電碳、導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、碳粉、納米金屬粉末中的至少一種；所述輔助組分在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為0 95%，0%不取，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。采用以上技術(shù)方案，加入輔助組分可以和石墨烯、粘結(jié)劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提高了該導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性，通過(guò)調(diào)控輔助組分在導(dǎo)電膠中的比例，也可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、水、丙酮、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、丙醇、異丙醇、乙二醇中的至少一種。一種上述任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠的制備方法，包括如下步驟 導(dǎo)電劑預(yù)混將聚合物單體與石墨烯混合，或者將聚合物單體、聚合物與石墨烯混合，
得到導(dǎo)電膠前聚體；
導(dǎo)電膠制備向所述導(dǎo)電膠前聚體中加入引發(fā)劑，或者使用光引發(fā)、熱引發(fā)，使得所述聚合物單體聚合，制備得到導(dǎo)電膠?；蛘?，包括如下步驟
導(dǎo)電劑預(yù)混在石墨烯中加入適當(dāng)溶劑混合，使得石墨烯被浸潤(rùn)；聚合物預(yù)混在聚合物中加入適當(dāng)溶劑混合，使得聚合物被溶脹；
導(dǎo)電膠制備將上述導(dǎo)電劑預(yù)混物和聚合物預(yù)混物混合，加入溶劑攪拌制備得到導(dǎo)電
膠；
或者，包括如下步驟將石墨烯、聚合物和溶劑直接混合攪拌得到導(dǎo)電膠。優(yōu)選地，在導(dǎo)電劑預(yù)混時(shí)，還加入輔助組分，或者在將石墨烯、聚合物和溶劑直接混合攪拌時(shí)還加入輔助組分；所述輔助組分在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為(T95%，0%不取。本發(fā)明進(jìn)一步具有以下優(yōu)點(diǎn)1、現(xiàn)有的導(dǎo)電膠固化后一般呈現(xiàn)脆性，而本發(fā)明的石墨烯導(dǎo)電膠是一種柔性膠，固化后仍具有很好的延展性與彈性，該導(dǎo)電膠更有利于緩沖使用過(guò)程中的形變；2、利用聚合物單體為原料制備導(dǎo)電膠時(shí)，該聚合物單體本身還可以作為溶劑，無(wú)需再加入任何溶劑，減小生產(chǎn)成本，并且該制備工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合優(yōu)選具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的闡述。本發(fā)明提供一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，在一種實(shí)施方式中，包括石墨烯和粘結(jié)齊U，在導(dǎo)電膠中，石墨烯的質(zhì)量含量為0.廣98%，粘結(jié)劑的質(zhì)量含量為2 99. 9%;石墨烯中含有極性官能團(tuán)，極性官能團(tuán)占石墨烯質(zhì)量的(T30%，粘接劑為聚合物或/和聚合物單體；當(dāng)單獨(dú)使用聚合物作為粘接劑時(shí)，該導(dǎo)電膠中還含有溶劑，溶劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為1-90%，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。在另一些實(shí)施方式中，可以優(yōu)選以下方案中的一個(gè)或多個(gè)
石墨烯的質(zhì)量含量為5 30%。極性官能團(tuán)為羧基、羥基、環(huán)氧基、羰基、氨基、硝基中的至少一種。極性官能團(tuán)占所述石墨烯質(zhì)量的0. 5 20%。粘接劑為延長(zhǎng)率大于10%的聚合物或/和能夠生成延長(zhǎng)率大于10%的聚合物的聚合物單體。粘結(jié)劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為20、0%。聚合物為丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯中的至少一種。聚合物單體為能生成以下至少一種聚合物的單體，聚合物為丁苯橡膠、有機(jī)硅樹月旨、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯。還包括輔助組分，輔助組分為碳納米管、納米碳纖維、超級(jí)導(dǎo)電碳、導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、碳粉、納米金屬粉末中的至少一種。輔助組分在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為0 95%, 0%不取，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。溶劑為N-甲基吡咯烷酮、水、丙酮、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、丙醇、異丙醇、乙二醇中的至少一種。本發(fā)明還提供一種上述任一實(shí)施例所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠的制備方法，包括如下步驟、導(dǎo)電劑預(yù)混將聚合物單體與石墨烯混合，或者將聚合物單體、聚合物與石墨烯混合，得到導(dǎo)電膠前聚體；
導(dǎo)電膠制備向?qū)щ娔z前聚體中加入引發(fā)劑，或者使用光引發(fā)、熱引發(fā)，使得聚合物單體聚合，制備得到導(dǎo)電膠?；蛘撸ㄈ缦虏襟E
導(dǎo)電劑預(yù)混在石墨烯中加入適當(dāng)溶劑混合，使得石墨烯被浸潤(rùn)；
聚合物預(yù)混在聚合物中加入適當(dāng)溶劑混合，使得聚合物被溶脹；
導(dǎo)電膠制備將上述導(dǎo)電劑預(yù)混物和聚合物預(yù)混物混合，加入溶劑攪拌制備得到導(dǎo)電
膠；、 或者，包括如下步驟將石墨烯、聚合物和溶劑直接混合攪拌得到導(dǎo)電膠。優(yōu)選地，在導(dǎo)電劑預(yù)混時(shí)，還加入輔助組分，或者在將石墨烯、聚合物和溶劑直接混合攪拌時(shí)還加入輔助組分；輔助組分在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為(T95%，0%不取。以下通過(guò)更具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)施例I
步驟一，導(dǎo)電劑預(yù)混取140 g羧基質(zhì)量含量為2%和環(huán)氧基質(zhì)量含量為5%的石墨烯、20 g導(dǎo)電炭黑,在600g的N-甲基卩比咯燒酮(N-methyl-2-pyrrolidone,縮略詞為NMP)溶劑中預(yù)混，利用超聲混合I個(gè)小時(shí)，超聲的功率為200 W，使得石墨烯與導(dǎo)電炭黑被浸潤(rùn)；步驟二，粘接劑預(yù)混在40 g的聚偏氟乙烯(PVDF)中加入600g的NMP溶劑混合，利用超聲混合2個(gè)小時(shí)，超聲的功率為300 W，使得聚偏氟乙烯被溶脹；
步驟三，導(dǎo)電膠制備導(dǎo)電劑預(yù)混物與粘接劑預(yù)混物混合，加入600g的NMP溶劑利用機(jī)械攪拌在200 rpm轉(zhuǎn)速下攪拌8個(gè)小時(shí),制備得到該導(dǎo)電膠。實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例I采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將羧基含量為2%和環(huán)氧基含量為5%的石墨烯的添加量改為1980 g，PVDF的添加量改為160g。實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例I采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將羧基含量為2%和環(huán)氧基含量為5%的石墨烯的添加量改為45g，PVDF的添加量改為160g。實(shí)施例4
步驟一，導(dǎo)電劑預(yù)混取140 g羧基質(zhì)量含量為15%和環(huán)氧基質(zhì)量含量為5%的石墨烯、20 g納米炭纖維，向其中加入600g的N-甲基卩比咯燒酮(N-methyl-2-pyrrolidone,縮略詞為NMP)溶劑中預(yù)混，利用超聲混合I個(gè)小時(shí)，超聲的功率為200 W，使得石墨烯與輔助組分被浸潤(rùn)；
步驟二，粘接劑預(yù)混在40 g的聚四氟乙烯中加入600g的NMP溶劑混合，利用超聲混合2個(gè)小時(shí)，超聲的功率為300 W，使得聚四氟乙烯被溶脹；
步驟三，導(dǎo)電膠制備導(dǎo)電劑預(yù)混物與粘接劑預(yù)混物混合，加入600g的NMP溶劑利用機(jī)械攪拌在200 rpm轉(zhuǎn)速下攪拌8個(gè)小時(shí),制備得到該導(dǎo)電膠。實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例I采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將溶劑NMP改為N，N- 二甲基甲酸胺(N，N-Dimethylformamide,縮略詞為 DMF)。實(shí)施例6本實(shí)施例與實(shí)施例I采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將粘結(jié)劑PVDF改為有機(jī)硅樹脂。實(shí)施例7
本實(shí)施例與實(shí)施例I采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將羧基含量為2%和環(huán)氧基含量為5%的石墨烯改為含有硝基的石墨烯，硝基的質(zhì)量含量為石墨烯的30%。實(shí)施例8
本實(shí)施例與實(shí)施例7采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將溶劑NMP改為水。
實(shí)施例9
本實(shí)施例與實(shí)施例8采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將粘結(jié)劑聚偏氟乙烯改為羧甲基纖維素鈉。實(shí)施例10
本實(shí)施例與實(shí)施例8采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將導(dǎo)電炭黑改為碳納米管。實(shí)施例11
取140 g石墨烯加入到1800g的NMP溶劑中，然后加入40 g的PVDF和20 g導(dǎo)電炭黑，利用超聲混合4個(gè)小時(shí)，超聲的功率為300 W，即可得到石墨烯導(dǎo)電膠。實(shí)施例12
步驟一，預(yù)混取20 g石墨烯、20 g導(dǎo)電炭黑，向其中加入60g的丙烯酸甲酯，利用超聲混合I個(gè)小時(shí)，超聲的功率為200 W，得到導(dǎo)電膠前聚體；
步驟二，導(dǎo)電膠制備對(duì)步驟一制備的導(dǎo)電膠前聚體中進(jìn)行光照，根據(jù)實(shí)際要求，可以控制光照條件使得丙烯酸甲酯部分或全部聚合為聚丙烯酸甲酯，制備得到該導(dǎo)電膠。實(shí)施例13
本實(shí)施例與實(shí)施例12采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將石墨烯的添加量改為100g。實(shí)施例14
步驟一，預(yù)混取5g石墨烯,475 g納米銀粉，向其中加入20g的丙烯酸乙酯,利用球磨混合10個(gè)小時(shí)，轉(zhuǎn)速為400rpm，得到導(dǎo)電膠前聚體；
步驟二，導(dǎo)電膠制備對(duì)步驟一制備的導(dǎo)電膠前聚體中進(jìn)行光照，根據(jù)實(shí)際要求，可以控制光照條件使得丙烯酸甲酯部分或全部聚合為聚丙烯酸甲酯，制備得到該導(dǎo)電膠。實(shí)施例15
本實(shí)施例與實(shí)施例13采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將丙烯酸甲酯的添加量改為10. 6g0實(shí)施例16
本實(shí)施例與實(shí)施例12采用相同的原料參數(shù)與方法，只是將丙烯酸甲酯的添加量改為760go實(shí)施例17
本實(shí)施例與實(shí)施例12采用相同的原料參數(shù)與方法，只是未添加任何輔助組分。實(shí)施例18
步驟一，預(yù)混取2g石墨烯，向其中加入1980g的丙烯酸乙酯,利用超聲混合I個(gè)小時(shí)，超聲的功率為200 W，得到導(dǎo)電膠前聚體；
步驟二，導(dǎo)電膠制備對(duì)步驟一制備的導(dǎo)電膠前聚體中進(jìn)行光照，根據(jù)實(shí)際要求，可以控制光照條件使得丙烯酸甲酯部分或全部聚合為聚丙烯酸甲酯，制備得到該導(dǎo)電膠。實(shí)施例19
步驟一，預(yù)混取98g石墨烯，向其中加入2g的丙烯酸乙酯,利用球磨混合20個(gè)小時(shí)，轉(zhuǎn)速為400rpm,得到導(dǎo)電膠前聚體；
步驟二，導(dǎo)電膠制備對(duì)步驟一制備的導(dǎo)電膠前聚體中進(jìn)行光照，根據(jù)實(shí)際要求，可以控制光照條件使得丙烯酸甲酯部分或全部聚合為聚丙烯酸甲酯，制備得到該導(dǎo)電膠。實(shí)施例20
步驟一，導(dǎo)電劑預(yù)混取20 g石墨烯、20 g導(dǎo)電炭黑，向其中加入30g的丙烯酸甲酯，利用超聲混合2個(gè)小時(shí)，超聲的功率為200 W，得到導(dǎo)電膠前聚體；
步驟二，粘接劑預(yù)混在160 g的聚偏氟乙烯(PVDF)中加入20g的NMP溶劑混合，利用超聲混合2個(gè)小時(shí)，超聲的功率為300 W，使得聚偏氟乙烯被溶脹；
步驟三，導(dǎo)電膠制備導(dǎo)電劑預(yù)混物與粘接劑預(yù)混物混合，加入IOg的丙烯酸甲酯利用機(jī)械攪拌在200 rpm轉(zhuǎn)速下攪拌8個(gè)小時(shí)，隨后對(duì)其進(jìn)行光照，根據(jù)實(shí)際要求，可以控制光照條件使得丙烯酸甲酯部分或全部聚合為聚丙烯酸甲酯，制備得到該導(dǎo)電膠。對(duì)比實(shí)施例
步驟一，導(dǎo)電劑預(yù)混取160 g導(dǎo)電炭黑，向其中加入600g的NMP溶劑中預(yù)混，利用超聲混合I個(gè)小時(shí)，超聲的功率為200 W，使其被浸潤(rùn)；
步驟二，粘接劑預(yù)混在40 g的聚偏氟乙烯(PVDF)中加入600g的NMP溶劑混合，利用超聲混合2個(gè)小時(shí)，超聲的功率為300 W，使得聚偏氟乙烯被溶脹；
步驟三，導(dǎo)電膠制備導(dǎo)電劑預(yù)混物與粘接劑預(yù)混物混合，加入600g的NMP溶劑利用機(jī)械攪拌在200 rpm轉(zhuǎn)速下攪拌8個(gè)小時(shí),制備得到該導(dǎo)電膠。
以上各個(gè)實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的電阻率與延長(zhǎng)率測(cè)試
電阻率測(cè)試方法利用涂膜器將待測(cè)樣品在絕緣塑料基底上均勻涂覆一層20 cmX 20cm導(dǎo)電膠，厚度為0. I mm，將其在80°C真空烘箱中烘干5h，利用四探針電阻率儀對(duì)導(dǎo)電膠層隨機(jī)選取5個(gè)位置進(jìn)行電阻率測(cè)試，取其平均值。延長(zhǎng)率測(cè)試方法利用涂膜器將待測(cè)樣品在基底上涂覆一層20 cmX20 cm導(dǎo)電膠，將其在80°C真空烘箱中烘干5h后，將導(dǎo)電膠與基底剝離，裁剪成I cm寬，長(zhǎng)度為10 cm的導(dǎo)電膠層。然后將其一端固定，對(duì)其施加10 N的拉力，測(cè)定其長(zhǎng)度變化。每個(gè)樣品隨機(jī)測(cè)試5次，取其平均值。本發(fā)明中對(duì)聚合物的延長(zhǎng)率，也是采用與上述導(dǎo)電膠的延長(zhǎng)率相同的測(cè)試方法。測(cè)試結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于包括石墨烯和粘結(jié)劑，在導(dǎo)電膠中，所述石墨烯的質(zhì)量含量為0. f 98%，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量含量為2、9. 9% ;所述石墨烯中含有極性官能團(tuán)，所述極性官能團(tuán)占所述石墨烯質(zhì)量的(T30%，所述粘接劑為聚合物或/和聚合物單體；當(dāng)單獨(dú)使用聚合物作為粘接劑時(shí)，該導(dǎo)電膠中還含有溶劑，所述溶劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為1_90%，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。
2.如權(quán)利要求I所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于所述石墨烯的質(zhì)量含量為5 30%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于所述極性官能團(tuán)為羧基、羥基、環(huán)氧基、羰基、硝基、氨基中的至少一種；所述極性官能團(tuán)優(yōu)選占所述石墨烯質(zhì)量的0. 5 20%。
4.如權(quán)利要求I所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于所述粘接劑為延長(zhǎng)率大于10%的聚合物或/和能夠生成延長(zhǎng)率大于10%的聚合物的聚合物單體；所述粘結(jié)劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為20、0%。
5.如權(quán)利要求I或4所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于所述聚合物為丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素納、聚偏氣乙纟布、聚四氣乙纟布、聚丙纟布Ife、聚丙纟布臆、聚丙纟布Ife甲酷、聚丙纟布Ife乙酷、聚丙火布酸一苯乙烯中的至少一種。
6.如權(quán)利要求I或4所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于所述聚合物單體為能生成以下至少一種聚合物的單體，所述聚合物為丁苯橡膠、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯。
7.如權(quán)利要求I或2所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于還包括輔助組分，所述輔助組分為碳納米管、納米碳纖維、超級(jí)導(dǎo)電碳、導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、碳粉、納米金屬粉末中的至少一種；所述輔助組分在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為(T95%，0%不取，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。
8.如權(quán)利要求I所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠，其特征在于所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、水、丙酮、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、丙醇、異丙醇、乙二醇中的至少一種。
9.一種權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 導(dǎo)電劑預(yù)混將聚合物單體與石墨烯混合，或者將聚合物單體、聚合物與石墨烯混合，得到導(dǎo)電膠前聚體； 導(dǎo)電膠制備向所述導(dǎo)電膠前聚體中加入引發(fā)劑，或者使用光引發(fā)、熱引發(fā)，使得所述聚合物單體聚合，制備得到導(dǎo)電膠； 或者，包括如下步驟 導(dǎo)電劑預(yù)混在石墨烯中加入適當(dāng)溶劑混合，使得石墨烯被浸潤(rùn)； 聚合物預(yù)混在聚合物中加入適當(dāng)溶劑混合，使得聚合物被溶脹； 導(dǎo)電膠制備將上述導(dǎo)電劑預(yù)混物和聚合物預(yù)混物混合，加入溶劑攪拌制備得到導(dǎo)電膠；或者，包括如下步驟將石墨烯、聚合物和溶劑直接混合攪拌得到導(dǎo)電膠。
10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于在導(dǎo)電劑預(yù)混時(shí)，還加入輔助組分，或者在將石墨烯、聚合物和溶劑直接混合攪拌時(shí)還加入輔助組分；所述輔助組分在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為0 95%，0%不取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)電率石墨烯導(dǎo)電膠及其制備方法，所述導(dǎo)電膠包括石墨烯和粘結(jié)劑，在導(dǎo)電膠中，所述石墨烯的質(zhì)量含量為0.1~98%，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量含量為2~99.9%；所述石墨烯中含有極性官能團(tuán)，所述極性官能團(tuán)占所述石墨烯質(zhì)量的0~30%，所述粘接劑為聚合物或/和聚合物單體；當(dāng)單獨(dú)使用聚合物作為粘接劑時(shí)，該導(dǎo)電膠中還含有溶劑，所述溶劑在導(dǎo)電膠中的質(zhì)量含量為1-90%，導(dǎo)電膠中各組分的質(zhì)量含量之和為100%。本發(fā)明的導(dǎo)電膠導(dǎo)電性優(yōu)異，散熱性好，具有可調(diào)節(jié)的透光性及良好的延展性與彈性，制備方法簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
文檔編號(hào)C09J127/16GK102746808SQ20121026329
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者康飛宇, 李寶華, 楊全紅, 游從輝, 魏偉 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院