CN101937735B

CN101937735B - 一种薄膜开关用导电浆料的制备方法

Info

Publication number: CN101937735B
Application number: CN2010102931404A
Authority: CN
Inventors: 陈春锦
Original assignee: Irico Group Corp
Current assignee: Irico Group Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: CN101937735A

Abstract

本发明公开了一种薄膜开关用导电浆料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：1)首先按质量百分比将树脂溶于有机溶剂中，然后恒温加热70～90℃，至完全溶解，过滤制得有机载体；2)将镍粉和导电材料加入到上述有机载体中，搅拌均匀，制得混合液；3)按质量百分比将片状金属粉加入到上述混合液中，同时加入增稠剂、分散剂和有机载体，在行星式搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入有机溶剂或有机溶剂+上述有机载体混合均匀，过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。本发明改变原材料材料的添加比例，能够调节产品粘度和导电性能、浆料的流平性和印刷性能。并在恒温高燥下就能快速干燥和固化，得到电性能好的制品，并降低了产品的成本。

Description

一种薄膜开关用导电浆料的制备方法

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种薄膜开关用低温固化导电浆料制备方法。

背景技术

薄膜开关是在挠性的聚碳酸酯或聚酯膜上用导电浆料印刷触点电路制出的开关，是触点开关的一种。薄膜开关本身的构造很简单，它是将装饰面板、上下电极膜、隔离层进行覆合而成的，整个表面是个平面。薄膜开关的优点是整体扁平、体形薄、重量轻、防灰性好、耐水性优良，属半封闭结构。另外，面板设计和颜色的选择自由度大，其应用范围正向台式计算机、复印机、传真机、玩具、个人计算机、文字处理机等领域扩展。应用于薄膜开关上的导电浆料是导电浆料这个产品种类中很重要的一种，它主要由导电相、有机载体和改性添加剂组成。随着人体工学和美学设计在电子产品中越来越重要，中国薄膜开关制造商正在致力于开发亮度更高、式样更丰富的产品以应对需求的增长。由于薄膜开关的设计花样多，并可套印各种精美图案以帮助用户迅速而方便地识别其功能，因此在低功耗的消费类电子、家用电器及工业应用中正逐渐取代机电开关。此外，薄膜开关凭借其外形触感佳、防反光而且加有功能注解，在玩具、手机、PDA、计算器、遥控器、电脑键盘及医疗设备等应用领域也受到了欢迎。

目前电子市场都是向低成本方向发展，国内低温固化银浆年使用量在120吨以上。制取低成本，高性能的导电浆料是我们迫切需要解决的技术问题。通过使用本发明的技术，可以大大降低导电浆料中的银粉的含量，实现了低成本、性能满足市场的要求。

发明内容

本发明的目的是制备一种用于丝网印刷的低成本的薄膜开关用低温固化导电浆料，本浆料使用贱金属镍粉和石墨(或导电炭黑)来替代部分使用的贵金属银(Ag)并达到相当的性能，极大的降低浆料的制造成本。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种薄膜开关用导电浆料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

步骤1)：首先按质量百分比将10％～40％的树脂溶于70％～90％的有机溶剂中，然后恒温加热70～90℃，至完全溶解，过滤制得有机载体；

步骤2)：将1％～20％的镍粉和1％～10％的导电材料加入到3％～20％的上述有机载体中，搅拌均匀，制得混合液；

步骤3)：按质量百分比将30％～60％的片状金属粉加入到上述混合液中，同时加入0.2％～3.5％增稠剂、0.3％～1％分散剂和11％～30％的有机载体，在行星式搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入2％～4.3％有机溶剂或4％有机溶剂+1％上述有机载体混合均匀，过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。

本发明进一步地：

所述树脂选用氯醋树脂、聚酯树脂或聚氨酯树脂中的一种或几种。

所述有机溶剂选用乙二醇乙醚醋酸酯、丁基溶纤剂醚醋酸酯、己二酸二乙酯或1，4丁内酯中的一种或几种。

所述镍粉粒径为0.5～5μm。

所述导电材料选用导电石墨或导电炭黑，其粒径为1～5μm。

所述片状金属粉选用片状金属银粉，其粒径范围为7μm～12μm，振实密度为1.3g/ml～2g/ml。

所述增稠剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛中的一种或几种。

所述分散剂选择聚乙烯蜡、硬脂酸锌或微晶石蜡中的一种或几种。

在本发明中，镍粉、导电石墨(或导电炭黑)、片状银粉一起构成本导电浆料的导电功能相，改变镍粉和导电石墨(或导电炭黑)的添加比例不仅可以调节最后的电性能，对浆料的印刷性能也有非常好的调节；改变有机载体的添加比例可以调节产品的粘度和导电性能；改变增稠剂的添加比例可以调节产品的粘度，流平性和印刷性能。在120℃～150℃的恒温高燥下就能快速干燥和固化，得到电性能好的制品。由于本发明的导电浆料采用了贱金属镍代替部分银，降低了生产成本，而性能达到高含银量水平。

具体实施方式

本发明公开了一种薄膜开关用低温固化导电浆料的制备方法，它包括如下步骤：

步骤1)制备有机载体：

首先按质量百分比将10％～40％的氯醋树脂或聚酯树脂或聚氨酯树脂中的一种或几种溶于70％～90％的有机溶剂乙二醇乙醚醋酸酯、丁基溶纤剂醚醋酸酯、己二酸二乙酯或1，4丁内酯中的一种或几种中，然后恒温加热70～90℃，至完全溶解，过滤制得有机载体；

步骤2)配制镍粉、导电石墨(或导电炭黑)的混合液：

将1％～20％的镍粉(粒径0.5～5μm)和1％～10％的导电材料导电石墨(或导电炭黑)(粒径1～5μm)加入到3％～20％的上述有机载体中，搅拌均匀，制得混合液；

步骤3)混合导电相和有机载体：

按质量百分比将30％～60％的片状金属粉，即片状银粉(粒径范围：7μm～12μm，振实密度：1.3g/ml～2g/ml)加入到上述混合液中，同时加入0.2％～3.5％增稠剂、0.3％～1％分散剂和11％～30％的有机载体，在行星式搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入2.0％～4.3％有机溶剂或4％有机溶剂+1％上述有机载体混合均匀，过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。

其中，增稠剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛中的一种或几种，分散剂选择聚乙烯蜡、硬脂酸锌或微晶石蜡中的一种或几种。

以下结合具体实施实例进一步说明本发明的制备过程。

实施例1

首先，在70℃恒温条件下，将10％的氯醋树脂完全溶于90％的乙二醇乙醚醋酸酯中，经过过滤得到有机载体；

其次，将1％的镍粉、10％的导电石墨(或导电炭黑)加入到18％的上述有机载体中，搅拌均匀，得混合液；

最后，将50％的片状银粉、0.2％的增稠剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、0.5％的分散剂硬脂酸锌和16％的有机载体加入到上述混合液中。在行星式或其它搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入4.3％乙二醇乙醚醋酸酯溶剂混合均匀，经250目过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。采用Brookfield DVⅡ粘度计，测得20RPM粘度为18Kcps，方阻为14.03mΩ/□。

实施例2

首先，在80℃恒温条件下，将20％的聚酯树脂完全溶于80％的丁基溶纤剂醋酸酯中，经过过滤得到有机载体；

其次，将20％的镍粉、1％的导电石墨(或导电炭黑)加入到20％的上述有机载体中，搅拌均匀，得混合液；

最后，将45％的片状银粉、0.3％的增稠剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.7％的分散剂聚乙烯蜡和11％的有机载体加入到上述混合液中。在行星式或其它搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入2％丁基溶纤剂醋酸酯溶剂混合均匀，经250目过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。采用Brookfield DVⅡ粘度计，测得20RPM粘度为22Kcps，方阻为15.01mΩ/□。

实施例3

首先，在90℃恒温条件下，将30％的聚氨酯树脂和完全溶于70％的己二酸二乙酯中，经过过滤得到有机载体；

其次，将2％的镍粉、1％的导电石墨(或导电炭黑)加入到3％的上述有机载体中，搅拌均匀，得混合液；

最后，将60％的片状银粉1％的增稠剂二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛、1％的分散剂微晶石蜡和30％的有机载体加入到上述混合液中。在行星式或其它搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入2％己二酸二乙酯溶剂混合均匀，经250目过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。采用Brookfield DVⅡ粘度计，测得20RPM粘度为19Kcps，方阻为13.78mΩ/□。

实施例4

首先，在90℃恒温条件下，将10％的氯醋树脂和30％的聚氨酯树脂完全溶于30％的己二酸二乙酯和30％的1，4丁内酯中，经过过滤得到有机载体；

其次，将15％的镍粉、5％的导电石墨(或导电炭黑)加入到15％的上述有机载体中，搅拌均匀，得混合液；

最后，将30％的片状银粉3％的增稠剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷和0.5％二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛、0.2％的分散剂微晶石蜡和0.3％的分散剂聚乙烯蜡以及26％的有机载体加入到上述混合液中。在行星式或其它搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入1％的有机载体、2％的己二酸二乙酯和2％的1，4丁内酯溶剂混合均匀，经250目过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。采用Brookfield DVⅡ粘度计，测得20RPM粘度为25Kcps，方阻为14.32mΩ/□。

实施例5

首先，在80℃恒温条件下，将10％的氯醋树脂、6％的聚酯树脂和4％的聚氨酯树脂完全溶于30％的乙二醇乙醚醋酸酯、30％的丁基溶纤剂醋酸酯和20％的1，4丁内酯中，经过过滤得到有机载体；

其次，将4％的镍粉、6％的导电石墨(或导电炭黑)加入到18％的上述有机载体中，搅拌均匀，得混合液；

最后，将47％的片状银粉0.4％的增稠剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.2％乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和0.2％二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛、0.1％的分散剂微晶石蜡、0.1％的分散剂聚乙烯蜡和0.2％的分散剂硬脂酸锌以及20％的有机载体加入到上述混合液中。在行星式或其它搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入1％的乙二醇乙醚醋酸酯、1％的丁基溶纤剂醋酸酯和1.8％1，4丁内酯溶剂混合均匀，经250目过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料。采用Brookfield DVⅡ粘度计，测得20RPM粘度为23Kcps，方阻为14.57mΩ/□。

Claims

1.一种薄膜开关用导电浆料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

步骤1)：首先按质量百分比将10％～30％的树脂溶于70％～90％的有机溶剂中，然后恒温加热70～90℃，至完全溶解，过滤制得有机载体；

步骤3)：按质量百分比将30％～60％的片状金属粉加入到上述混合液中，同时加入0.2％～3.5％增稠剂、0.3％～1％分散剂和11％～30％的有机载体，在行星式搅拌机里混合，经过三辊研磨机后，加入2％～4.3％有机溶剂或4％有机溶剂+1％上述有机载体混合均匀，过滤即得到银-镍-炭低温导体浆料；

所述树脂选用氯醋树脂、聚酯树脂或聚氨酯树脂中的一种或几种；

所述有机溶剂选用乙二醇乙醚醋酸酯、丁基溶纤剂醚醋酸酯、己二酸二乙酯或1，4丁内酯中的一种或几种；

所述导电材料选用导电石墨或导电炭黑；

所述片状金属粉选用片状金属银粉；

所述增稠剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛中的一种或几种；

2.如权利要求1所述的一种薄膜开关用导电浆料的制备方法，其特征在于，所述镍粉粒径为0.5～5μm。

3.如权利要求1所述的一种薄膜开关用导电浆料的制备方法，其特征在于，所述导电石墨或导电炭黑，其粒径为1～5μm。

4.如权利要求1所述的一种薄膜开关用导电浆料的制备方法，其特征在于，所述片状金属银粉，其粒径范围为7μm～12μm，振实密度为1.3g/ml～2g/ml。