导电碳浆是由碳系导电填料分散在粘结剂中制成的一种具有导电功能的油墨,是印制电子技术的关键原材料。目前,市场上广泛使用的油性导电碳浆存在严重的VOC有机挥发物质排放这一世界印刷业难题,开展环保的水性体系研究势在必行。此外,传统的导电碳浆电阻率高,有必要通过添加新的材料来提高导电碳浆的导电性能。具有优良导电、导热性能和机械性能的二维纳米材料石墨烯的出现为提高传统导电碳浆的性能提供了契机。如今,世界各国都在加大水性功能浆料方面的科研攻关力度,使其向水性化、功能化、无机涂料等方向发展。针对水性溶剂表面张力、挥发性能,论文首先对溶剂体系开展研究。以去离子水为主溶剂,异丙醇、丙二醇和丙三醇为助溶剂制备一系列导电碳浆,研究了助溶剂的羟基数量对导电碳浆的流变特性、干燥特性、表面形貌和导电性能的影响;通过调节复合溶剂的表面张力,抑制了固化过程中的“咖啡环”效应,有效控制了溶剂/填料界面、浆料/印刷基材界面特性,获得了表面形貌可控的导电涂层。研究发现导电碳浆的粘度随助溶剂的羟基数量增加而增加,且助溶剂的羟基数量对导电碳浆的触变性也有影响。此外,随着助溶剂羟基数量的增加,溶剂的沸点和表面张力增加,这将影响导电碳浆固化过程中固体颗粒的迁移沉积,从而影响印制涂层的导电性能。结果表明,以丙二醇为助溶剂的水性导电碳浆的流变特性最适合丝网印刷,制备的涂层表面平整,印迹扩散小,涂层内导电炭黑堆积最紧密,电阻率低至0.44Ω·cm。基于上述研究结论,为了提升浆料的导电性能,本文以不同配比石墨烯-炭黑为导电填料,制备了复合导电碳浆。系统地研究了不同石墨烯添加比例对导电碳浆的流变性、印制涂层的表面形貌、微观结构和电阻率的影响。采用SEM、激光共聚焦等手段验证了石墨烯与炭黑的协同分散作用,且二维石墨烯和零维炭黑有效搭接形成导电网络,有效降低了碳浆的电阻率。研究结果表明,石墨烯与炭黑以1:9的质量比复合时制备的导电碳浆具有良好的印刷适应性与储存稳定性,印制的导电涂层中导电填料分散良好,形成的导电网络最完善,印制涂层的表面形貌较平整,导电性能最佳,电阻率低至0.241Ω·cm。在不同的还原温度下制备出的还原氧化石墨烯导电性能是不一样的,论文对比了不同还原程度石墨烯所制备的石墨烯-炭黑复合水性导电碳浆的性能,发现石墨烯表面含氧官能团的数量对导电碳浆的粘度特性、屈服应力、稳定特性、触变性和剪切后的恢复特性以及印制涂层的导电性能均有影响。石墨烯表面的含氧官能团越少,制备的导电碳浆粘度越低,弹性储能模量越小,屈服应力越小,印制涂层的导电性能越好。