CN104893428A - 一种纳米银导电油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种纳米银导电油墨及其制备方法，纳米银导电油墨包括79.3％-82.7%的纳米银，石墨烯0.001%-0.02%，酚醛树脂3％-7％，二乙二醇丁醚醋酸酯10%-13%，稳定剂1%-1.8%；纳米银颗粒的粒度为2-40nm；稳定剂包括表面活性剂、分散剂、防氧剂及流平剂。本发明的一种纳米银导电油墨一种纳米银导电油墨及其制备方法，纳米银导电油墨具有高导电性和高透光性，非常适用于3D打印感应单元的导电体网格，实现制备单根长度超过100m的超细导线，具备抗拉伸、高绕曲能力，满足对大尺寸触控感应单元的应用。

Description

一种纳米银导电油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于3D打印感应单元的纳米导电油墨及其制备方法，属于3D打印油墨领域。
背景技术
随着印刷技术的发展，3D打印会越来越多用于工业生产，最新的3D打印技术将印刷技术和电子技术有机地融合，是3D打印技术发展的重大突破。3D电子印制技术是通过印刷技术把油墨印制在各种基体，特别是柔性基体上制作各种电子线路或装置，使其具有诸如导电、电磁屏蔽、光电转换等功能的新型技术，相比此前常用的光刻蚀减成法技术，对电子厂商的经济面上和产业结构产生了重大的影响，而导电油墨则正是印刷电子材料的核心组成部分。
一种用于触控领域的感应单元，其感应原理为：沿X轴、Y轴方向绕制成盘错交织的经纬线网的导电体网格所组成，其导电体网格大多采用丝网印刷技术将导电油墨进行烧结处理形成。现有的用于丝网印刷的导电油墨，由于粒径较大，对烧结温度要求较高，通常无法在透明PET/PC薄膜衬底上进行烧结处理；即使选用一些昂贵的纳米银浆，在满足烧结条件的情况下，金属粒子烧结形成的导线也易于折断，尤其绕曲产生锐角时，导线断裂的几率几乎是100%。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的是提出一种用于3D打印感应单元的纳米导电油墨及其制备方法，通过对导电油墨配比的研究，在导电油墨的中掺入适当比例的石墨烯，在惰性气体环境中烧结，实现制备单根长度超过100m的超细导线，具备抗拉伸、高绕曲能力，满足对大尺寸触控感应单元的应用。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种纳米银导电油墨包括79.3％-82.7%的纳米银，酚醛树脂3％-7％，二乙二醇丁醚醋酸酯10%-13%，石墨烯0.001%-0.02%，稳定剂1%-1.8%；
进一步的，所述的纳米银是纳米银粉末，其中纳米银颗粒的粒度为2-40nm；
进一步的，所述石墨烯是一种sp2杂化碳原子组成的六角型呈蜂窝状的二维纳米粉末状材料，具有高达97.5%的投射率，方块电阻仍可达到125Ω/□；
进一步的，所述的稳定剂包括表面活性剂、分散剂、防氧剂及流平剂。，其中所述的表面活性剂占稳定剂总量的0.1%～0.6％，分散剂占稳定剂总量的0.05%～0.4％，防氧剂占稳定剂总量的0.4%～0.8％，流平剂占稳定剂总量的0.07%～0.5％；
更进一步的，所述的纳米银导电油墨电导率大于0.85mS/cm，表面张力约为19mN/m～50mN/m，粘度为1.2～2.7cP。
一种纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：
首先将表面活性剂、分散剂、防氧剂及流平剂按比例制成稳定剂；
其次将稳定剂及配重好的酚醛树脂溶解于配重好的二乙二醇丁醚醋酸酯溶液里；
再次将配重好的纳米银粉末均匀放入前一步骤配好的溶液中；
最后将上一步骤配好的油墨先用超声波打散聚合在一起的粉末团，然后放在高速混合机内搅拌均匀，将石墨烯粉末随惰性气体流量充入该混合均匀的导电油墨内，制备成最终的纳米银导电油墨，放置于15-27°的密闭容器内储存；
进一步的，所述的惰性气体流量范围在:0.1-0.8l/min。
本发明的突出效果为：本发明的一种纳米银导电油墨及其制备方法，纳米银导电油墨具有高导电性和高透光性，非常适用于3D打印感应单元的导电体网格，实现制备单根长度超过100m的超细导线，具备抗拉伸、高绕曲能力，满足对大尺寸触控感应单元的应用。
具体实施方式
以下结合最佳具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
最佳实施方式，首先将0.5份的表面活性剂、0.3份的分散剂、0.6份的防氧剂及0.1份的流平剂按比例制成稳定剂；
其次将1.5份的稳定剂及6份的酚醛树脂溶解于12份的二乙二醇丁醚醋酸酯溶液里；
再次将80.485份的纳米银粉末均匀放入前一步骤配好的溶液中；
最后将上一步骤配好的油墨先用超声波打散聚合在一起的粉末团，最后放在高速混合机内搅拌均匀，将0.015份的石墨烯粉末随惰性气体流量充入该混合均匀的导电油墨内，所述的惰性气体流量范围在:0.1-0.8l/min;制备成最终的纳米银导电油墨，放置于15-27°的密闭容器内储存。
经测试，其中导电纳米油墨的表面张力为37mN/m，粘度为1.9cP，是3D打印油墨的最佳状态。

Claims (7)

1.一种纳米银导电油墨，其特征在于：纳米银导电油墨包括79.3％-82.7%的纳米银，石墨烯0.001%-0.02%，酚醛树脂3％-7％，二乙二醇丁醚醋酸酯10%-13%，稳定剂1%-1.8%。
2.根据权利要求项1所述的一种纳米银导电油墨，其特征在于：所述的纳米银是纳米银粉末，其中纳米银颗粒的粒度为2-40nm。
3.一种纳米银导电油墨，其特征在于：所述石墨烯是一种sp2杂化碳原子组成的六角型呈蜂窝状的二维纳米粉末状材料。
4.根据权利要求项1所述的一种纳米银导电油墨，其特征在于：所述的稳定剂包括表面活性剂、分散剂、防氧剂及流平剂，其中所述的表面活性剂占稳定剂总量的0.1%～0.6％，分散剂占稳定剂总量的0.05%～0.4％，防氧剂占稳定剂总量的0.4%～0.8％，流平剂占稳定剂总量的0.07%～0.5％。
5.根据权利要求项1所述的一种纳米银导电油墨，其特征在于：所述的纳米银导电油墨电导率大于0.85mS/cm，表面张力约为19mN/m～50mN/m，粘度为1.2～2.7cP。
6.一种纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：
首先，将表面活性剂、分散剂、防氧剂及流平剂按比例制成稳定剂；
其次，将稳定剂及配重好的酚醛树脂溶解于配重好的二乙二醇丁醚醋酸酯溶液里；
再次，将配重好的纳米银粉末均匀放入前一步骤配好的溶液中；
最后，将上一步骤配好的油墨先用超声波打散聚合在一起的粉末团，然后放在高速混合机内搅拌均匀，将石墨烯粉末随惰性气体流量充入该混合均匀的导电油墨内，制备成最终的纳米银导电油墨，放置于15-27°的密闭容器内储存。
7.根据权利要求项6所述的一种纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体流量范围在:0.1-0.8l/min。
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