CN101696333A - 一种导电油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导电油墨及其制备方法，该导电油墨，由以下组份(质量百分比含量)组成，碳粉1-2％，有机载体A 3-5％，片银50-65％，镍粉0.5-1％，有机载体B 30-45％，分散剂0.1-0.2％；所述的有机载体A是由质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种完全溶解而成；所述的有机载体B是由质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂完全溶解后加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂而成。相对现有碳银浆料，本发明提供的导电油墨碳粉更好地与浆料结合，碳银浆料更加地致密，致密性越好，电导越好。

Description

一种导电油墨及其制备方法
技术领域：
本发明属于电子材料技术领域，具体指一种适合于柔性线路上用的优良电导碳银导电油墨及其制备方法。
背景技术：
应用于柔性线路上的导电油墨是超细银粉和低温固化热塑性树脂精研而成，在PET和PC等以上均可使用，适用于丝网印刷，有着良好的印刷性、导电性、抗氧化性、硬度、扩张性能和极强的附着力，是电子终端产品制造的功能性材料。可用于薄膜开关、柔性印刷电路，在计算机键盘，笔记本键盘和诸如微波炉、洗衣机等家电领域得到了广泛的应用。它的性能远远优异于传统电路器材，且具有环保、高效和节能等特点，其成本也与传统材料接近，有很大的应用前景。碳银导电油墨就是掺入碳粉的低温银浆。低温银浆掺入碳粉，改善了浆料的扩张性能，同时提高了浆料的硬度。因为银粉是贵金属，占据银浆绝大数的成本。碳粉本身也导电，但价格远远低于银粉。低温银浆加入碳粉之后，取代部分银粉，降低了昂贵的银粉的百分含量，从而降低成本。碳银浆料由于其特殊性能在柔性线路上的应用占有一定的地位。
然而现有碳银浆料，由于碳粉电阻率远高于银粉，掺入后浆料的方阻大大提高，在一些高端领域不可应用，特别是类似于薄膜开关和笔记本键盘这些要求电导高的领域无法应用。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种优良电导碳银浆料，可以广泛用于薄膜开关面板、薄膜开关键盘、柔性导电排线，有着良好的印刷性、导电性、抗氧化性、硬度、扩张性能和极强的附着力，是电子终端产品制造的功能性材料。
本发明的另一目的在于提供一种导电油墨的制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种导电油墨，由以下组份(质量百分比含量)组成，
碳粉          1-2％
有机载体A     3-5％
片银          50-65％
镍粉          0.5-1％
有机载体B     30-45％
分散剂        0.1-0.2％
所述的有机载体A是由质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种完全溶解而成；
所述的有机载体B是由质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂完全溶解后加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂而成。
上述导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)有机载体A：称量质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种，于水浴锅内高速搅拌，使树脂完全溶解于溶剂中；
(2)有机载体B：称量质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂，于水浴锅内高速搅拌，使树脂完全溶解于溶剂中，加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂，高速搅拌后制得；
(3)碳银浆的制备：
称配比量碳粉和有机载体A，充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，得碳浆；
称量银粉，镍粉和有机载体B，充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，得银浆；
上述碳浆和银浆混合并加入配比量的分散剂，使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，制得产品。
上述导电油墨的制备方法中所述步骤(1)中的水浴温度为70-100℃，搅拌时间为2-5小时。
上述导电油墨的制备方法中所述步骤(2)中的水浴温度为70-100℃，搅拌时间为2-5小时；加偶联剂后，搅拌时间为20分钟。
上述导电油墨组份中所述的碳粉平均粒径为5微米以下。
上述导电油墨组份中所述的银粉为片状银，平均粒径为5-20微米，镍粉为球状镍粉，平均粒径为5微米以下。
上述导电油墨组份中所述的分散剂为DA型分散剂。
上述导电油墨组份中所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明通过工艺改进，先把碳粉和相匹配的载体制成碳浆，再加入银浆辊扎。相对现有碳银浆料，碳粉更好地与浆料结合，碳银浆料更加地致密，致密性越好，电导越好。同时用导电性能好的镍粉代替小部分碳粉，这样，保证碳银浆料原有优良性能的基础上，降低了浆料方阻，拥有更优良的导电性能，使碳银浆料有更大的应用范围。
具体实施方式：
一种导电油墨，由以下组份(质量百分比含量)组成，
碳粉         1-2％
有机载体A    3-5％
片银         50-65％
镍粉         0.5-1％
有机载体B    30-45％
分散剂       0.1-0.2％
所述的有机载体A是由质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种完全溶解而成；
所述的有机载体B是由质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂完全溶解后加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂而成。
上述导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)有机载体A：称量质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种，于水浴锅内高速搅拌，使树脂完全溶解于溶剂中；
(2)有机载体B：称量质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂，于水浴锅内高速搅拌，使树脂完全溶解于溶剂中，加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂，高速搅拌后制得；
(3)碳银浆的制备：
称配比量碳粉和有机载体A，充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，得碳浆；
称量银粉，镍粉和有机载体B，充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，得银浆；
上述碳浆和银浆混合并加入配比量的分散剂，使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，制得产品。
上述导电油墨的制备方法中所述步骤(1)中的水浴温度为70-100℃，搅拌时间为2-5小时。
上述导电油墨的制备方法中所述步骤(2)中的水浴温度为70-100℃，搅拌时间为2-5小时；加偶联剂后，搅拌时间为20分钟。
上述导电油墨组份中所述的碳粉平均粒径为5微米以下。
上述导电油墨组份中所述的银粉为片状银，平均粒径为5-20微米，镍粉为球状镍粉，平均粒径为5微米以下。
上述导电油墨组份中所述的分散剂为DA型分散剂。
上述导电油墨组份中所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
有机载体A：
称量101.35克己二酸二乙酯和43.5克聚酯类树脂，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使聚酯类树脂完全溶解于己二酸二乙酯。
有机载体B：
称量202.70克的1，4-丁内酯和87.0克氯醋树脂，将1，4-丁内酯和氯醋树脂混合，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使氯醋树脂完全溶解于1，4-丁内酯。加0.15克的硅烷偶联剂KH-551，高速搅拌20分钟。
按照下列比例称量材料
碳粉               5克
有机载体A          25克
片银               260克
镍粉               4.5克
有机载体B          205克
DA型分散剂SN-5040  0.5克
将碳粉和有机载体A，称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得碳浆。
将银粉，镍粉，有机载体B称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相。后加入以上制备的碳浆，和少量分散剂，使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得产品。
实施例2
有机载体A：
称量101.35克乙二醇丁醚醋酸酯和43.5克聚酯类树脂，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使聚酯类树脂完全溶解于乙二醇丁醚醋酸酯。
有机载体B：
称量202.70克的1，4-丁内酯和87.0克氯醋树脂，将1，4-丁内酯和氯醋树脂混合，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使氯醋树脂完全溶解于1，4-丁内酯。加0.15克的硅烷偶联剂KH-551，高速搅拌20分钟。
按照下列比例称量材料
碳粉              5克
有机载体A         25克
片银              265克
镍粉              4.5克
有机载体B         200克
DA型分散剂SN-5040 0.5克
将碳粉和有机载体A，称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得碳浆。
将银粉，镍粉，有机载体B称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相。后加入以上制备的碳浆，和少量分散剂，使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得产品。
实施例3
有机载体A：
称量101.35克己二酸二乙酯和43.5克丙烯酸类树脂，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使丙烯酸类树脂完全溶解于己二酸二乙酯。
有机载体B：
称量202.70克的1，4-丁内酯和87.0克氯醋树脂，将1，4-丁内酯和氯醋树脂混合，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使氯醋树脂完全溶解于1，4-丁内酯。加0.15克的硅烷偶联剂KH-551，高速搅拌20分钟。
按照下列比例称量材料
碳粉               5克
有机载体A          25克
片银               250克
镍粉               4.5克
有机载体B          215克
DA型分散剂SN-5040  0.5克
将碳粉和有机载体A，称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得碳浆。
将银粉，镍粉，有机载体B称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相。后加入以上制备的碳浆，和少量分散剂，使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得产品。
实施例4
有机载体A：
称量101.35克乙二醇丁醚醋酸酯和43.5克丙烯酸类树脂，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使丙烯酸类树脂完全溶解于乙二醇丁醚醋酸酯。
有机载体B：
称量202.70克的1，4-丁内酯和87.0克氯醋树脂，将1，4-丁内酯和氯醋树脂混合，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使氯醋树脂完全溶解于1，4-丁内酯。加0.15克的硅烷偶联剂KH-551，高速搅拌20分钟。
按照下列比例称量材料
碳粉               5克
有机载体A          25克
片银               325克
镍粉               4.5克
有机载体B          140克
DA型分散剂SN-5040  0.5克
将碳粉和有机载体A，称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得碳浆。
将银粉，镍粉，有机载体B称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相。后加入以上制备的碳浆，和少量分散剂，使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得产品。
实施例5
有机载体A：
称量101.35克己二酸二乙酯和43.5克聚酯类树脂，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使聚酯类树脂完全溶解于己二酸二乙酯。
有机载体B：
称量202.70克的松油醇和87.0克氯醋树脂，将松油醇和氯醋树脂混合，并置于70-100℃水浴锅内，高速搅拌2小时，使氯醋树脂完全溶解于松油醇。加0.15克的硅烷偶联剂KH-551，高速搅拌20分钟。
按照下列比例称量材料
碳粉               5克
有机载体A          25克
片银               285克
镍粉               4.5克
有机载体B          180克
DA型分散剂SN-5040  0.5克
将碳粉和有机载体A，称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得碳浆。
将银粉，镍粉，有机载体B称量完成的材料充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相。后加入以上制备的碳浆，和少量分散剂，使用三辊研磨机研磨分散3至5遍，使之形成均匀的混合相，得产品。

Claims (8)

1.一种导电油墨，其特征在于，由以下组份(质量百分比含量)组成，
碳粉             1-2％
有机载体A        3-5％
片银             50-65％
镍粉             0.5-1％
有机载体B        30-45％
分散剂           0.1-0.2％
所述的有机载体A是由质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种完全溶解而成；
所述的有机载体B是由质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂完全溶解后加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂而成。
2.权利要求1所述的导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)有机载体A：称量质量百分比为65-75％的己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种与质量百分比为25-35％的聚酯类树脂或丙烯酸类树脂中的一种，于水浴锅内高速搅拌，使树脂完全溶解于溶剂中；
(2)有机载体B：称量质量百分比为62-77％的1，4-丁内酯或松油醇中的一种与质量百分比为22-38％的氯醋树脂，于水浴锅内高速搅拌，使树脂完全溶解于溶剂中，加入质量百分比为0.05％-1％偶联剂，高速搅拌后制得；
(3)碳银浆的制备：
称配比量碳粉和有机载体A，充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，得碳浆；
称量银粉，镍粉和有机载体B，充分混合，然后使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，得银浆；
上述碳浆和银浆混合并加入配比量的分散剂，使用三辊研磨机研磨分散，形成均匀的混合相，制得产品。
3.根据权利要求2所述导电油墨的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的水浴温度为70-100℃，搅拌时间为2-5小时。
4.根据权利要求2所述导电油墨的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的水浴温度为70-100℃，搅拌时间为2-5小时；加偶联剂后，搅拌时间为20分钟。
5.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于：所述的碳粉平均粒径为5微米以下。
6.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于：所述的银粉为片状银，平均粒径为5-20微米，镍粉为球状镍粉，平均粒径为5微米以下。
7.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于：所述的分散剂为DA型分散剂。
8.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
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