CN106519805A

CN106519805A - 一种用于丝网印刷的水性彩色导电油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN106519805A
Application number: CN201611071834.7A
Authority: CN
Inventors: 张琴; 苏结平; 黎永铭; 吴敏; 王乐丰
Original assignee: HUIGU CHEMCIAL CO Ltd GUANGZHOU
Current assignee: HUIGU CHEMCIAL CO Ltd GUANGZHOU
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2017-03-22

Abstract

本发明属于油墨技术领域，公开了一种用于丝网印刷的水性彩色导电油墨及其制备方法，尤其在触摸屏用手套中的应用。本发明的水性彩色导电油墨包含以下质量百分数的组分：粘合剂40～60％；导电剂5～10％；着色剂0～10％；稀释剂10～30％；其他助剂10～25％；上述组分的总量为100％；所述粘合剂为水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯中的至少一种。本发明的水性彩色导电油墨特别适用于触摸屏用手套中。本发明通过控制导电颜料的粒径，并选用特定性能与导电剂具有良好相容性的粘合剂实现其增量及优异分散，将其用于丝印技术可完全实现导电产品图案色彩化，且实现在多彩条件下触摸灵敏的功能。其制备方法简单、快速、稳定。

Description

一种用于丝网印刷的水性彩色导电油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于油墨技术领域，特别涉及一种用于丝网印刷的水性彩色导电油墨及其制备方法，尤其在触摸屏用手套中的应用。

背景技术

环保型油墨是指水性体系或者100％固含体系的油墨。由于环保型油墨是用水来代替传统溶剂型油墨中有机溶剂或者是100％固含量，因此不含有挥发性的有机溶剂(VOC)，在施工过程中无有害溶剂的挥发，对环境无污染、施工环境健康，同时还消除了工作场所易燃易爆的隐患，保证了储存使用过程中的安全性。环保型油墨符合日益严格的环保法规，在全球范围内也越来越受相关应用行业的青睐，扩展迅速，从油性体系转向环保型体系成为行业的趋势。

随着电子行业的快速发展，电子产品在生活中随处可见，具有导电功能的油墨在电子领域逐渐得到广泛的应用。如现在超级电容器中用以制作导电铝箔的导电油墨，其要求表面电阻小、循环使用后电阻不变大；一些电器设备中的法兰垫片，需要满足ISGOTT规定的防静电绝缘法兰的特殊电阻值的要求，即25KΩ至2500KΩ，其体系多是一些导电物质加入到硅橡胶中，且制得的产品需满足机械性能，如耐压、耐磨、耐戳、防脆、防老化等；

一些触摸电子设备如平板电脑、触摸屏手机等在带有普通手套时是无法使用的，导电油墨用在手套上得到一款导电手套，可以在戴有手套的情况下自由灵活的使用，且图案可以自由设计，色彩丰富美观。

目前相关文献涉及到的导电油墨都存在一些问题。专利CN102442230A报道了一种水性炭系导电油墨，其产品色彩单一，不利于市场化；CN10135480A报道了一种将纯银加入到体系中得到的导电体系，其成本昂贵，不利于市场推广，CN201698909U报道一种可以导电的触摸屏手套，但是其确实通过导电纱的形式实现相关功能，CN201767105U虽然也是功能涂层方式显示相关功能，但是其色彩图案单一、不美观、不利于实现工业化。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于丝网印刷的水性彩色导电油墨。

本发明另一目的在于提供一种上述水性彩色导电油墨的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述水性彩色导电油墨在触摸屏用手套中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种水性彩色导电油墨，包含以下质量百分数的组分：

上述组分的总量为100％。

本发明所述的水性彩色导电油墨中的粘合剂可以为水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯中的至少一种。

优选的，所述的水性彩色导电油墨的粘合剂为固含量30～60％的水性聚丙烯酸酯乳液或水性聚氨酯乳液。

更优选的，所述的水性聚氨酯为拜耳Impranil LP RSC 1554，Impranil LP RSC1537，广州誉衡环保材料有限公司的PU-2880，PU-2840等；所述的水性聚丙烯酸酯为广州慧谷化学有限公司的HS429，泰州美邦新材料的YH-4101，YH-4106等。

本发明所述的导电剂可以为导电炭黑、导电钛白、碳纳米管、碳纤维等。

优选的，所述的导电剂为导电炭黑和导电钛白中的至少一种。更优选所述的导电剂的二次聚集粒径在500nm以下。

更优选的，所述的导电炭黑为特密高公司的 TIMICAL SUPER C45，和TIMICAL SUPER C65，卡博特VXC-72，VXC-72R，Evonik Degussa的Printex XE2-b，HIBLACK40B1，HIBLACK 40B2，HIBLACK 420B中的至少一种。

更优选的，所述的导电钛白为日本石原的ET-550、ET-521W、FT-1000、FT-3000、SN-100P、FS-10P和FTL中的至少一种。

本发明所述的着色剂为白色颜料或其它颜色颜料；所述的白色颜料优选为金红石型钛白粉；所述的其它颜色颜料可包括红色、黄色、绿色、紫色、橙色等颜料。

优选的，所述着色剂的二次聚集粒径小于导电剂的粒径，更优选为小于100μm。

本发明所用的着色剂的二次聚集粒径小于导电剂的粒径，有利于避免造成导电剂形成“链锁”的阻断，从而保证了导电率。

本发明所述的稀释剂为本领域常规使用的稀释剂即可，如可为水、乙二醇、丙三醇等。

本发明所述的其他助剂可为防粘剂、分散剂、增稠剂、消泡剂等。

优选的，所述的防粘剂可为有机类和无机类中的至少一种；

更优选地，所述的有机类防粘剂为白电油；所述的无机类防粘剂为消光粉和蜡乳液类。

优选的，所述的分散剂可为聚醚多元醇、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐和长链型脂肪酸衍生物中的至少一种。

优选的，所述的增稠剂可为有机增稠剂，更优选为碱溶胀增稠剂和聚氨酯增稠剂中的至少一种。更优选为缔合型丙烯酸增稠剂。

优选的，所述的消泡剂可为有机硅类消泡剂，矿物油类消泡剂等。

本发明还提供了一种上述水性彩色导电油墨的制备方法，其包括以下操作步骤：通过将各组分按比例混合，搅拌均匀，研磨、分散，得到水性彩色导电油墨。

优选先取部分粘合剂和导电剂混合，搅拌均匀，再与其他试剂混合均匀。本发明先采用部分粘合剂与导电剂混合有利于导电剂在体系中的分散。

本发明所述的研磨优选通过三辊研磨机进行研磨。所述研磨优选研磨至细度为50～100μm。

本发明水性彩色导电油墨的粘度为50,000～300,000cst，特别适用于丝网印刷中，印刷所得图案清晰、不产生花边毛边。

本发明还提供了一种上述水性彩色导电油墨在触摸屏用手套中的应用。

本发明的机理为：

本发明通过选用粘合剂作为承接载体，加入导电剂从而使导电剂充分分散于体系中形成导电“通路”，其次通过加入着色剂，在不破坏导电“通路”的前提下，实现了彩色化。本领域技术人员均知，当油墨中导电物质达到一定数量形成“通路”后，其导电性趋于恒定，且当引入非导电物质颜料时，由于颜料粒子的二次聚集很容易导致断路。而本发明通过控制导电颜料的粒径，并选用特定性能的与导电剂具有良好相容性的粘合剂实现导电剂的增量及优异的分散，从而保证稳定及储存，其次，通过分步加入树脂保持体系粘度确保导电剂的稳定分散，得到性能稳定优异的产品。本发明的油墨用于丝印技术可完全实现导电产品图案色彩化，其制备方法简单、快速、稳定。

将本发明导电油墨应用于触摸屏用手套中，可实现灵敏的指触使用触摸屏设备(电容屏)；即通过导电的原理本发明实现了在多彩条件下触摸灵敏的功能。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明制备得到的水性彩色导电油墨触摸灵敏度高，且可现实彩色化；

(2)相比其他金属系油墨，具有成本底，工艺简单，性能稳定等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

下列实施例中使用的试剂均可从市场购买得到。

实施例1：

一种水性白色导电油墨，各组分的质量百分数如下：

其制备方法如下所示：

(1)将5wt％丙烯酸树脂乳液、10wt％的水性聚氨酯和导电钛白、金红石型钛白混合(粒径为250nm)，分散剂搅拌均匀得混合物A，待用。

(2)将剩下的15wt％丙烯酸树脂乳液、10wt％水性聚氨酯混以及稀释剂混合，搅拌均匀得混合物B，待用。

(3)将混合物A、混合物B和消泡剂、防粘剂、增稠剂混合并搅拌，然后倒入三辊碾磨机中碾磨细度为50～100μm，即得水性白色导电油墨，性能见表1。

实施例2

一种水性黑色导电油墨，各组分的质量百分数如下：

其制备方法如下：

(1)将15wt％丙烯酸树脂乳液、15wt％水性聚氨酯体，导电炭黑，稀释剂及分散剂，搅拌均匀得混合物A，待用。

(2)将剩下的10wt％丙烯酸树脂乳液、10wt％水性聚氨酯和防粘剂混合，搅拌均匀得混合物B，待用。

(3)将混合物A、混合物B、消泡剂和增稠剂混合搅拌，增稠至粘度为50,000-100,000cps，然后倒入三辊碾磨机中碾磨至50～100μm，即为水性黑色导电油墨，性能见表1。

实施例3

一种水性红彩色导电油墨，各组分的质量百分数如下：

其制备方法如下：

(1)将30wt％丙烯酸树脂乳液、10wt％水性聚氨酯，FT-3000，水，乙二醇以及分散剂，搅拌均匀得混合物A，待用。

(2)将剩下的10wt％丙烯酸树脂乳液、10wt％水性聚氨酯和红色颜料(粒径为250nm)，搅拌均匀得混合物B，待用。

(3)将混合物A、混合物B、消泡剂和增稠剂混合搅拌，增稠至粘度为50,000-100,000cps，然后倒入三辊碾磨机中碾磨至50～100μm，即为水性红色导电油墨，性能见表1。

表1实施例1～3所得水性导电油墨的性能

实施例	粘度/μm	细度/目	表面电阻/Ω·cm	颜色
					1	60	65,000	6.5×10⁴	白色
2	75	85,000	12.5×10⁴	黑色
					3	85	90,000	4.4×10⁴	红色

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水性彩色导电油墨，其特征在于包含以下质量百分数的组分：

上述组分的总量为100％；

所述粘合剂为水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的水性彩色导电油墨，其特征在于：所述粘合剂为固含量30～60％的水性聚丙烯酸酯乳液或水性聚氨酯乳液。

3.根据权利要求1所述的水性彩色导电油墨，其特征在于：所述的水性聚氨酯为拜耳Impranil LP RSC 1554，Impranil LP RSC 1537，广州誉衡环保材料有限公司的PU-2880或PU-2840；所述的水性聚丙烯酸酯为广州慧谷化学有限公司的HS429，泰州美邦新材料的YH-4101或YH-4106。

4.根据权利要求1所述的水性彩色导电油墨，其特征在于：所述的导电剂为导电炭黑、导电钛白、碳纳米管和碳纤维中的至少一种；所述的着色剂为白色颜料或其它颜色颜料；所述的稀释剂为水、乙二醇或丙三醇；所述的其他助剂为防粘剂、分散剂、增稠剂和消泡剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的水性彩色导电油墨，其特征在于：所述的导电炭黑为特密高公司的 TIMICAL SUPER C45，和TIMICAL SUPER C65，卡博特VXC-72，VXC-72R，Evonik Degussa的Printex XE2-b，HIBLACK 40B1，HIBLACK 40B2，HIBLACK 420B中的至少一种；

所述的导电钛白为日本石原的ET-550、ET-521W、FT-1000、FT-3000、SN-100P、FS-10P和FTL中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的水性彩色导电油墨，其特征在于：所述的白色颜料为金红石型钛白粉；

所述的其它颜色颜料包括红色、黄色、绿色、紫色或橙色颜料；

所述的防粘剂为有机类和无机类中的至少一种；

所述的分散剂为聚醚多元醇、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐和长链型脂肪酸衍生物中的至少一种；

所述的增稠剂为碱溶胀增稠剂和聚氨酯增稠剂中的至少一种；

所述的消泡剂为有机硅类消泡剂或矿物油类消泡剂。

7.根据权利要求1所述的水性彩色导电油墨，其特征在于：所述的导电剂的二次聚集粒径小于500nm；所述着色剂的二次聚集粒径小于100μm。

8.一种权利要求1～7任一项所述的水性彩色导电油墨的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：通过将各组分按比例混合，搅拌均匀，研磨、分散，得到水性彩色导电油墨。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述研磨指研磨至细度为50～100μm。

10.权利要求1～7任一项所述的水性彩色导电油墨在触摸屏用手套中的应用。