CN106601334A - 一种触摸屏用电子浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸屏的电子浆料，所述触摸屏的电子浆料包括铜粉15‑25份，修饰改性的石墨烯3‑10份，有机溶剂45‑70份，树脂30‑50份，偶联剂3‑5份，助剂3‑6份；本发明还公开了该触摸屏的电子浆料的制备方法。本发明利用石墨烯部分替代常规导电填料，减少导电填料含量对增加涂膜强度，并显著提高电子浆料的导电性；采用修饰改性的石墨烯，防止石墨烯在体系中团聚，进一步提高导电性能。本发明的电子浆料具有成本低，导电性能好，硬度性能优异及制备工艺简单等特点。

Description

一种触摸屏用电子浆料及其制备方法
【技术领域】
本发明触摸屏技术领域，具体涉及一种触摸屏用电子浆料及其制备方法。
【背景技术】
电子浆料是指由导电填料与有机溶剂以及偶联剂、表面活性剂，触变剂等助剂所形成的导电复合材料。该类材料是用于制备敏感元器件、电阻网络、混合集成电路、表面组装技术、显示器，以及各类电子分立元件的基础材料。
导电填料作为导电复合材料的重要组成部分，其性能、形貌及粒度分布也都直接影响着导电复合材料的导电性及其稳定性。常用的导电填料包括：金属系填料，如银粉、镍粉和铜粉等；炭系填料，如石墨、炭黑、碳纤维以及碳纳米管等；金属氧化物系填料，如氧化锡、氧化锌等；以及复合填料等。
石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的,其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,其理论厚度仅为0.35nm,是目前所发现的最薄的二维材料。石墨烯是构成其它石墨材料的基本单元,可以翘曲变成零维的富勒烯,卷曲形成一维的CNTs或者堆垛成三维的石墨，这种特殊结构蕴含了优异的物理化学性能。
CN103559940 A提供了一种铜系电子浆料，包括如下组分，铜粉35-55份，低熔点玻璃5-15份，还原剂10-20份，醇25-45份，有机载体1-3份。其铜粉添加量较高，影响涂膜强度且导电性能一般。CN 104123976B提供了一种手机触摸屏用电子浆料及其制备方法，包括如下重量份数的组分:粒径为4-5μm片状银粉22-25份、纳米氮化钛-氧化铝复合粉32-38份、有机溶剂33-55份、聚氨酯树脂39-58份、添加剂3-6份。代用银粉及纳米粉体作为导电填料成本较高。
【发明内容】
为了克服现有技术的技术缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种触摸屏用电子浆料，有效降低铜粉添加含量高时影响涂膜强度，并通过添加石墨烯大大增强浆料的导电性能。
本发明提供的一触摸屏用电子浆料，包括如下组分，按重量份计：
铜粉15-25份，修饰改性的石墨烯3-10份，有机溶剂45-70份，树脂30-50份，偶联剂3-5份，助剂3-6份。
进一步，所述铜粉为10-20μm铜粉。
进一步，所述修饰改性的石墨烯的层数为1-20层，石墨烯的片层尺寸为500nm-30μm，所述修饰改性的石墨烯是液相芘衍生物在超临界二氧化碳辅助条件下剥离石墨制备得到的石墨烯。
进一步，所述有机溶剂为无水乙醇，异丙醇，N,N-二甲基甲酰胺、乙酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或几种。
进一步，所述树脂为环氧树脂，聚氨酯，丙烯酸树脂中的一种或几种。
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步，所述助剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，吐温85中的一种或几种。
本发明提供触摸屏用电子浆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A.将修饰改性的石墨烯的石墨烯3-10份，铜粉15-25份加入有机溶剂中，超声震荡20-40分钟，得到导电填料浆料；
B.将30-50份树脂加入导电填料浆料中，超声波分散10-20分钟，加入偶联剂及助剂采用浆叶搅拌机搅拌均匀，即得到触摸屏用电子浆料。
进一步，所述步骤A中，超声震荡时将溶剂加热至60-70℃。
进一步，所述步骤B所得触摸屏电子浆料需经过300目的筛网过滤。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
本发明加入预处理石墨烯，具有更高的电导率，且与铜粉进行配制复合浆料，有效降低成本；石墨烯的加入显著提高电子浆料涂层的强度，石墨烯同时具有较好的导热性，便于手机元器件的散热；此外，本发明采用预处理的石墨烯，经过修饰改性的石墨烯增强石墨烯在溶剂中的分散性，通过修饰改性后的石墨烯之间形成强的π-π相互作用,可以有效地对石墨烯表面进行修饰；本发明制备的电子浆料具有成本低，导电性能好，硬度性能优异及制备工艺简单等特点。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的阐述和说明。
实施例1：
实施例1提供的一种触摸屏用电子浆料的制备，包括如下步骤：
(1)将3份经芘衍生物进行修饰改性的石墨烯，25份铜粉份加入45份无水乙醇中，在60℃超声震荡40分钟，得到导电填料浆料；
(2)将50份环氧树脂加入导电填料浆料中，超声波分散20分钟，加入4份硅烷偶联剂及3份十二烷基磺酸钠采用浆叶搅拌机搅拌均匀，经过300目的筛网过滤即得到触摸屏用电子浆料。
实施例2：
实施例2提供的一种触摸屏用电子浆料的制备，包括如下步骤：
(1)将5份经芘衍生物进行修饰改性的石墨烯，20份铜粉份加入60份甲基丙烯酸甲酯中，在70℃超声震荡30分钟，得到导电填料浆料；
(2)将40份环氧树脂加入导电填料浆料中，超声波分散20分钟，加入5份硅烷偶联剂及2份聚乙烯吡咯烷酮和2份羧甲基纤维素钠，采用浆叶搅拌机搅拌均匀，经过300目的筛网过滤即得到触摸屏用电子浆料。
实施例3：
实施例3提供的一种触摸屏用电子浆料的制备，包括如下步骤：
(1)将10份经芘衍生物进行修饰改性的石墨烯，15份铜粉份加入50份无水乙醇中，在70℃超声震荡20分钟，得到导电填料浆料；
(2)将30份聚氨酯加入导电填料浆料中，超声波分散10分钟，加入3份硅烷偶联剂及6份吐温85，采用浆叶搅拌机搅拌均匀，经过300目的筛网过滤即得到触摸屏用电子浆料。
实施例4：
实施例4提供的一种触摸屏用电子浆料的制备，包括如下步骤：
(1)将8份修饰改性的石墨烯，22份铜粉份加入65份无水乙醇中，在65℃超声震荡25分钟，得到导电填料浆料；
(2)将45份丙烯酸树脂加入导电填料浆料中，超声波分散15分钟，加入3份硅烷偶联剂及5份十六烷基溴化铵，采用浆叶搅拌机搅拌均匀，经过300目的筛网过滤即得到触摸屏用电子浆料。
实施例5：
实施例5提供的一种触摸屏用电子浆料的制备，包括如下步骤：
(1)将10份经芘衍生物进行修饰改性的石墨烯，25份铜粉加入70份异丙醇中，在70℃超声震荡40分钟，得到导电填料浆料；
(2)将50份聚氨酯加入导电填料浆料中，超声波分散15分钟，加入5份硅烷偶联剂及2份聚乙烯醇和3份十二烷基苯磺酸钠，采用浆叶搅拌机搅拌均匀，经过300目的筛网过滤即得到触摸屏用电子浆料。
对比例1：
对比例1提供的一种触摸屏用电子浆料的制备，包括如下步骤：
(1)将55份铜粉加入70份无水乙醇中，在70℃超声震荡40分钟，得到导电填料浆料；
(2)将50份聚氨酯加入导电填料浆料中，超声波分散15分钟，加入5份硅烷偶联剂，采用浆叶搅拌机搅拌均匀，经过300目的筛网过滤即得到触摸屏用电子浆料。
分别对实施例1-5及对比例1制备的电子浆料进行导电性、ABS板上附着力、粘度、细度及硬度的测试，结果如表1所示。
其中导电性采用电导率表征，附着力的测定按GB/T9286-88(色漆盒清漆漆膜的划格实验)，粘度采用布式旋转粘度计(64#转子，1rpm，25℃)，铅笔硬度的等级按GB/T6739-86(涂膜硬度铅笔测定法)，细度采用刮板细度计测定。
通过实验证明，本发明铜粉，经芘衍生物进行修饰改性的石墨烯经与铜粉共混得到导电填料，与有机溶剂，树脂，偶联剂及助剂制备的电子浆料，具有更高的电导率，该电子浆料的成本低，导电性能好，硬度性能优异及制备工艺简单等特点。
上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种触摸屏用电子浆料，其特征在于，包括如下组分，按重量份计：
铜粉15-25份，修饰改性的石墨烯3-10份，有机溶剂45-70份，树脂30-50份，偶联剂3-5份，助剂3-6份。
2.根据权利要求1所述触摸屏用电子浆料，其特征在于：所述铜粉的粒径为10-20μm铜粉。
3.根据权利要求1所述触摸屏用电子浆料，其特征在于：所述修饰改性的石墨烯的层数为1-20层，石墨烯的片层尺寸为500nm-30μm，所述修饰改性的石墨烯是液相芘衍生物在超临界二氧化碳辅助条件下剥离石墨制备得到的石墨烯。
4.根据权利要求1所述触摸屏用电子浆料，其特征在于：所述有机溶剂为无水乙醇，异丙醇，N,N-二甲基甲酰胺、乙酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或几种。
5.根据权利要求1所述触摸屏用电子浆料，其特征在于：所述树脂为环氧树脂，聚氨酯，丙烯酸树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述触摸屏用电子浆料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
7.根据权利要求1所述触摸屏用电子浆料，其特征在于：所述助剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，吐温85中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的触摸屏用电子浆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A.将修饰改性的石墨烯3-10份，铜粉15-25份加入有机溶剂中，超声震荡20-40分钟，得到导电填料浆料；
B.将30-50份树脂加入导电填料浆料中，超声波分散10-20分钟，加入偶联剂及助剂采用浆叶搅拌机搅拌均匀，即得到触摸屏用电子浆料。
9.根据权利要求8所述的触摸屏用电子浆料的制备方法，其特征在于：所述步骤A中，超声震荡时将溶剂加热至60-70℃。
10.根据权利要求8所述的触摸屏用电子浆料的制备方法，其特征在于：所述步骤B所得触摸屏电子浆料需经过300目的筛网过滤。
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