一种导电水性油墨及其制备方法与流程

文档序号:11832430阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种导电水性油墨的制备方法,其包括以下步骤:

(1)取一半水性聚氨酯树脂、抗菌复合材料和导电填料加入反应釜内搅拌均匀,滴加乳化剂;升温至85℃~90℃之间,保温1h;降温至30~40℃,先加入分散剂,然后加入水性颜料,搅拌均匀后研磨制备出色浆,过滤;

(2)在色浆中加入剩余的水性聚氨酯树脂,水,中和剂,助溶剂,消泡剂,在高速搅拌机上搅拌20~30min;30~40℃下,研磨机分散,待细度达到5微米以下,包装,得水性油墨;其中,

所述水性油墨由如下重量配比的组分组成:水性聚氨酯树脂30~35份、水性颜料30~35份、水20~25份、中和剂5~10份、乳化剂1~3份、分散剂5~10份、消泡剂0.1~0.5份、助溶剂5~10份、抗菌复合物0.1~1份及导电填料0.1~1份。

2.根据权利要求1所述的导电水性油墨的制备方法,其特征在于,所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯片、石墨和纳米铝粉按质量比4:2:1:1:2:1混合组成;所述导电填料制备方法如下:将5g纤维素,12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中,在180℃烘箱中密封反应10h,经清洗干燥后,在900℃的空气气氛下煅烧1h,得到多孔碳;将碳纳米管、纳米铝粉、纳米石墨分散在120ml的水溶液中,浸入多孔碳1~2h,让纳米材料充分进入孔道中,然后抽滤;抽滤所得的滤饼浸入到50ml炭黑和石墨烯片水溶液中,30~60min,然后再次抽滤;再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤,在真空条件下120℃烘干,即得导电填料。

3.根据权利要求1所述的导电水性油墨的制备方法,其特征在于,所述抗菌复合材料的制备方法如下:

(1)制备石墨烯量子点悬浮液:100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液,同时激光辐照30~60min,激光辐照功率为1~2W;

(2)称取氧化锌量子点配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液,溶剂为水;超声搅拌80~100ml氧化锌分散液,滴加步骤(1)制得的一半石墨烯量子点悬浮液,继续超声搅拌30~60min;离心,清洗,烘干,得到负载氧化锌的石墨烯量子点;

(3)负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理;

(4)制备负载银的石墨烯量子点:超声搅拌另一半石墨烯量子点悬浮液,滴加硝酸银溶液,控制反应温度为45~60℃,滴加二水合柠檬酸三钠,继续超声搅拌60~120min;陈化,清洗,烘干得负载银的石墨烯量子点;

(5)将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌分散于乙醇中;之后加入体积比3~5:1的水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯,调节pH值为9~10,反应温度为20~25℃,反应1~3小时;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;干燥得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点;

(6)将0.1~0.3mol/L钛源加入到1mol/L硫酸溶液中,混合均匀;加入步骤(5)制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点,升温至100~110℃,反应2~4h后,用浓氨水溶液调pH值至7,陈化,清洗,干燥,得到载银/二氧化钛石墨烯量子点;

(7)载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理;

(8)称取多孔石墨烯配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液;超声搅拌80~100ml石墨烯分散溶液,加入步骤(3)制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤(7)制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点,超声搅拌10~30min,然后移至聚四氟乙烯的反应釜中,在80~120℃下保温15~30min;冷却,离心,清洗,烘干得抗菌复合材料。

4.根据权利要求3所述的导电水性油墨的制备方法,其特征在于,所述石墨烯量子点悬浮液的制备方法如下:称取0.5~0.8g C60粉末,量取50~100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以300~500rpm的速度搅拌,得混合液;称取0.5~3g 高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应5~8h;快速加入100~200ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天,得石墨烯量子点悬浮液;100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液,同时激光辐照30~60min,激光辐照功率为1~2W。

5.根据权利要求3所述的导电水性油墨的制备方法,其特征在于,所述多孔石墨烯为2~5层,孔大小约3~6nm的多孔石墨烯。

6.根据权利要求3所述的导电水性油墨的制备方法,其特征在于,所述载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理具体为:将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂中,超声搅拌并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点,继续超声搅拌10~30min,移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中,密封后置于微波辅助水热合成仪中,微波功率为200~400W,200~240℃下反应60~90min;冷却,过滤,烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。

7.根据权利要求3所述的导电水性油墨的制备方法,其特征在于,所述负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理具体为:将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂中,超声搅拌并加入0.1~0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点,继续超声搅拌10~30min,移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中,密封后置于微波辅助水热合成仪中,微波功率为200~400W,200~240℃下反应60~90min;冷却,过滤,烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。

8.一种导电水性油墨,其特征在于,所述水性油墨由如下重量配比的组分组成:水性聚氨酯树脂30~35份、水性颜料30~35份、水20~25份、中和剂5~10份、乳化剂1~3份、分散剂5~10份、消泡剂0.1~0.5份、助溶剂5~10份、抗菌复合物0.1~1份及导电填料0.1~1份。

9.根据权利要求8所述的导电水性油墨,其特征在于,所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯片、石墨和纳米铝粉按质量比4:2:1:1:2:1混合组成。

10.根据权利要求9所述的导电水性油墨,其特征在于,所述导电填料制备方法如下:将5g纤维素,12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中,在180℃烘箱中密封反应10h,经清洗干燥后,在900℃的空气气氛下煅烧1h,得到多孔碳;将碳纳米管、纳米铝粉、纳米石墨分散在120ml的水溶液中,浸入多孔碳1~2h,让纳米材料充分进入孔道中,然后抽滤;抽滤所得的滤饼浸入到50ml炭黑和石墨烯片水溶液中,30~60min,然后再次抽滤;再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤,在真空条件下120℃烘干,即得导电填料。

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