复合碳系导电油墨的制备及性能研究

目的 研究碳纳米管与石墨烯对复合碳系导电油墨性能的影响，开发性能优异的导电油墨。方法 分别探究碳纳米管管径尺寸、碳纳米管与石墨烯的配比、油墨中的碳质量分数及油墨涂层厚度对复合碳系导电油墨导电性的影响，并基于实验数据对各影响因素拟合出相应的预测模型。最终确定油墨的优选配比，并对采用优选配比制备的导电油墨涂层进行电热转换测试。结果 由石墨烯和管径尺寸为25nm的多壁碳纳米管为导电填料制备的导电油墨涂层综合导电性能最优，当导电油墨中碳质量分数为2.5%（纳米管质量分数为0.125%、石墨烯质量分数为2.375%）、水性丙烯酸树脂质量分数为5.25%、油墨涂层固化后厚度为0.147 mm时，油墨导电涂层电阻率为0.089 3Ω·cm。在外接电压为5 V的条件下，导电油墨的功率为13.49 W，由室温通电工作至100℃仅需13.723 s，油墨涂层发热均匀性满足JG/T 286—2020的要求。结论 采用优选配比制备的油墨涂层内部搭建起均匀丰富的导电网络，极大地提升了油墨的导电性，使得油墨电热性能优异。

Preparation and Properties of Composite Carbon-based Conductive Ink