CN105810294B - 一种水性导电银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性导电银浆及其制备方法，其各原料按质量百分比的构成为：银粉40～60份、银纳米线10～20份、石墨烯粉体2～5份、水性聚氨酯树脂5～7份、水性环氧树脂2～4份、水性丙烯酸树脂10～20份、分散剂0.1～2份、固化剂己二胺0.1～2份。本发明的导电银浆通过银粉、银纳米线、石墨烯粉体的真空搅拌混合，达到提高导电性能的作用。

Description

一种水性导电银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电银浆技术领域，具体涉及一种水性导电银浆及其制备方法。

背景技术

导电银浆是一种常用的工业原料，在新兴的光电材料方面具有良好的用途，比如导电导热粘接石英晶体、红外热释电探测器、压电陶瓷、电位器、闪光灯管以及屏蔽、电路修补等。导电银浆也可在无线电仪器仪表工业中用作导电粘接，或代替锡膏实现导电粘接。

导电银浆一般由银粉、玻璃粉和有机组分组成。一方面由于银粉易于团聚，另一方面由于玻璃粉的存在，使得导电银浆的导电性很差。导电银浆中银粉的分散均匀性对导电银浆的导电性有很大的影响。

专利CN102262914A公开了一种太阳能电池导电银浆，其通过提高分散性的方式来提高导电银浆的电导率。专利CN102360586A公开了一种触摸屏用低阻值导电银浆，其使用了60～72％片状银粉，大量片状银粉的使用，使层间空隙率较大，容易导致层间面电阻的增大，反而不利于电导率的提高。专利CN101246760A公开的导电浆料中采用了片状与球状复合银粉，但该复合银粉的平均粒径小于4μm，使得导电浆料仍然存在因银粉团聚而导致分散性较差的缺陷，从而降低了导电性。专利CN 104464887A公开了一种纳米银线导电银浆，其原料由8-32wt％导电银线、25-40wt％的树脂、20-30wt％有机溶剂、1-10wt％玻璃粉以及1-10wt％添加剂组成，该导电银浆由于仅仅采用了纳米银线，没有采用良好的复合导电材料，不利于导电性能的提高，同时玻璃粉的大量掺杂也降低了导电性能。

此外，导电银浆中常用的溶剂型有机溶剂为环氧树脂、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺树脂，这些溶剂不易溶于水，为疏水性材料，不具有良好的环保性能。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术的不足之处，提供一种低成本、高电导率的环境友好型水性导电银浆的制备方法。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明的水性导电银浆，其特点在于各原料按重量份的构成为：

银粉40～60份、银纳米线10～20份、石墨烯粉体2～5份、水性聚氨酯树脂5～7份、水性环氧树脂2～4份、水性丙烯酸树脂10～20份、分散剂0.1～2份、固化剂己二胺0.1～2份。

优选的，所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

优选的，所述银粉是由片状银粉和球状银粉按质量比1：20～40构成的混合物，其中片状银粉的粒径为80～200nm、球状银粉粒径为0.2～4μm。

优选的，所述银纳米线的直径为40～200nm，长度为10～500μm。

上述水性导电银浆的制备方法，包括如下步骤：

a、按配比将石墨烯粉体、水性聚氨酯树脂及分散剂在高速剪切机中混合均匀，获得混合液A；

b、将银纳米线和水性环氧树脂加入混合液A中，在真空搅拌机中进行真空脱泡和混合，获得混合液B；

将银粉和水性丙烯酸树脂加入混合液B中，在真空搅拌机中搅拌均匀，获得混合液C；

c、在混合液C中加入固化剂己二胺，在真空搅拌机中搅拌均匀，然后经250目网布过滤,即得水性导电银浆。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明的水性导电银浆，采用水溶性树脂替换现用的非水溶性树脂，具有环境友好型的特点，且所得产品电导率高；

2、本发明的水性导电银浆采用新型一维导电材料与常用导电填料进行复配，在不改变导电银浆的各项性能的同时，有效的降低了填料中贵重金属银的含量，降低生产成本。

具体实施方式

下面将给出实施例对本发明的技术方案做清晰的阐述说明。

下述实施例中所用原料的型号及厂家如下：

水性聚氨酯树脂：吉田化工，牌号F0328，

水性环氧树脂：吉田化工，牌号E0430，

水性丙烯酸树脂：广州奥雅特复合材料有限公司，牌号802C；

1,6-己二胺购自阿拉丁。

实施例1

本实施例按如下步骤制备水性导电银浆：

a、将2g石墨烯粉体、5g水性聚氨酯树脂及0.1g羟丙基甲基纤维素在高速剪切机中混合均匀，获得混合液A；

b、将10g银纳米线(直径100nm，长50～100μm)和2g水性环氧树脂加入混合液A中，在真空搅拌机中进行真空脱泡和混合，获得混合液B；

将60g银粉和10g水性丙烯酸树脂加入混合液B中，在真空搅拌机中搅拌均匀，获得混合液C；其中银粉是由片状银粉和球状银粉按质量比1：20构成的混合物(即片状银粉为2.85g，球状银粉为57.15g)，其中片状银粉粒径的D50为150nm、球状银粉粒径的D50为2μm。

c、在混合液C中加入固化剂己二胺0.1g，在真空搅拌机中搅拌均匀，然后经250目网布过滤,即得水性导电银浆。

按表1对实施例1中的各原料用量进行调整，并按相同的方式进行其他实施例水性导电银浆的制备。(其中实施例1～5所用分散剂为羟丙基甲基纤维素，实施例6～7所用分散剂为羧甲基纤维素钠)

表1：不同组分导电银浆

将上述实施例所制备的导电银浆进行性能测试：电性能测试(采用方阻仪测试电阻)，附着力测试(采用3M600胶带垂直拉，连续两次拉无脱落)，硬度测试，耐老化测试(设置温度为65℃，湿度为90％RH，保持时间为96h)。测试结果如表2所示。

表2：各实施例的测试结果

项目检测	附着力	导电率	硬度(H)	耐老化
					实施例1	无脱落	＜23mΩ/口25.4μm	＞2H	良好
实施例2	无脱落	＜51mΩ/口25.4μm	＞2H	良好
					实施例3	无脱落	＜70mΩ/口25.4μm	＞2H	良好
实施例4	无脱落	＜83mΩ/口25.4μm	＞2H	良好
					实施例5	无脱落	＜28mΩ/口25.4μm	＞2H	良好
实施例6	脱落	＜43mΩ/口25.4μm	＞2H	良好
					实施例7	脱落	＜46mΩ/口25.4μm	＞2H	良好

通过对比上述实施例可知，采用复合配比综合填料效果最佳，当没有银纳米线或是银纳米线含量过高时，其电导率均不佳，在进行单掺杂对比实验中发现，对于电导率的影响为球状银粉＞片状银粉＞银纳米线≥石墨烯粉体。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种水性导电银浆，其特征在于各原料按重量份的构成为：

银粉40～60份、银纳米线10～20份、石墨烯粉体2～5份、水性聚氨酯树脂5～7份、水性环氧树脂2～4份、水性丙烯酸树脂10～20份、分散剂0.1～2份、固化剂己二胺0.1～2份；

所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或多种；

所述银粉是由片状银粉和球状银粉按质量比1：20～40构成的混合物，其中片状银粉的粒径为80～200nm、球状银粉粒径为0.2～4μm。

2.根据权利要求1所述的水性导电银浆，其特征在于：所述银纳米线的直径为40～200nm，长度为10～500μm。

3.一种权利要求1～2中任意一项所述水性导电银浆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

a、按配比将石墨烯粉体、水性聚氨酯树脂及分散剂在高速剪切机中混合均匀，获得混合液A；

b、将银纳米线和水性环氧树脂加入混合液A中，在真空搅拌机中进行真空脱泡和混合，获得混合液B；

将银粉和水性丙烯酸树脂加入混合液B中，在真空搅拌机中搅拌均匀，获得混合液C；

c、在混合液C中加入固化剂己二胺，在真空搅拌机中搅拌均匀，然后经250目网布过滤，即得水性导电银浆。