CN105694593B - 一种油墨组合物及应用其形成导电层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油墨组合物及应用其形成导电层的方法。该油墨组合物含有至少一种导电材料以及至少一种连接料，其中连接料在固化前和固化后均能够溶于溶剂中。本发明通过在油墨组合物中加入溶于溶剂的连接料，在提高油墨粘度的基础上，因该连接料的固化物同样溶于溶剂，在形成导电层过程中，通过溶剂浸渍处理油墨组合物固化形成的固化层，可去除其中所含有的全部或部分连接料固化物，降低了连接料固化物对所形成的导电层的导电性能的影响，降低了导电层的厚度，进而使得由其所制备的导电层更适应于电子装置的减薄趋势。

Description

一种油墨组合物及应用其形成导电层的方法

技术领域

本发明涉及油墨印刷领域，具体地，涉及一种油墨组合物及应用其形成导电层的方法。

背景技术

在聚合物制品表面形成导电层，作为电磁信号传导的通路，广泛用于汽车、工业、计算机、通讯等领域。在聚合物制品表面选择性地形成导电层是该类聚合物制品制造的一个核心环节。

导电油墨(主要是指混合型导电复合油墨)作为形成导电层的原料，其是借助分散在油墨载体内的导电性材料来传导电流。

传统导电油墨多为溶剂型，这种溶剂型导电油墨在形成导电层的过程中，为了便于涂覆油墨，通过在油墨中添加连接料(粘结剂)。而目前常用的粘结剂导电度较低，为达到导电需求，不得不提高油墨的涂覆厚度。在这种情况下，不但提高了原料成本，而且还不利于保证导电层自身的耐用性。厚的导电层势必影响其他部件的装配，进而难以满足电子装置的减薄趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有中因连接料导电度较低，导致油墨的涂覆厚度较厚的技术问题，提供一种油墨组合物及应用其形成导电层的方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种油墨组合物，该油墨组合物含有至少一种导电材料以及至少一种连接料，其中连接料在固化前和固化后均能够溶于溶剂中。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种应用上述油墨组合物的形成导电层的方法，该方法包括以下步骤：将上述油墨组合物中的各组分溶于溶剂，混合形成油墨混合物；在绝缘性基材表面喷洒处理剂，形成处理剂层；将油墨混合物涂覆在处理剂层上，形成油墨层；油墨层表干后，对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心，使所述油墨层中导电材料沉积；固化绝缘性基材表面的油墨层，形成固化层；将形成有固化层的绝缘性基材浸入溶剂中，溶解去除所述固化层中部分或全部的连接料固化物，形成导电层；取出形成有导电层的绝缘性基材，脱除溶剂。

通过上述技术方案，在油墨组合物中加入溶于溶剂的连接料，在提高油墨粘度的基础上，因该连接料的固化物同样溶于溶剂，在形成导电层过程中，通过溶剂浸渍处理油墨组合物固化形成的固化层，可去除其中所含有的全部或部分连接料固化物，降低了连接料固化物对所形成的导电层的导电性能的影响，降低了导电层的厚度，进而使得由其所制备的导电层更适应于电子装置的减薄趋势。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，术语“固化”是指在一定温度条件下，使油墨层变成固体(膜)的过程。术语“固化物”是指经过固化处理所形成的固态物质。术语“连接料固化物”是指连接料经过固化处理形成的固态的连接料。术语“连接料在固化前和固化后或半固化后能够溶于溶剂”是指连接料在非固态或固态下与溶剂接触均能够在溶剂中形成分散的液态。

正如背景技术部分所介绍的，在现有技术中存在因连接料导电度较低，导致油墨的涂覆厚度较厚的技术问题。为了解决这一技术问题。在本发明中提供了一种油墨组合物，该组合物含有至少一种导电材料以及至少一种连接料，其中连接料在固化前和固化后均能够溶于溶剂中。

在本发明上述油墨组合物中，在油墨组合物中加入溶于溶剂的连接料，在提高油墨粘度的基础上，因该连接料的固化物同样溶于溶剂，在形成导电层过程中，通过溶剂浸渍处理油墨组合物固化形成的固化层，可去除其中所含有的全部或部分连接料固化物，降低了连接料固化物对所形成的导电层的导电性能的影响，降低了导电层的厚度，进而使得由其所制备的导电层更适应于电子装置的减薄趋势。

在本发明上述油墨组合物中，对于各原料的用量并没有特殊的要求。作为一种优选的实施方式，上述油墨组合物按重量份计含有：16-30份的导电材料和15-40份的连接料。将上述各原料的配比限定在该范围内在提高油墨粘度的基础上，有利于后续制作导电层过程中部分连接料的固化物或半固化物的溶于溶剂去除。

优选地，在本发明上述油墨组合物中，对于连接料并没有特殊的要求，只要这种连接料在固化前和固化后均能够溶于溶剂即可。此处所指出的溶剂包括但不限于水、C₁-C₁₂的醇、C₃-C₁₂的酮、C₆-C₁₂的芳烃、C₁-C₁₂的卤代烷烃和C₂-C₁₂的卤代烯烃中的一种或两种以上。具体地，上述溶剂可以为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、丙酮、2-正戊酮、2-正丁酮、3-甲基-2-戊酮、2,3-丁二酮、2,3-戊二酮、2,5-己二酮、1,3-环己二酮、甲苯、二甲苯和三氯乙烯中的一种或两种以上。

然而，由于大多数溶剂为挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOC)，为了避免溶剂挥发对操作工人和用户的身体健康造成危害，以及对环境造成污染，在本发明的一种优选实施方式中，优选溶剂为水，优选采用固化前和固化后均溶于水的连接料。优选地，在本发明上述油墨组合物中，可以使用的连接料包括但不限于壳聚糖、聚乙烯醇(优选重均分子为120000-220000)和果糖中的一种或多种。其中，可以使用的壳聚糖、聚乙烯醇以及果糖选择常规市售产品即可，例如商购自赫特国际的壳聚糖，例如商购自维得力生物工程有限公司的果糖，例如商购安徽皖维高新材料股份有限公司牌号为PVA-1788或PVA-2488的聚乙烯醇，或者商购自台湾长春牌号为BP-05、BP-17或BP-24的聚乙烯醇，又或者商购自可乐丽牌号为PVA-217、PVA-224或PVA-205聚乙烯醇。

在本发明上述油墨组合物中，对于导电材料没有特殊要求。在本发明的一种优选实施方式中，上述导电材料为在离心力作用下能沉积形成沉淀的导电材料。采用这种在离心力作用下能沉积形成沉淀的导电性材料，有利于在采用油墨组合物形成导电层的过程中，通过离心处理由油墨组合物形成的油墨层，将导电材料沉积汇集于油墨层的底部，待涂覆产品的表面上，进而使得导电材料与连接料分层，从而便于后续溶剂浸渍过程中去除部分连接料的固化或半固化物的处理，以形成更为密实的导电层表面。优选地，上述导电材料为金属材料、复合导电材料、碳或石墨材料中的至少一种。

作为上述导电材料，可以使用的金属材料优选包括但不限于为金、钯、铂、银、铜、镍、镁、铝、锰、钴、锌、铁、钛、钨、锡和钼中的任意一种或多种；优选上述金属材料的形态为金属颗粒、金属粉末、金属片或金属纤维中的任意一种或多种；优选上述金属颗粒的粒径为1-1000nm，金属纤维的长度为5-2000nm，直径1-1000nm，金属纤维的长径比为2-2000:1。

作为上述导电材料，可以使用的复合导电材料为复合导电颗粒或复合导电纤维；上述复合导电材料优选包括但不限于为具有核壳结构的双金属粉末、双金属片、双金属纤维、镀金属玻璃球、镀金属玻璃纤维、镀金属陶瓷粉末、镀金属陶瓷纤维、镀金属碳纤维、镀金属导电炭黑、镀金属石墨微纳米结构、镀金属的氧化物粉末和镀金属的氧化物纤维中的至少一种。

作为上述导电材料，可以使用的碳或石墨材料为碳或石墨微纳米颗粒或碳或石墨微纳米纤维。优选碳或石墨微纳米颗粒的粒径为1-10000nm；优选碳或石墨材料为纳米石墨球、石墨烯、纳米石墨片、碳纤维、碳纳米管和导电炭黑中的至少一种。

本发明上述油墨组合物根据其具体应用场合还可以含有油墨领域常用的各种助剂，以赋予本发明的油墨组合物特定的性能或功能。优选地，可以采用的助剂优选包括但不限于分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和粘度调节剂中的至少一种。所使用的助剂的用量可以为本领域的常规选择。优选地，本发明上述油墨组合物中按重量份计含有0.1-10份的助剂。

本发明上述油墨组合物中，使用分散剂主要是用于缩短将导电材料分散在连接料和溶剂中的时间，并提高导电材料在连接料和溶剂中的分散稳定性。可以使用的分散剂为本领域常用的各种能够实现上述功能的物质。例如，所使用的分散剂可以为本领域常用的有机分散剂，例如：脂肪族胺系分散剂、醇胺系分散剂、环状不饱和胺系分散剂、脂肪酸系分散剂、脂肪族酰胺系分散剂、酯系分散剂、石蜡系分散剂、磷酸酯系分散剂、聚合物系分散剂(例如：聚丙烯酸酯系分散剂和聚酯系分散剂)和有机膦系分散剂等。

本发明上述油墨组合物中，所使用的分散剂可以为本领域常用的各种能够商购得到的分散剂。具体地，所使用的分散剂可以为以下分散剂中的一种或两种以上：商购自德国BYK公司的牌号为ANTI-TERRA-U、ANTI-TERRA-U80、ANTI-TERRA-U100、DISPERBYK-101、DISPERBYK-130、BYK-220S、LACTIMON、LACTIMON-WS、BYK-W966、DISPERBYK、BYK-154、BYK-9076、DISPERBYK-108、DISPERBYK-109、DISPERBYK-110、DISPERBYK-102、DISPERBYK-111、DISPERBYK-180、DISPERBYK-106、DISPERBYK-187、DISPERBYK-181、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-115、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-167、DISPERBYK-182、DISPERBYK-183、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-168、DISPERBYK-169、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-174、DISPERBYK-190、DISPERBYK-2150、BYK-9077、DISPERBYK-112、DISPERBYK-116、DISPERBYK-191、DISPERBYK-192、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2050和DISPERBYK-2070的分散剂；商购自荷兰AkzoNobel公司的牌号为PHOSPHOLAN PS-236的分散剂；商购自美国Witco化学公司的牌号为PS-21A的分散剂；商购自英国Croda公司的Hypermer KD系列分散剂和Zephrym PD系列分散剂；商购自TEGO公司的牌号为Dispers-655、Dispers-670的分散剂。

本发明上述油墨组合物中，所使用的分散剂的用量可以为本领域的常规用量。例如，在本发明上述油墨组合物中按重量份计含有0-10份的分散剂，优选含有1.5-7份的分散剂。

本发明上述油墨组合物中，使用润湿剂主要是用于使固体物料更易被溶剂浸湿，其是通过降低其表面张力或界面张力，使溶剂能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿。可以使用的润湿剂为本领域常用的各种能够实现上述功能的物质。例如磺化油、肥皂、大豆卵磷脂、硫醇类、酰肼类和硫醇缩醛类等物质。本发明上述油墨组合物中，所使用的润湿剂可以为本领域常用的各种能够商购得到的润湿剂。具体地，所使用的润湿剂可以为以下润湿剂中的一种或两种以上：商购于TEGO公司的TEGO Wet 250、TEGO Wet265、TEGO Wet 270、TEGO Wet 280、TEGO Wet 500、TEGO Wet 505、TEGO Wet 510、TEGO Wet520、TEGO Wet KL245，或商购于BYK公司的DISPERBYK-180DISPERBYK-182、DISPERBYK-184、DISPERBYK-190、DISPERBYK-192、DISPERBYK-194、DISPERBYK、DISPERBYK-102、LACTIMON-WS、DISPERBYK-181或DISPERBYK-187。

本发明上述油墨组合物中，所使用的润湿剂可以为本领域常用的各种能够商购得到的润湿剂。具体地，所使用的润湿剂可以为以下润湿剂中的一种或两种以上：商购自德国TEGO公司的牌号为Wet-250、Wet-260、Wet-270的润湿剂中的一种或两种以上。

本发明上述油墨组合物中，所使用的润湿剂的用量可以为本领域的常规用量。例如，本发明上述油墨组合物中按重量份计含有0-3份的润湿剂，优选含有0.1-2.5份的润湿剂。

本发明上述油墨组合物中，使用消泡剂主要是用于抑制泡沫形成、破坏形成的泡沫或者将形成的泡沫从体系中脱出的物质。可以使用的消泡剂为本领域常用的各种能够实现上述功能的物质。例如，所使用的消泡剂可以为有机聚硅氧烷系消泡剂、聚醚系消泡剂和高级醇系消泡剂。优选地，所使用的消泡剂为有机聚硅氧烷系消泡剂。

本发明上述油墨组合物中，所使用的消泡剂可以为本领域常用的各种能够商购得到的消泡剂。具体地，所使用的消泡剂可以为商购自德国BYK公司的牌号为BYK-020、BYK-080A、BYK-021、BYK-022、BYK-023、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-045、和BYK-094、BYK-1650、BYK-1660、BYK-044、BYK-1610、BYK-1615、BYK-1770、BYK-012、BYK-016、BYK-011的消泡剂中的一种或两种以上。

本发明上述油墨组合物中，所使用的消泡剂的用量可以为本领域的常规用量。例如，在本发明上述油墨组合物中按照重量份计含有0-0.3份的消泡剂。

本发明上述油墨组合物中，所使用的流平剂主要用于促使油墨在干燥成膜过程中形成一个更为平整、光滑且均匀的膜层。本发明对于所使用的流平剂的种类没有特别限定，其可以为本领域常用的能够实现上述功能的物质。例如，所使用的流平剂可以为聚丙烯酸酯系流平剂、聚二甲基硅氧烷系流平剂、聚甲基苯基硅氧烷系流平剂和含氟表面活性剂中的一种或两种以上。

本发明上述油墨组合物中，所使用的流平剂可以为本领域常用的各种能够商购得到的流平剂。例如，所述流平剂可以为商购自德国BYK公司的牌号为BYK-333、BYK-306、BYK-358N、BYK-310、BYK-354和BYK-356的流平剂中的一种或两种以上。

本发明上述油墨组合物中，所使用的流平剂的用量可以为本领域的常规用量。例如，在本发明上述油墨组合物中按重量份计含有0-4份的流平剂。

本发明上述油墨组合物中，所使用的粘性调节剂用于调节油墨组合物的粘度。本发明对于所使用的粘性调节剂的种类没有特别限定，可以为本领域的常规选择。例如，所使用的粘性调节剂可以为气相二氧化硅、聚酰胺蜡、有机膨润土、氢化蓖麻油、金属皂、羟烷基纤维素及其衍生物、聚乙烯醇和聚丙烯酸盐中的一种或两种以上。

本发明上述油墨组合物中，所使用的粘性调节剂的用量可以为本领域的常规用量。例如，在本发明上述油墨组合物中按重量份计含有0-3份的粘性调节剂。

本发明所提供的上述油墨组合物可以参照本领域的常规制备方法形成导电层，只要在对油墨组合物进行固化后，对固化形成的油墨层进行溶剂浸出以溶出并去除油墨层中的部分连接料固化物即可。在本发明的一种优选实施方式中，应用上述油墨组合物形成导电层的方法包括以下步骤：将本发明上述油墨组合物中的各组分与溶剂混合，形成油墨混合物；在绝缘性基材表面喷洒处理剂，形成处理剂层；将油墨混合物涂覆在处理剂层上，形成油墨层；油墨层表干后，对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心，使油墨层中的导电材料沉积；固化处理绝缘性基材表面的油墨层，形成固化层；将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂中，去除固化层中部分或全部的连接料固化物，形成导电层；取出形成有导电层的绝缘性基材，脱除溶剂。

本发明所提供的上述方法，通过旋转离心的方式，使油墨层中的导电材料沉积形成沉淀，使导电材料沉积汇集于绝缘性基材的表面上，油墨层的底部，进而在使得导电材料与连接料分层的同时，将导电材料与处理剂结合；通过固化处理油墨层形成固化层以将油墨层中各物质层定位；利用连接料固化后依然能够溶于溶剂的特性，将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂中，可去除固化层中全部或部分的连接料固化物，降低了连接料的固化物对所形成的导电层的导电性能的影响，并降低了导电层的厚度，进而使得由其所制备的导电层更适应于电子装置的减薄趋势。

通过采用本发明所提供的上述方法，利用利用连接料固化后依然能够溶于溶剂的特性，将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂中，就可以去除固化层中全部或部分的连接料固化物。其中，在将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂的过程中，只要有连接料固化物溶于水中就能够起到降低连接料的固化物对所形成的导电层的导电性能的影响，以及降低导电层的厚度的效果。作为本发明的一种优选方案，为了使得本发明所制备的导电层更适应于电子装置的减薄趋势，在本发明中优选去除固化层中30-100％的连接料固化物(其中连接料固化物100％去除时，导电材料与处理剂结合固定)。为了实现这一优化效果，在本发明进一步提供了如下优选方案。

上述形成导电层的方法中，将油墨组合物中的各组分溶于溶剂，混合形成油墨混合物的步骤中，只要将油墨组合物中的各组分混合形成溶液形态即可。然而，在确保所述金属化合物能够均匀地分散于所述连接料中并在所述绝缘性基材的表面均匀地形成膜层的前提下，从降低溶剂用量的角度出发，在本发明的一种优选实施方式中，溶剂的使用量为本发明上述油墨组合物重量的0.4-2倍。

上述形成导电层的方法中，将油墨混合物涂覆在绝缘性基材表面，形成油墨层的步骤中，涂覆的方式包括但不限于刷涂和喷涂等方式，在本发明的一种优选实施方式中，采用印刷法形成上述油墨层。

在本发明上述方法中，可以使用的处理剂优选包括但不限于乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷和γ-氨丙基-三甲氧基硅烷的至少一种。例如，所使用的处理剂为商购自聚成兆业有机硅原料有限公司的牌号为KH550、KH560、KH-570，或者商购自DowCorning，牌号为Z 6020或Z6040的处理剂中的一种或两种以上。在使用时，将上述处理剂和酒精体积比为1:100混合后涂覆(例如喷洒)在绝缘性基材表面上即可。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法中对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心的步骤，旋转离心转速为10000-25000r/min，时间为10-20min。本发明上述方法中旋转离心转速并不限于在上述范围，将其限定在上述范围内，有利于在保证油墨层完整性的同时，将导电材料沉积到绝缘性基材表面上。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法形成固化层的步骤中，在50℃-100℃温度条件下，固化油墨层5-30min。在本发明中形成固化层的步骤的条件并不现定于上述温度和时间，只要能够使得油墨层失水成膜即可。采用上述温度和时间进行固化，可以再满足固化要求的情况下，降低固化能耗，缩短固化时间。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂中的步骤，浸渍温度为0℃-90℃，浸渍时间为5-30min，在本发明中浸渍温度和浸渍时间并不局限于上述范围，只要能够溶出并去除部分连接料固化物即可。优选浸渍温度为20℃-70℃，浸渍时间为10-20min。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法中在脱除溶剂的步骤中，对形成有导电层的绝缘性基材进行旋转离心，甩干烘干处理形成有导电层的绝缘性基材。在本发明中脱除溶剂的步骤并不限于上述旋转离心和烘干处理，在本发明中通过采用旋转离心和烘干共同处理，一方面有利于在快速脱除溶剂的同时，使得导电材料更好的固定在绝缘性基材表面上。另一方面，通过先旋转离心，再烘干的步骤也降低了加温烘干对所形成的导电层的影响。优选地，旋转离心的转速为500-1500r/min，时间为30-60min。烘干的温度为50-80℃，时间为10-60min。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法在形成油墨层的步骤前还包括：清洗绝缘性基材表面的步骤。通过采用清洗绝缘性基材表面的步骤有利于增强油墨混合物与绝缘性基材之间的结合力。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法中，在脱除溶剂的步骤后还包括：在导电层的表面印刷保护油墨，并烘干保护油墨的步骤。在本发明中印刷保护油墨可以对导电层进行包括，以避免导电层与外界环境直接接触，有利于降低对导电层的污染，延长导电层的使用寿命。在本发明中可以使用的保护油墨优选包括但不限于商购自日本精工公司的牌号为INQ-000、或MIB-001型号光油，或者商购自帝国公司的牌号为MIB-001、或INQ-000型号光油中的至少一种。

在本发明上述方法形成油墨混合物的步骤中，将本发明上述油墨组合物中各组分混合均匀即可。在本发明的一种优选实施方式中，上述形成油墨混合物的步骤包括：先将连接料和溶剂混合，浸泡1-5h后，搅拌10-60min，得到混合物A；将可选的润湿剂加入至混合物A中，搅拌5-30min，得到混合物B；将导电材料及其他可选助剂加入到混合物B中，搅拌10-40min，得到所需油墨混合物。

在相同的聚合物制品表面上，采用本发明上述油墨组合物，以及本发明上述方法所形成的导电层的厚度，明显低于采用现有油墨组合物与现有方法所制备的导电层的厚度。采用本发明上述油墨组合物，以及本发明上述方法所形成的导电层的厚度能够低于7μm，达到3-7μm的范围。

下面通过具体实施例作为示例对本发明作进一步详细的描述。

一、如下各实施例中所采用的原料及厂家。

表1.各实施例中所采用的原料及厂家

二、如下各实施例中所采用的装置及其厂家。

在印刷油墨的步骤中，采用300目，厚度为30μm的丝网印刷版，购买自华恩印刷器材科技有限公司；

在旋转离心的步骤中，采用卧式沉淀分离机，购买自上海化工机械厂有限公司。

三、具体实施例

实施例1

油墨组合物的组成：壳聚糖38g、银粉30g、Wet-2500.5g、Dispers-6551.5g。

应用油墨组合物形成导电层的方法：

(1)将油墨组合物与溶剂的混合：在30g水中加入壳聚糖，浸泡两个小时后用分散机在1000r/min的速度下搅拌30min；加入Wet-250，用分散机在1000r/min的速度下搅拌10min；加入纳米银粉和Dispers-655，分散机在200r/min的速度下搅拌20min，得到油墨组合物；

(2).清洗绝缘性基材表面，在清洗后的绝缘性基材表面喷洒处理剂(KH550和酒精体积比为1:100混合物)；

(3).采用前述丝网印刷版将油墨混合物涂覆在绝缘性基材表面，形成油墨层；

(4).油墨层表干后，对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心(转速12000r/min，时间20min)，使油墨层中导电材料沉积；

(5).70℃温度条件下，固化绝缘性基材表面的油墨层15min，形成固化层；

(6).将形成有固化层的绝缘性基材室温下浸渍到水中15min，去除固化层中部分连接料固化物，形成导电层；

(7).对形成有导电层的绝缘性基材进行旋转离心(转速1000r/min，时间45min)，甩干脱水后烘干(70℃，30min)处理形成有导电层的绝缘性基材；

(8).在导电层的表面印刷保护油墨，并烘干保护油墨。

实施例2

油墨组合物的组成：果糖15g、银粉16g、Wet-2601g、Dispers-6703g。

应用油墨组合物形成导电层的方法：参照实施例1，其中不同的是：

(1)将油墨组合物与溶剂的混合：在65g水中加入壳聚糖，浸泡一个小时后用分散机在1000r/min的速度下搅拌60min；加入Wet-260，用分散机在1000r/min的速度下搅拌30min；加入纳米银粉和Dispers-670，分散机在200r/min的速度下搅拌40min，得到导电油墨；

(4).油墨层半干时，对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心(转速18000r/min，时间15min)，使油墨层中导电材料沉积；

(5).60℃温度条件下，固化绝缘性基材表面的油墨层30min，形成固化层；

(6).将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到20℃的水中30min，去除固化层中部分连接料固化物，形成导电层。

实施例3

油墨组合物的组成：聚乙烯醇25g、银粉20g、Wet-2700.1g、DISPERBYK-1631.8g。

应用油墨组合物形成导电层的方法：参照实施例1，其中不同的是：

(1).将油墨组合物与53.1g水的混合；

(4).油墨层半干时，对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心(转速23000r/min，时间10min)，使油墨层中导电材料沉积；

(5).100℃温度条件下，固化绝缘性基材表面的油墨层5min，形成固化层；

(6).将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到90℃的水中5min，去除固化层中部分连接料固化物，形成导电层。

实施例4

油墨组合物的组成：同实施例1。

应用油墨组合物形成导电层的方法：参照实施例1，其中不同的是：

(5).100℃温度条件下，固化绝缘性基材表面的油墨层120min，形成固化层。

实施例5

油墨组合物的组成：同实施例1。

应用油墨组合物形成导电层的方法：参照实施例1，其中不同的是：

(6).将形成有固化层的绝缘性基材浸渍到0℃的水中60min，形成导电层。

实施例6

油墨组合物的组成：壳聚糖20g、银粉40g、Wet-2500.5g、Dispers-6551.5g。

应用油墨组合物的形成导电层的方法：参照实施例1，其中不同的是：

(1).将油墨组合物与38g水的混合。

实施例7

油墨组合物的组成：壳聚糖25g、银粉22g。

应用油墨组合物的形成导电层的方法：参照实施例1，其中不同的是：

(1).将油墨组合物与55g水的混合。

对比例1

油墨组合物的组成：丙烯酸树脂38g、银粉30g、Wet-2500.5g、Dispers-6551.5g。

应用油墨组合物形成导电层的方法：

(1)将油墨组合物与溶剂的混合：在30g水中加入壳聚糖，浸泡两个小时后用分散机在1000r/min的速度下搅拌30min；加入Wet-250，用分散机在1000r/min的速度下搅拌10min；加入纳米银粉和Dispers-655，分散机在200r/min的速度下搅拌20min，得到油墨组合物；

(2).清洗绝缘性基材表面，在清洗后的绝缘性基材表面喷洒处理剂(KH550和酒精体积比为1:100的混合物)；

(3).采用前述丝网印刷版将油墨混合物涂覆在绝缘性基材表面，形成油墨层。

(4).70℃温度条件下，固化绝缘性基材表面的油墨层15min，形成固化层，即得导电层。

四、测试

将如上实施例1至7以及对比例1所制备的导电层进行测试。

4.1测试方法：

油墨层状态(表干、半干、全干)的测量方法：表干：在漆膜表面上轻轻放一个脱脂棉球，用嘴距棉球10-15厘米，沿水平方向轻吹棉球，如能吹走，膜面不留有棉丝；半干：手机触摸漆膜表面，并施加压力，漆膜表面无指纹；全干：用刀片在样板上切刮漆膜或腻子膜，并观察其底层及膜内均无粘着现象。

固化层和导电层的厚度测量方法：截面法，采用钻石刀将底材连同膜厚截断，然后将断面置于显微镜检查及测量膜厚。

导电层密实度的测量方法：先测试导电层孔隙率，然后根据“密实度+孔隙率＝1，换算成密实度。孔隙率采用孔隙率测试仪(购自贝士德仪器科技(北京)有限公司)。

导电方阻的测量方法：采用方阻测试仪(四探针测试仪器：购自广州市昆德科技有限公司KDY-1型四探针电阻率/方阻测试仪)，测试仪器中探针采用碳钨探针，四根探针头部的间距相等，四根探针由四根引线联接到方阻测试仪上。测试条件为：温度：23℃；相对湿度：65％无较强的电场干扰，电源隔离滤波，无强光直接照射。

4.2测试结果。

测试结果：如表2所示，其中：

“油墨层的厚度”是指通过印刷油墨混合物所形成膜的厚度，其厚度取决于所使用的丝网印刷版，上述实施例和对比为例均采用的是300目，厚度为30μm的丝网印刷版，因此油墨层的厚度相同，均为30μm。

“固化层的厚度”是指油墨层经固化失水后所形成的膜(固化层)的厚度。

“导电层的厚度”是指将固化层浸渍到水中，使固化层中部分或全部的连接料固化物溶出去除后所形成的膜(导电层)的厚度。

表2.

由表2中数据可知：与对比例1相比，本发明实施例1至7所形成的导电层均能够去除30％以上连接料固化物，这就使得导电层的厚度更低，导电方阻更低。由此可见，本发明通过在油墨组合物中加入溶于溶剂的连接料，在增加油墨组合物的粘度的基础上，因该连接料固化物同样溶于溶剂，在形成导电层过程中，通过溶剂浸渍处理油墨组合物的固化层，可去除其中所含有的全部或部分连接料固化物，降低了连接料固化物对所形成的导电层的导电性能的影响，降低了导电层的厚度进而使得由其所制备的导电层更适应于电子装置的减薄趋势。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (24)

1.一种应用油墨组合物形成导电层的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将油墨组合物中的各组分与溶剂混合，形成油墨混合物；

在绝缘性基材表面涂覆处理剂，形成处理剂层；

将所述油墨混合物涂覆在所述处理剂层上，形成油墨层；

所述油墨层表干后，对形成有所述油墨层的绝缘性基材进行旋转离心，使所述油墨层中的导电材料沉积；

固化处理所述绝缘性基材表面的油墨层，形成固化层；

将形成有所述固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂中，去除所述固化层中部分或全部的连接料固化物，形成所述导电层；

取出形成有所述导电层的绝缘性基材，脱除溶剂；

所述油墨组合物含有至少一种导电材料、以及至少一种连接料，所述连接料在固化前和固化后均能够溶于溶剂中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述油墨组合物按重量份计含有：16-30份的所述导电材料和15-40份的所述连接料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述连接料在固化前和固化后均能够溶于水中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述连接料为壳聚糖、聚乙烯醇和果糖中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述导电材料为在离心力作用下能沉积形成沉淀的导电性物质。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述导电材料为金属材料、复合导电材料和碳中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述导电材料为石墨材料。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述金属材料为金、钯、铂、银、铜、镍、镁、铝、锰、钴、锌、铁、钛、钨、锡和钼中的任意一种或多种。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述金属材料的形态为金属颗粒和/或金属纤维。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述金属材料的形态为金属粉末和/或金属片。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述金属颗粒的粒径为1-1000nm，所述金属纤维的长度为5-2000nm，直径1-1000nm，所述金属纤维的长径比为2-2000:1。

12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述复合导电材料为复合导电颗粒或复合导电纤维。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述复合导电材料为具有核壳结构的双金属粉末、双金属片、双金属纤维、镀金属玻璃球、镀金属玻璃纤维、镀金属陶瓷粉末、镀金属陶瓷纤维、镀金属碳纤维、镀金属导电炭黑、镀金属石墨微纳米结构、镀金属的氧化物粉末和镀金属的氧化物纤维中的至少一种；

所述碳为碳微纳米颗粒或碳微纳米纤维，所述碳微纳米颗粒的粒径为1-10000nm。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述碳为纳米石墨球、纳米石墨片、碳纤维、碳纳米管和导电炭黑中的至少一种。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述碳为石墨烯。

16.根据权利要求7所述的方法，其中，所述石墨材料为石墨微纳米颗粒或石墨微纳米纤维，所述石墨微纳米颗粒的粒径为1-10000nm。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述石墨材料为纳米石墨球和/或纳米石墨片中的至少一种。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述石墨材料为石墨烯。

19.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述油墨组合物按重量份计还含有0.1-10份的助剂，所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和粘度调节剂中的至少一种。

20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对形成有油墨层的绝缘性基材进行旋转离心的步骤，旋转离心的转速为10000-25000r/min，时间为10-20min。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述固化层的步骤中，在50℃-100℃温度条件下，固化所述油墨层5-30min。

22.根据权利要求1所述的方法，其中，将形成有所述固化层的绝缘性基材浸渍到溶剂中的步骤，浸渍温度为0℃-90℃，浸渍时间为5-30min。

23.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述脱除溶剂的步骤中，对形成有所述导电层的绝缘性基材进行旋转离心甩干，甩干后烘干处理所述形成有所述导电层的绝缘性基材。

24.根据权利要求1所述的方法，其中，

在形成所述处理剂层的步骤前还包括：清洗所述绝缘性基材表面的步骤；

在所述脱除溶剂的步骤后还包括：在所述导电层的表面印刷保护油墨，并烘干所述保护油墨的步骤。