石墨烯導電溶液及其制備方法、應用技術

本申請提供一種石墨烯導電溶液及其制備方法、應用。上述的石墨烯導電溶液包括磺基化石墨烯、邊緣改性石墨烯、高分子聚合物、超分散劑、表面能助劑和水。邊緣改性石墨烯為邊緣羥基化石墨烯和/或邊緣羧基化石墨烯，且邊緣改性石墨烯至少包括邊緣羧基化石墨烯。高分子聚合物為樹枝狀高分子聚合物和線性高分子聚合物。上述的石墨烯導電溶液導電性較好，且能形成分散均勻性較好的導電層。成分散均勻性較好的導電層。成分散均勻性較好的導電層。

【技術實現步驟摘要】
石墨烯導電溶液及其制備方法、應用


[0001]本專利技術涉及印刷電路板加工
，特別是涉及一種石墨烯導電溶液及其制備方法、應用。

技術介紹

[0002]線路板的電鍍就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程，是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝，以起到防止金屬氧化(如銹蝕)，提高耐磨性、導電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等)及增進美觀等作用。線路板的電鍍若處理不好，會直接影響電路板的質量與性能，尤其是線路板的孔金屬化中涉及的電鍍，孔金屬化工藝是線路板制造技術中最為重要的工序之一，為了實現孔的金屬化，通常先采取導電介質，如導電炭黑或氧化石墨等在線路板的孔壁上附著沉積方法來實現樹脂基材的導電，而后通過電鍍銅的方法來實現線路板的孔金屬化，但基于導電炭黑或氧化石墨的材料性能，尤其是氧化石墨烯，氧化石墨烯含有不可逆的晶格缺陷，導致導電性不可逆轉的降低，使得導電層的導電能力較低，在導電介質實現樹脂基材的導電中，為了確保線路板的孔壁的導電層的導電性，會使得線路板的孔壁上多次層積導電介質，造成形成的導電層的厚度增加及導電介質在孔壁分散不均勻等情況，在實際應用時引起電鍍銅晶種無法穿透導電層與孔壁上的玻璃纖維、樹脂和內層銅結合，結合能力差，容易導致電路板各層間不導通。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種導電性較好，且能形成分散均勻性較好的導電層的石墨烯導電溶液及其制備方法、應用。
[0004]本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：
[0005]一種石墨烯導電溶液，包括磺基化石墨烯、邊緣改性石墨烯、高分子聚合物、超分散劑、表面能助劑和水；
[0006]其中，所述邊緣改性石墨烯為邊緣羥基化石墨烯和/或邊緣羧基化石墨烯，且所述邊緣改性石墨烯至少包括邊緣羧基化石墨烯；
[0007]所述高分子聚合物為樹枝狀高分子聚合物和線性高分子聚合物。
[0008]在其中一個實施例中，所述石墨烯導電溶液包括如下質量份的各組份：
[0009][0010]在其中一個實施例中，所述樹枝狀高分子聚合物為PAMAM樹枝狀聚合物。
[0011]在其中一個實施例中，所述PAMAM樹枝狀聚合物為PAMAM
?
OH樹枝狀聚合物和/或PAMAM
?
NH2樹枝狀聚合物。
[0012]在其中一個實施例中，所述PAMAM
?
OH樹枝狀聚合物的分子量為1000～5000，末端官能團數量為8～16。
[0013]在其中一個實施例中，所述PAMAM
?
NH2樹枝狀聚合物的分子量為1000～5000，末端官能團數量為8～16。
[0014]在其中一個實施例中，所述線性高分子聚合物為聚丙二醇、聚乙二醇、聚乙烯亞胺和聚乙烯醇中的至少一種。
[0015]在其中一個實施例中，所述超分散劑為非離子型芳香類嵌段聚合物和芳香類聚電解質。
[0016]在其中一個實施例中，所述表面能助劑為非離子酰胺類雙子表面活性劑和/或非離子炔二醇乙氧基類雙子表面活性劑。
[0017]一種石墨烯導電溶液的制備方法，用于制備上述任一實施例所述的石墨烯導電溶液，所述石墨烯導電溶液的制備方法包括如下步驟：
[0018]獲取磺基化石墨烯、邊緣改性石墨烯和高分子聚合物；
[0019]將所述邊緣羧基化石墨烯和所述高分子聚合物加入至所述磺基化石墨烯中進行混合研磨操作，得到研磨分散液；
[0020]向所述研磨分散液中加入超分散劑、表面能助劑和水進行混合研磨操作，得到石墨烯導電溶液。
[0021]一種石墨烯導電溶液的應用，將上述任一實施例所述的改性石墨烯導電液應用于印刷電路板的直接電鍍。
[0022]與現有技術相比，本專利技術至少具有以下優點：
[0023]1.本專利技術的石墨烯導電溶液，利用邊緣改性石墨烯作為石墨烯導電溶液起到導電作用的成分，而邊緣改性石墨烯相較于氧化石墨烯具有較完整的共軛結構sp2網絡，使得石墨烯導電溶液于印刷線路板的孔壁表面形成的導電層表面更為完整，且使得石墨烯導電溶液兼具較好地分散性和導電優異性，使得在石墨烯導電溶液的添加量較小的情況下即可具備突出的導電能力；
[0024]2.本專利技術的石墨烯導電溶液，使用了磺基化石墨烯以促進邊緣改性石墨烯和高分子聚合物之間的反應的進行，增加了高分子聚合物對邊緣改性石墨烯的改性的覆蓋率，配
合邊緣改性石墨烯使用，有效地減輕了石墨烯導電溶液的堆疊，提高了石墨烯導電溶液的分散均勻性和分散穩定性；以及簡化了石墨烯導電溶液的制備工序，并且減少了污染物的引入，進一步使得石墨烯導電溶液于印刷線路板的孔壁表面形成的導電層表面更為均勻完整；
[0025]3.本專利技術的石墨烯導電溶液，以水作為邊緣改性石墨烯的分散介質，即使得水替代了有機溶劑的使用，避免了使用有機溶劑時的成本高，且有機溶劑的沸點高且不易去除的問題，有效地減少了原料的消耗和污染物的引入，且促使石墨烯導電溶液無有害物質，以及降低了石墨烯導電溶液的操作要求，有利于產線上槽液的維護；
[0026]4.本專利技術的石墨烯導電溶液，使得樹枝狀高分子聚合物與線性高分子聚合物配合使用于邊緣改性石墨烯的分散，樹枝狀高分子聚合物具備較低的粘度，能較充分均勻地分散于水中與邊緣改性石墨烯進行反應形成具有三維網絡結構的分散體，進一步使用線性高分子聚合物作用于不同的樹枝狀高分子聚合物上連接的邊緣改性石墨烯之間，使得樹枝狀高分子聚合物和線性高分子聚合物配合以促使與邊緣改性石墨烯一并形成連接緊密的三維網絡結構，進一步有效地提高了邊緣改性石墨烯的分散均勻性和穩定性。
附圖說明
[0027]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0028]圖1為本專利技術一實施方式的石墨烯導電溶液的制備方法的流程圖；
[0029]圖2為實施例1的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0030]圖3為實施例2的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0031]圖4為實施例3的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0032]圖5為實施例4的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0033]圖6為實施例5的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0034]圖7為實施例6的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0035]圖8為實施例7的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0036]圖9為實施例8的石墨烯導電溶液的粒徑分布圖；
[0037]圖10為未形成導電層前的電路板孔壁玻璃纖維的電鏡圖；
[0038]圖11為實施例1的石墨烯導電溶液于線路板的孔壁表面形成的導電層的電鏡圖；
[0039]圖12為實施例2的石墨烯導電溶液于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種石墨烯導電溶液，其特征在于，包括磺基化石墨烯、邊緣改性石墨烯、高分子聚合物、超分散劑、表面能助劑和水；其中，所述邊緣改性石墨烯為邊緣羥基化石墨烯和/或邊緣羧基化石墨烯，且所述邊緣改性石墨烯至少包括邊緣羧基化石墨烯；所述高分子聚合物為樹枝狀高分子聚合物和線性高分子聚合物。2.根據權利要求1所述的石墨烯導電溶液，其特征在于，所述石墨烯導電溶液包括如下質量份的各組份：3.根據權利要求1所述的石墨烯導電溶液，其特征在于，所述樹枝狀高分子聚合物為PAMAM樹枝狀聚合物。4.根據權利要求3所述的石墨烯導電溶液，其特征在于，所述PAMAM樹枝狀聚合物為PAMAM
?
OH樹枝狀聚合物和/或PAMAM
?
NH2樹枝狀聚合物。5.根據權利要求4所述的石墨烯導電溶液，其特征在于，所述PAMAM
?
OH樹枝狀聚合物的分子量為1000～5000，末端官能團數量為8～16；及/或，所述PAMAM
?
NH2樹枝狀聚合物的分子量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳奇聰，李榮，李碧潔，荊文麗，
申請(專利權)人：深圳市貝加電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：