CN107603343A - 一种冷光片用复合油墨及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷光片用复合油墨，其中，包括按照重量份数比配制的如下组分：溶剂浆料：20‑60份，导电填料：1‑10份，粘接树脂：15‑55份，分散剂：0.5‑3份，固化剂：2‑5份，助剂：0.5‑1份。本发明配比简单，使用方便，导电性能好、附着力好、抗挠曲性优异，柔韧性好。

Description

一种冷光片用复合油墨及其制造方法

技术领域

本发明属于冷光片技术领域，具体的涉及一种冷光片用复合油墨及其制造方法。

背景技术

冷光片的初代产品为EL冷光片。随着科技进步出现了新型的LEC冷光片(LightEmitting Capacitor)。LEC冷光片与初代EL冷光片相比，具有超薄、可弯曲发光，不发热，工作状态无升温，光线均匀，抗震性好、功耗低，寿命长，裁剪后仍可发光，颜色丰富且识别度高等优点。冷光片基本标准发光颜色有：绿色、蓝绿色、蓝色、粉底白色。除了基本色外，在一定的范围内，透过油墨染料及彩色喷绘的结合应用，可以展现出鲜艳炫丽的效果。作为冷光片用的油墨，通常分为三种：无机导电油墨、有机导电油墨和复合油墨。本发明旨在研究一种制备LEC冷光片用的复合油墨。

目前的LEC冷光片为保证其柔韧性，多选用柔性基材，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚醚砜(PES)和纸张等。这就要求导电油墨具有优异的粘附强度，常用的导电油墨中的粘接树脂有环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂和聚氨酯乳液。环氧树脂固化后具有优异的粘附强度，但是脆性大，不适宜用于柔性导电油墨。丙烯酸树脂、有机硅树脂和聚氨酯乳液固化成膜后具有优异的柔韧性，但对基材的附着力差。现有技术中，为解决这种问题，会在复合油膜中添加一些分散剂(微晶石蜡、无水乙醇、硬脂酸丁酯等等)来增加分散性和导电性，但是又导致了与粘接树脂相容性不好，导致柔韧性差的问题。鉴于上述技术问题，需要研究一种配比简单，使用方便，导电性能好、附着力好、抗挠曲性优异，柔韧性好的一种冷光片用复合油墨及其制造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配比简单，使用方便，导电性能好、附着力好、抗挠曲性优异，柔韧性好的一种冷光片用复合油墨。

为解决上述问题，本发明提供了一种冷光片用复合油墨，其中，包括按照重量份数比配制的如下组分：

溶剂浆料：20-60份

导电填料：1-10份

粘接树脂：15-55份

分散剂：0.5-3份

固化剂：2-5份

助剂：0.5-1份

所述溶剂为质量比单位的15％乙酸乙酯、20％乙酸丁酯、30％乙二醇乙醚醋酸酯、15％二乙二醇乙醚醋酸酯、10％异丙醇与10％丁醚混合搅拌后所得的浆料。

进一步的，所述导电填料为纤维状填料和颗粒状填料的混合物；纤维状填料与颗粒状填料按照质量比1-3：1-1.5混配，所述纤维状填料的直径5-10微米，长度0.1-0.2毫米；所述颗粒状填料的粒径为2-5微米。

进一步的，所述纤维状填料为镀银或镀镍的玻璃纤维，铝、锌、镍、银、铜、不锈钢纤维中的任意一种；所述颗粒状填料为石墨炭黑、乙炔炭黑、镀银铜粉、铝、锌、镍、银、铜、不锈钢粉末中的任意一种。

进一步的，所述粘接树脂为聚丙烯树脂、聚氨酯树脂按照3:7质量比混合的所得物。

进一步的，所述固化剂为聚醚胺d400、聚醚胺d2000按照4:6质量比混合的所得物。

进一步的，所述固化剂为甲基硅树脂和/或三元氯醋树脂，甲基硅树脂：三元氯醋树脂为9:1，比例单位为质量比。(这两种固化剂可以混合使用，也可以分开使用，优选分开使用)

进一步的，制备冷光片用PET、PI或PES为基材时，选用碳原子数为4～6的烷硫醇作为分散剂；制备冷光片用纸作为基材时选用弱吸附聚环氧乙烷和/或聚乙烯醇为分散剂。

进一步的，所述助剂为抗氧剂BHT和消泡剂聚醚改性硅。

为更好的实现本发明目的，本发明又提供了一种冷光片用复合油墨的制造方法，其中，包括如下步骤：

A、制备溶剂浆料：15％乙酸乙酯、20％乙酸丁酯、30％乙二醇乙醚醋酸酯、15％二乙二醇乙醚醋酸酯、10％异丙醇与10％丁醚混合搅拌后得溶剂浆料；

B、将导电填料加入到搅拌釜中，将步骤A所得溶剂浆料添入搅拌釜，充分搅拌。

C、步骤B所得物中加入分散剂，搅拌均匀后用超声分散剂进行分散15-20分钟；

D、步骤C所得物中加入粘接树脂使其充分溶解并继续分散15-20分钟；

E、将步骤D所得物移入陶瓷容器中，加入固化剂和助剂，研磨20-25分钟；即得冷光片用复合油墨。

进一步的，本发明的又一制备复合油墨的方法，(甲基硅树脂、三元氯醋树脂分开使用)如下：

1、使用搅拌釜，三元氯醋树脂加入到溶剂中，调节三元氯醋树脂：溶剂的浓度为10-12％，

2、步骤1所得溶液中加入分散剂，再加入导电填料1-5份，搅拌均匀，再用超声分散机超声分散15分钟；

3、加入粘接树脂15-20份，使其充分溶解，继续超声分解15分钟；

4、步骤3所得物导入陶瓷容器，加入1-2份甲基硅树脂和助剂，研磨20分钟，制得冷光片用复合油墨。

进一步的，本发明的复合油墨在PET、PI、PES或纸张上印刷并加热固化可以制备冷光片(LEC)。

综上，本发明的有益效果为：配比简单，使用方便，导电性能好、附着力好、抗挠曲性优异，柔韧性好，具体为：采用含伯胺基的长链聚醚胺作为环氧柔性固化剂，在环氧交联网络中引入柔性链段，提高了环氧树脂的柔韧性，使复合油墨具有优异的抗挠曲性能，弯曲上千次电阻值增加小。三元氯醋树脂分子链上的羧基有助于增加导电填料与粘接树脂的相容性，进而改善填料的分散性与导电性，有助于提高环氧树脂的柔韧性和油墨在弯曲变形时的导电稳定性。另外，本发明创新性的将导电填料的纤维状填料与颗粒状填料混合使用，增加其导电性。

具体实施方式：

本发明冷光片用复合油墨，其中，包括按照重量份数比配制的如下组分：

溶剂浆料：20-60份

导电填料：1-10份

粘接树脂：15-55份

分散剂：0.5-3份

固化剂：2-5份

助剂：0.5-1份

所述溶剂为质量比单位的15％乙酸乙酯、20％乙酸丁酯、30％乙二醇乙醚醋酸酯、15％二乙二醇乙醚醋酸酯、10％异丙醇与10％丁醚混合搅拌后所得的浆料。

所述导电填料为纤维状填料和颗粒状填料的混合物；纤维状填料与颗粒状填料按照质量比1-3：1-1.5混配，所述纤维状填料的直径5-10微米，长度0.1-0.2毫米；所述颗粒状填料的粒径为2-5微米。

所述纤维状填料为镀银或镀镍的玻璃纤维，铝、锌、镍、银、铜、不锈钢纤维中的任意一种；所述颗粒状填料为石墨炭黑、乙炔炭黑、镀银铜粉、铝、锌、镍、银、铜、不锈钢粉末中的任意一种。

所述粘接树脂为聚丙烯树脂、聚氨酯树脂按照3:7质量比混合的所得物。

所述固化剂可以为聚醚胺d400、聚醚胺d2000按照4:6质量比混合的所得物。

所述固化剂还可以为甲基硅树脂和/或三元氯醋树脂，甲基硅树脂：三元氯醋树脂为9:1，比例单位为质量比。

制备冷光片用PET、PI或PES为基材时，选用碳原子数为4～6的烷硫醇作为分散剂；制备冷光片用纸作为基材时选用弱吸附聚环氧乙烷和/或聚乙烯醇为分散剂。

所述助剂为抗氧剂BHT和消泡剂聚醚改性硅。

具体例子1

组分：

溶剂浆料：45-55份

导电填料：4-10份(不锈钢纤维：镀银铜粉＝1：1.2)

粘接树脂：35-45份

分散剂：1-2份(碳原子数为4～6的烷硫醇)

固化剂：3-4份(聚醚胺d400：聚醚胺d2000＝4:6)

助剂：0.5份(0.3份抗氧剂BHT和0.2份消泡剂聚醚改性硅)

步骤：

A、制备溶剂浆料：15％乙酸乙酯、20％乙酸丁酯、30％乙二醇乙醚醋酸酯、15％二乙二醇乙醚醋酸酯、10％异丙醇与10％丁醚混合搅拌后得溶剂浆料。

B、将导电填料加入到搅拌釜中，将步骤A所得溶剂浆料添入搅拌釜，充分搅拌。

C、步骤B所得物中加入分散剂，搅拌均匀后用超声分散剂进行分散15-20分钟；

D、步骤C所得物中加入粘接树脂使其充分溶解并继续分散15-20分钟；

E、将步骤D所得物移入陶瓷容器中，加入固化剂和助剂，研磨20-25分钟；即得冷光片用复合油墨。

所得复合油墨通过丝网印刷机印刷到PET基材上，室温条件下放置30分钟后放入烘箱内，加热固化后形成PET基材的LEC冷光片。

具体例子2

组分：

溶剂浆料：20-40份

导电填料：1-5份(镀镍玻璃纤维：镀银铜粉＝2:1.5)

粘接树脂：15-30份

分散剂：0.5-1份(聚环氧乙烷和/或聚乙烯醇)

固化剂：1-3份(甲基硅树脂、三元氯醋树脂分开使用)

助剂：0.8份(0.4份抗氧剂BHT和0.4份消泡剂聚醚改性硅)

步骤如下：

1、使用搅拌釜，三元氯醋树脂加入到溶剂浆料中，调节三元氯醋树脂：溶剂浆料的浓度为10-12％，(三元氯醋树脂、溶剂浆料的份数选择以达到浓度单位为准)

2、步骤1所得溶液中加入分散剂，再加入导电填料1-5份，搅拌均匀，再用超声分散机超声分散15分钟；

3、加入粘接树脂15-20份，使其充分溶解，继续超声分解15分钟；

4、步骤3所得物导入陶瓷容器，加入1-2份甲基硅树脂和助剂，研磨20分钟，制得冷光片用复合油墨。

所得复合油墨通过丝网印刷机印刷到纸张基材上，室温条件下放置30分钟后放入烘箱内，加热固化后形成纸张基材的LEC冷光片。

比较试验：

将本发明的具体例子1所得PET基材的LEC冷光片，具体例子2所得纸张基材的LEC冷光片与市面上的EL冷光片进行比较实验如下。

附着力测试：

采用百格法测试涂层对基材的附着力。用百格刀在制备好的涂层表面均匀施力，划出百格图形。用软毛刷沿网格线前后清扫三次，匀速地拉出75mm的3M 360#胶带，贴合在网格上，用手指蹭压胶带。贴合胶带5min之内，保持胶带与样品60°的角度在0.5～1.0s内平稳地撕开胶带，观察涂层脱落情况。附着力等级分为0～5级，其中0级最好，5级最差。

导电油墨的柔韧性能测试：

参照ASTM-D522标准，将样品裁剪成75mm×25mm，采用美国Keithley公司的TEGAM1740型微电阻测试仪测试其电阻值R0。然后，将样品在直径为10mm的圆轴上弯曲，每弯曲100次后测试其电阻值Rm，最后根据如下公式计算电阻变化值＝Rm/R0。以弯曲1000次进行测试电阻变化值。电阻变化值低的抗挠曲性优异。

填料的导电性测试

金属纤维直径相同时，纤维越长，及长径比越大，在相同填充量情况下，导电性越好，本申请的导电填料进行测试：当纤维为直径10微米，长度0.5毫米时，添加量为10％不锈钢纤维，导电率为10-100欧姆/厘米,将不锈钢纤维破碎到0.2毫米长时，导电率上升为103-118欧姆/厘米，若再按本发明的比例添加粒状导电金属填料进行混合后，导电率上升到125-143欧姆.厘米。故本发明的填料可进一步改善分散性能，导电性更好。

列表比较：

综上，本发明配比简单，使用方便，导电性能好、附着力好、抗挠曲性优异，柔韧性好，具体为：采用含伯胺基的长链聚醚胺作为环氧柔性固化剂，在环氧交联网络中引入柔性链段，提高了环氧树脂的柔韧性，使复合油墨具有优异的抗挠曲性能，弯曲上千次电阻值增加小。三元氯醋树脂分子链上的羧基有助于增加导电填料与粘接树脂的相容性，进而改善填料的分散性与导电性，有助于提高环氧树脂的柔韧性和油墨在弯曲变形时的导电稳定性。另外，本发明创新性的将导电填料的纤维状填料与颗粒状填料混合使用，增加其导电性。

Claims (10)

1.一种冷光片用复合油墨，其特征在于，包括按照重量份数比配制的如下组分：

溶剂浆料：20-60份

导电填料：1-10份

粘接树脂：15-55份

分散剂：0.5-3份

固化剂：2-5份

助剂：0.5-1份

所述溶剂为质量比单位的15％乙酸乙酯、20％乙酸丁酯、30％乙二醇乙醚醋酸酯、15％二乙二醇乙醚醋酸酯、10％异丙醇与10％丁醚混合搅拌后所得的浆料。

2.根据权利要求1所述冷光片用复合油墨，其特征在于，所述导电填料为纤维状填料和颗粒状填料的混合物；纤维状填料与颗粒状填料按照质量比1-3：1-1.5混配，所述纤维状填料的直径5-10微米，长度0.1-0.2毫米；所述颗粒状填料的粒径为2-5微米。

3.根据权利要求2所述冷光片用复合油墨，其特征在于，所述纤维状填料为镀银或镀镍的玻璃纤维，铝、锌、镍、银、铜、不锈钢纤维中的任意一种；所述颗粒状填料为石墨炭黑、乙炔炭黑、镀银铜粉、铝、锌、镍、银、铜、不锈钢粉末中的任意一种。

4.根据权利要求1所述冷光片用复合油墨，其特征在于，所述粘接树脂为聚丙烯树脂、聚氨酯树脂按照3:7质量比混合的所得物。

5.根据权利要求1所述冷光片用复合油墨，其特征在于，所述固化剂为聚醚胺d400、聚醚胺d2000按照4:6质量比混合的所得物。

6.根据权利要求1所述冷光片用复合油墨，其特征在于，所述固化剂为甲基硅树脂和/或三元氯醋树脂，甲基硅树脂：三元氯醋树脂为9:1，比例单位为质量比。

7.根据权利要求1所述冷光片用复合油墨，其特征在于，制备冷光片用PET、PI或PES为基材时，选用碳原子数为4～6的烷硫醇作为分散剂；制备冷光片用纸作为基材时选用弱吸附聚环氧乙烷和/或聚乙烯醇为分散剂。

8.根据权利要求1所述冷光片用复合油墨，其特征在于，所述助剂为抗氧剂BHT和消泡剂聚醚改性硅。

9.一种如权利要求1-8任一所述冷光片用复合油墨的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、制备溶剂浆料：15％乙酸乙酯、20％乙酸丁酯、30％乙二醇乙醚醋酸酯、15％二乙二醇乙醚醋酸酯、10％异丙醇与10％丁醚混合搅拌后得溶剂浆料；

B、将导电填料加入到搅拌釜中，将步骤A所得溶剂浆料添入搅拌釜，充分搅拌。

C、步骤B所得物中加入分散剂，搅拌均匀后用超声分散剂进行分散15-20分钟；

D、步骤C所得物中加入粘接树脂使其充分溶解并继续分散15-20分钟；

E、将步骤D所得物移入陶瓷容器中，加入固化剂和助剂，研磨20-25分钟；即得冷光片用复合油墨。

10.一种如权利要求9制得的复合油墨在PET、PI、PES或纸张上印刷并加热固化制备冷光片的应用。