CN108281761A - 一种碳/金属导电复合材料及其应用 - Google Patents

一种碳/金属导电复合材料及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108281761A
CN108281761A CN201810014871.7A CN201810014871A CN108281761A CN 108281761 A CN108281761 A CN 108281761A CN 201810014871 A CN201810014871 A CN 201810014871A CN 108281761 A CN108281761 A CN 108281761A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
nanocarbon
carbon
conductive material
binder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810014871.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108281761B (zh
Inventor
孙立来
何聪
龙泽宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guoyu wanghong (Shandong) Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Wu Mo (shanghai) Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wu Mo (shanghai) Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Wu Mo (shanghai) Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201810014871.7A priority Critical patent/CN108281761B/zh
Publication of CN108281761A publication Critical patent/CN108281761A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108281761B publication Critical patent/CN108281761B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/364—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
    • H01Q1/368—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor using carbon or carbon composite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳/金属导电复合材料、以该种材料制得的导电复合结构及其在印刷天线中的应用。本发明所提供的碳/金属导电复合材料以重量百分含量计包含：金属包覆导电材料1‑70％，碳材料1‑70％，粘结剂0.1‑30％，分散剂0.1‑30％，载体溶液20‑80％。本发明的导电复合材料采用碳材料与金属包覆导电材料相结合，金属包覆导电材料采用抗氧化能力强的金属通过外表面包覆其他金属材料的方式形成，而碳材料的复合使得金属材料与空气的接触进一步减少，提高了抗氧化性的同时又大幅降低了成本，本发明的导线复合材料和导电复合结构可较好地满足印刷天线制品对于导电性、导电率、耐磨性和耐久性的需求。

Description

一种碳/金属导电复合材料及其应用
技术领域
本发明属于导电材料技术领域，尤其涉及一种碳/金属导电复合材料及其应用。
背景技术
导电油墨作为一种功能性电子材料，已被广泛应用于新型印刷电子器件结构中，如薄膜开关、印刷晶体管、柔性印刷电路、电磁屏蔽、印刷电位器、电致发光二极管等。随着可穿戴式柔性电子器件在智能终端中的应用，导电油墨在电子器件中的作用将越来越重要。
射频识别(RFID)技术已被广泛应用于身份识别、物流追踪、物资管理、票证防伪等社会生活的各个领域。RFID标签是RFID系统中的重要组成部分，其主要由发射信号的天线与处理信号的芯片组成。随着物联网时代的到来，天线在无线设备的信号传输过程中将扮演越来越重要的角色。
在传统RFID标签中，天线部分采用的是金属刻蚀技术，其采用酸碱等化学溶液将不需要的金属(主要采用铝、铜等)部分腐蚀，留下天线部分，该方法可归纳为RFID刻蚀减材加工技术。这一技术可以实现高精度的RFID天线加工，但是含有金属离子废液的排放及处理造成严重的环境污染，付出了严重的环境治理代价。同时，减材加工技术造成大量原材料的浪费。
虽然通过采用增材印刷技术，如喷墨印刷及丝网印刷，可大幅度提高生产效率，降低生产成本以及环境友好。然而现有用于印刷天线的商业化导电油墨主要是银或者铜纳米颗粒，为了达到需要的导电性，需要进行高温烧结，因此限制了印刷基材使用范围。同时，银材料的高昂原材料成本使得标签成本过高，而铜纳米颗粒的易氧化特性造成标签长时间稳定性较差。基于导电碳材料的导电油墨尽管具有成本低、易于印刷以及不易氧化的特性，但是碳材料的导电性偏低，所制备的导电结构的电阻不能满足射频标签的需求。
已知的通过印刷工艺将导电油墨应用于天线的技术，例如，世界专利申请WO2006137666公开了一种可用于印刷天线的导电油墨，其中导电油墨的导电材料主要是由含有65-70％质量分数的银颗粒构成，该导电该专利中的银含量太高，而且采用的是纳米级银颗粒，从而生产成本较高。
在已公开的中国专利CN102993820A中提出了一种碳纳米材料/金属纳米材料复合纳米油墨。此方法中金属纳米材料为金属纳米颗粒，金属纳米线或金属纳米管，因此制备成本仍然相对较高。
在已公告的中国专利CN106147404A中提出了一种无粘结剂的应用于无线天线的导电结构。其导电材料由导电碳粉和银薄片或者银粉组成。当银含量占总墨水组成物15wt％时，墨水的电阻可以降低至1.5欧姆/平方/密耳。此方法避免了粘结剂的使用，但此导电油墨印刷需在多孔结构的衬底上，同时由于没有粘结剂因此片状结构不稳定，容易坍塌不利于长时间稳定性，并且容易在加工、使用过程中被擦拭脱落。
在已公开的中国专利CN106479272A中提出了一种利用石墨烯和银的复合导电油墨及其印刷制备方法。该导电填料中包括石墨烯、片状银粉和球形银粉，通过改进片状银粉和球形银粉的搭配与石墨烯之间的配比，从而明显提高油墨的导电性能和抗弯曲性能。但该方法中，石墨烯、片状银粉和球形银粉分别占导电填料总量的0.2-2份、30-40份和5-15份。因此其大部分导电组成物仍为金属银，成本较高。但是该方法中并没有提及所制备的导电结构在天线领域的应用。
在已公开的美国专利US 12/288,718中提出了一种在柔性塑料膜上制造导电轨道结构的方法，其中导电结构可借助于照射而硬化的粘结剂与塑料薄膜连接，同时导电结构与塑料薄膜间的连接以及薄膜电导率可通过采用滚压的方式进一步提高。
此外，在已公开的世界专利申请WO 2014088546 A1中也提出了一种制备导电薄膜的方法。该方法通过将导电前驱体材料沉积到多孔基材上，并采用光脉冲照射获得导电材料，进一步对导体薄膜和多孔基材施加辊轧压或者压延可进一步提高薄膜的电导率。
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明的目的在于提出一种高导电、低成本、可印刷的导电复合材料以及导电复合结构，同时提供该种导电复合材料以及导电复合结构在印刷天线中的应用。
解决技术课题的技术手段
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明的实施方式提供了一种碳/金属导电复合材料，以重量百分含量计，包含：金属包覆导电材料1-70％，碳材料1-70％，粘结剂0.1-30％，分散剂0.1-30％，载体溶液20-80％；其中，所述金属包覆导电材料的粒径为1纳米-500微米，所述碳材料包含石墨烯、少层石墨、天然石墨、碳黑和碳纳米管中的一种或几种。
优选地，金属包覆导电材料和所述碳材料为片状或颗粒状。
优选地，金属包覆导电材料包括外层包覆金属和内层被包覆材料，且外层包覆金属全部或部分包覆所述内层被包覆材料，内层被包覆材料的表面积被包覆率为0.1％-100％。
优选地，内层被包覆材料为金属材料或非金属材料，所述金属材料选自金、银、铜、铁、铝和镍中的一种或多种；所述非金属材料选自碳和/或玻璃。
优选地，所述外层包覆金属占所述金属包覆导电材料整体重量的比值为1-99％，且外层包覆金属的抗氧化性强于内层被包覆材料。
优选地，所述金属包覆导电材料包括：银包铜、银包镍、镍包铝、镍包铜、碳包铝或碳包铜。
可选地，所述粘结剂为树脂类粘结剂，所述树脂类粘结剂包括环氧树脂、聚酯类树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、纤维素类树、脲醛树脂、三聚氰-甲醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、酚醛-聚乙烯醇缩醛脂和UV可固化树脂中的一种或多种。
可选地，所述粘结剂为非树脂类粘结剂，所述非树脂类粘结剂包括羧甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇及其衍生物、聚偏二氟乙烯，聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、丙烯酸聚合物和共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/马来酸酐共聚物、异丁烯/马来酸酐共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、聚烯烃、聚苯乙烯、烯烃和苯乙烯共聚物、聚酰胺聚合物或共聚物中的一种或多种。
可选地，所述粘结剂为导电型粘结剂，所述导电型粘结剂包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、芘改性甲基丙烯酸酯和聚芴类聚合物中的一种或多种。
可选地，所述分散剂包括离子型分散剂与非离子型分散剂；所述离子型分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵、牛磺脱氧胆酸钠水合物、十二烷基苯磺酸钠、聚(4-苯乙烯磺酸钠)和胆酸钠中的一种或多种；所述非离子型分散剂包括黄原胶、Triton X-100、聚(4-乙烯基苯酚)、吐温20、吐温40和聚乙二醇中的一种或多种。
优选地，所述载体溶液包括水、有机溶液的一种或多种，所述有机溶液包括乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、丁醇、乙腈、松节油、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚、三丙二醇单甲醚、乙酸己酯和乙酸丁酯中的一种或者两种。
本发明的实施方式还提供一种导电复合结构，该种导电复合结构由上述的碳/金属导电复合材料通过印刷工艺制备而得。
优选地，本发明所提供的导电复合结构包含片状导电材料、颗粒状导电材料和粘结剂，所述粘结剂粘连所述片状导电材料和所述颗粒状导电材料，且所述颗粒状导电材料填充所述片状导电材料之间的空隙；所述片状导电材料包含片状金属包覆导电材料和片状碳材料，所述颗粒状导电材料包含颗粒状金属包覆导电材料和颗粒状碳材料。
优选地，所述碳材料包含石墨烯、少层石墨、天然石墨、碳黑和碳纳米管中的一种或几种。
优选地，所述金属包覆导电材料包括外层包覆金属和内层被包覆材料，所述外层包覆金属全部或部分包覆所述内层被包覆材料，所述内层被包覆材料的表面积被包覆率为0.1％-100％。
优选地，所述内层被包覆材料为金属材料或非金属材料，所述金属材料选自金、银、铜、铁、铝和镍中的一种或多种；所述非金属材料为碳和/或玻璃。
优选地，所述外层包覆金属占所述金属包覆导电材料整体重量的比值为1-99％，且外层包覆金属的抗氧化性强于内层被包覆材料。
优选地，所述金属包覆导电材料包括：银包铜、银包镍、镍包铝、镍包铜、碳包铝或碳包铜。
优选地，所述粘结剂为树脂类粘结剂、非树脂类粘结剂或导电型粘结剂。
优选地，所述印刷工艺包括丝网印刷、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、孔版印刷和涂布中的一种或几种。
优选地，所述印刷工艺中，印刷基底材质为玻璃、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚酯纤维、聚乙烯、聚醚醚酮、聚醚砜、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸脂、纤维素纸、绵纸、尼龙和棉布中的一种或多种。
进一步地，所述印刷工艺中，在印刷成型的过程中进行干燥，所述干燥方式采用鼓风烘箱、紫外线、红外线、激光、强脉冲光、微波中的一种或者几种；所述印刷工艺中，对导电复合结构的厚度进行压缩的方法包括冲压、锻造、轧制、压延、压制、压花和层压中的一种或多种。
本发明的实施方式也提供了上述碳/金属导电复合材料在印刷天线中的应用，所述印刷天线包括RFID、无线天线、NFC、电子线路或电磁屏蔽器件中的天线。
本发明的实施方式还提供了导电复合结构在印刷天线中的应用，所述印刷天线包括RFID、无线天线、NFC、电子线路或电磁屏蔽器件中的天线。
综上所述，本发明提供了一种高导电、低成本、抗氧化的碳/金属导电复合材料，并首次提出了该种导电复合材料以及以该种导电复合材料制备的导电复合结构在印刷天线中的应用。
技术效果
首先，本发明所提供的导电复合材料采用碳材料与金属包覆导电材料相结合，金属包覆导电材料采用由抗氧化能力强的金属包覆其他金属材料的外表面的方式形成。如银包铜材料，由于银的包覆作用，使铜导电材料的抗氧化性增强，又由于只是在外层包覆银，与采用银导电颗粒相比，银的用量少，同时保证了良好的导电性和抗氧化性。此外，碳材料的复合使得金属材料与空气的接触进一步减少，提高了抗氧化性的同时又大幅降低了成本。
进一步地，本发明所提供的导电复合结构通过采用片状导电材料和颗粒状导电材料的复合，有效地解决了片状导电材料搭接时产生的空隙结构，导电率不足的问题，同时由于包含片状导电材料，增大了印刷工艺过程中的成膜性。同时利用印刷工艺将该复合材料沉积在柔性基材表面制成可应用于射频识别标签天线的导电结构，可以很好地提高生产效率以及降低制备成本。此外，在本发明的复合导电结构的制备过程中，采用压缩方法增加了导电体的致密性以及导电结构与基材的结合强度，进而提高了导电结构的导电性以及天线制品的耐摩擦、耐久性能。
本发明所提供的导电复合材料和导电复合结构可较好地满足印刷天线制品对于导电性、导电率、耐磨性和耐久性的需求，并且易于制备、生产成本较低。
具体实施方式
实施例1
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为500微米的颗粒状银包铜(外层包覆金属占金属包覆导电材料整体重量的比值为10wt％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为20％)，10g；
碳材料：片状石墨烯，10g；
粘结剂：环氧树脂粘结剂，5g；
分散剂：非离子型分散剂聚乙二醇,1g；
载体溶液：N-甲基吡咯烷酮溶液50ml。
实施例2
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为20纳米的颗粒状银包铜(外层包覆材料占金属导电材料整体重量的比值为10％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为0.5％)，10g；
碳材料：片状天然石墨，10g；
粘结剂：酚醛树脂粘结剂，5g；
分散剂：离子型分散剂胆酸钠,1g；
载体溶液：80ml N-甲基吡咯烷酮和35ml乙醇的混合溶液。
实施例3
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为200微米的颗粒状或片状银包镍(外层包覆金属占金属包覆导电材料整体重量的比值为50％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为45％)，20g；
碳材料：片状碳黑和颗粒状碳纳米管，40g；
粘结剂：羧甲基纤维素粘结剂，15g；
分散剂：非离子型分散剂黄原胶,15g；
载体溶液：水10g。
实施例4
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为100纳米的片状碳包铜(外层包覆材料占金属包覆导电材料整体重量的比值为20％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为30％)，53g；
碳材料：片状少层石墨和片状碳纳米管，10g；
粘结剂：丙烯酸聚合物粘结剂，7g；
分散剂：非离子型分散剂吐温20,10g；
载体溶液：乙腈20g。
实施例5
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为80微米的片状镍包玻璃(外层包覆金属占金属包覆导电材料整体重量的比值为10％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为8％)，2g；
碳材料：颗粒状石墨烯，43g；
粘结剂：聚吡咯粘结剂，20g；
分散剂：非离子型分散剂聚(4-乙烯基苯酚),15g；
载体溶液：乙酸己酯和乙酸丁酯20g。
实施例6
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为400微米的片状银包碳(外层包覆金属占金属包覆导电材料整体重量的比值为95％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为90％)，25g；
碳材料：颗粒状少层石墨和颗粒状碳黑，28g；
粘结剂：聚噻吩粘结剂，12g；
分散剂：离子型分散剂十二烷基苯磺酸钠,5g；
载体溶液：乙腈和松节油30g。
实施例7
一种碳/金属导电复合材料，包含：
金属包覆导电材料：粒径为300微米的片状或颗粒状银包碳(外层包覆金属占金属包覆导电材料整体重量的比值为85％，内层被包覆材料的表面积被包覆率为80％)，22g；
碳材料：颗粒状少层石墨和片状碳黑，25g；
粘结剂：聚噻吩粘结剂，13g；
分散剂：离子型分散剂十二烷基苯磺酸钠,15g；
载体溶液：乙腈和松节油25g。
制备实施例1：
(1)称取5g醇溶性树脂型粘结剂，1g非离子型分散剂聚乙二醇；
(2)将称取的醇溶性树脂，聚乙二醇加入到含有50ml N-甲基吡咯烷酮的溶液中，在磁力搅拌器下分散搅拌均匀；
(3)称取10g片层尺寸在1-30微米，厚度在10纳米以下的石墨烯微片，将其加入步骤2所述的混合分散液中，在搅拌机下搅拌5-10分钟；
(4)称取10g片层尺寸在1-10微米的含有10wt％银的包覆型铜微片，将其加入步骤3所述浆料中，在搅拌机下搅拌5-10分钟；
(5)将步骤4中所得浆料在高速搅拌机下搅拌10-30分钟，得到浆料型导电材料；
(6)将步骤5中所得导电浆料用丝网印刷的方式涂布于纸质衬底上，其中丝网印刷采用的网版目数为100-300目之间，将所得的天线图案结构置于烘箱中在100℃下干燥10-30分钟得到导电结构；
(7)将步骤6中导电结构用辊压机进行辊扎处理，得到面电阻为0.2-0.3欧姆/平方/密耳的导电结构；
(8)将步骤7中得到的印刷在纸质衬底上的偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为0.1dBi。
制备实施例2：
(1)称取5g醇溶性树脂型粘结剂，1g离子型分散剂胆酸钠；
(2)将称取的醇溶性树脂，胆酸钠加入到含有80ml N-甲基吡咯烷酮和35ml乙醇的混合溶液中，在磁力搅拌器下分散搅拌均匀；
(3)称取10g片层尺寸在1-80微米，厚度在10纳米以下的石墨烯微片，将其加入步骤2所述的混合分散液中，在搅拌机下搅拌5-10分钟；
(4)称取10g片层尺寸在1-10微米的含有10wt％银的包覆型铜微片，将其加入步骤3所述浆料中，在搅拌机下搅拌5-10分钟；
(5)将步骤4中所得浆料在高速搅拌机下搅拌10-30分钟，得到浆料型导电材料；
(6)将步骤5中所得导电浆料用丝网印刷的方式涂布于纸质衬底上，其中丝网印刷采用的网版目数为100-300目之间，将所得的天线图案结构置于烘箱中在100℃下干燥10-30分钟得到导电结构；
(7)将步骤6中导电结构用辊压机进行滚压处理，得到面电阻为0.10-0.12欧姆/平方/密耳的导电结构；
(8)将步骤7中得到的印刷在纸质衬底上的偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为0.7dBi。
制备实施例3：
(1)称取15g羧甲基纤维素粘结剂，15g非离子型分散剂黄原胶；
(2)将称取的粘结剂、分散剂加入到水溶液中，在磁力搅拌器下分散搅拌均匀；
(3)称取40g片层尺寸在1-80微米，厚度在10纳米以下的石墨烯微片，将其加入步骤2所述的混合分散液中，在搅拌机下搅拌5-10分钟；
(4)称取20g片层尺寸在1-10微米的含有50wt％银的包覆型铜微片和3g颗粒尺寸在1-3微米的含有10wt％银的包覆型镍颗粒，将它们加入步骤3所述浆料中，在搅拌机下搅拌5-10分钟；
(5)将步骤4中所得浆料在在高速搅拌机下搅拌10-30分钟，得到浆料型导电材料；
(6)将步骤5中所得导电浆料用丝网印刷的方式涂布于纸质衬底上，其中丝网印刷采用的网版目数为100-300目之间，将所得的天线图案结构置于烘箱中在100℃下干燥10-30分钟得到导电结构；
(7)将步骤6中导电结构用辊压机进行辊扎处理，得到面电阻为0.06-0.08欧姆/平方/密耳的导电结构；
(8)将步骤7中得到的印刷在纸质衬底上的偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为1.4dBi。
制备实施例4：
除了将碳/金属导电复合材料的组分替换为实施例4中记载的组分以外，其余与实施例1同样地操作，得到偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为1.0dBi。
制备实施例5：
除了将碳/金属导电复合材料的组分替换为实施例5中记载的组分以外，其余与实施例1同样地操作，得到偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为0.8dBi。
制备实施例6：
除了将碳/金属导电复合材料的组分替换为实施例6中记载的组分以外，其余与实施例1同样地操作，得到偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为0.6dBi。
制备实施例7：
除了将碳/金属导电复合材料的组分替换为实施例7中记载的组分以外，其余与实施例1同样地操作，得到偶极子天线结构，置于测试环境下测试，经测试天线增益为1.2dBi。

Claims (24)

1.一种碳/金属导电复合材料，其特征在于，以重量百分含量计，包含：
金属包覆导电材料 1-70％，
碳材料 1-70％，
粘结剂 0.1-30％，
分散剂 0.1-30％，
载体溶液 20-80％；
其中，所述金属包覆导电材料的粒径为1纳米-500微米，
所述碳材料包含石墨烯、少层石墨、天然石墨、碳黑和碳纳米管中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述金属包覆导电材料和所述碳材料为片状或颗粒状。
3.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述金属包覆导电材料包括外层包覆金属和内层被包覆材料，所述外层包覆金属全部或部分包覆所述内层被包覆材料，所述内层被包覆材料的表面积被包覆率为0.1％-100％。
4.根据权利要求3所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述内层被包覆材料为金属材料或非金属材料；所述金属材料选自金、银、铜、铁、铝和镍中的一种或多种，所述非金属材料为碳和/或玻璃。
5.根据权利要求3所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述外层包覆金属占所述金属包覆导电材料整体重量的比值为1-99％，且外层包覆金属的抗氧化性强于内层被包覆材料。
6.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述金属包覆导电材料包括：银包铜、银包镍、镍包铝、镍包铜、碳包铝或碳包铜。
7.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述粘结剂为树脂类粘结剂，所述树脂类粘结剂包括环氧树脂、聚酯类树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、纤维素类树、脲醛树脂、三聚氰-甲醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、酚醛-聚乙烯醇缩醛脂和UV可固化树脂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述粘结剂为非树脂类粘结剂，所述非树脂类粘结剂包括羧甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇及其衍生物、聚偏二氟乙烯，聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、丙烯酸聚合物和共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/马来酸酐共聚物、异丁烯/马来酸酐共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、聚烯烃、聚苯乙烯、烯烃和苯乙烯共聚物、聚酰胺聚合物或共聚物中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述粘结剂为导电型粘结剂，所述导电型粘结剂包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、芘改性甲基丙烯酸酯和聚芴类聚合物中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述分散剂包括离子型分散剂与非离子型分散剂；所述离子型分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵、牛磺脱氧胆酸钠水合物、十二烷基苯磺酸钠、聚(4-苯乙烯磺酸钠)和胆酸钠中的一种或多种；所述非离子型分散剂包括黄原胶、Tr iton X-100、聚(4-乙烯基苯酚)、吐温20、吐温40和聚乙二醇中的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的碳/金属导电复合材料，其特征在于，所述载体溶液包括水、有机溶液的一种或多种，所述有机溶液包括乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、丁醇、乙腈、松节油、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚、三丙二醇单甲醚、乙酸己酯和乙酸丁酯中的一种或者两种。
12.一种导电复合结构，其特征在于，由权利要求1-11中任一项所述的碳/金属导电复合材料通过印刷工艺制备而得。
13.根据权利要求12所述的导电复合结构，其特征在于，包含片状导电材料、颗粒状导电材料和粘结剂，所述粘结剂粘连所述片状导电材料和所述颗粒状导电材料，且所述颗粒状导电材料填充所述片状导电材料之间的空隙；
所述片状导电材料包含片状金属包覆导电材料和片状碳材料，所述颗粒状导电材料包含颗粒状金属包覆导电材料和颗粒状碳材料。
14.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述碳材料包含石墨烯、少层石墨、天然石墨、碳黑和碳纳米管中的一种或几种。
15.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述金属包覆导电材料包括外层包覆金属和内层被包覆材料，所述外层包覆金属全部或部分包覆所述内层被包覆材料，所述内层被包覆材料的表面积被包覆率为0.1％-100％。
16.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述内层被包覆材料为金属材料或非金属材料，所述金属材料选自金、银、铜、铁、铝和镍中的一种或多种；所述非金属材料选自碳和/或玻璃。
17.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述外层包覆金属占所述金属包覆导电材料整体重量的比值为1-99％，且外层包覆金属的抗氧化性强于内层被包覆材料。
18.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述金属包覆导电材料包括：银包铜、银包镍、镍包铝、镍包铜、碳包铝或碳包铜。
19.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述粘结剂为树脂类粘结剂、非树脂类粘结剂或导电型粘结剂。
20.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述印刷工艺包括丝网印刷、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、孔版印刷和涂布中的一种或几种。
21.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述印刷工艺中，印刷基底材质为玻璃、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚酯纤维、聚乙烯、聚醚醚酮、聚醚砜、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸脂、纤维素纸、绵纸、尼龙和棉布中的一种或多种。
22.根据权利要求13所述的导电复合结构，其特征在于，所述印刷工艺中，在印刷成型的过程中进行干燥，所述干燥方式采用鼓风烘箱、紫外线、红外线、激光、强脉冲光、微波中的一种或者几种；
所述印刷工艺中，对导电复合结构的厚度进行压缩的方法包括冲压、锻造、轧制、压延、压制、压花和层压中的一种或多种。
23.权利要求1至11中任一项所述的碳/金属导电复合材料在印刷天线中的应用，所述印刷天线包括射频识别标签天线、无线天线、近距离无线通讯技术、电子线路或电磁屏蔽器件中的天线。
24.权利要求12至22中任一项所述的导电复合结构在印刷天线中的应用，所述印刷天线包括射频识别标签天线、无线天线、近距离无线通讯技术、电子线路或电磁屏蔽器件中的天线。
CN201810014871.7A 2018-01-08 2018-01-08 一种碳/金属导电复合材料及其应用 Active CN108281761B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810014871.7A CN108281761B (zh) 2018-01-08 2018-01-08 一种碳/金属导电复合材料及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810014871.7A CN108281761B (zh) 2018-01-08 2018-01-08 一种碳/金属导电复合材料及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108281761A true CN108281761A (zh) 2018-07-13
CN108281761B CN108281761B (zh) 2021-06-18

Family

ID=62803335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810014871.7A Active CN108281761B (zh) 2018-01-08 2018-01-08 一种碳/金属导电复合材料及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108281761B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109887673A (zh) * 2018-12-27 2019-06-14 深圳市欧科力科技有限公司 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法
CN110165367A (zh) * 2019-04-22 2019-08-23 浙江大学 一种石墨烯天线及其制备方法和应用
CN110165366A (zh) * 2019-04-22 2019-08-23 浙江大学 一种热转印的石墨烯天线及其制备方法和应用
CN110358330A (zh) * 2019-07-06 2019-10-22 慈溪市果雨电子商务有限公司 一种高稳型石墨烯导电涂料
CN110556208A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 湖南华菱线缆股份有限公司 一种超低温电缆
CN110577771A (zh) * 2019-09-17 2019-12-17 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种导电油墨、rfid天线和电子标签及制备方法
CN112500741A (zh) * 2020-10-29 2021-03-16 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法和应用
CN113388303A (zh) * 2021-07-01 2021-09-14 恒昌涂料（惠阳）有限公司 一种应用于5g消费电子设备上的防屏蔽导电涂料
CN113963841A (zh) * 2021-12-23 2022-01-21 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种rfid天线用柔性液态金属包铜导电浆料
CN116313224A (zh) * 2023-04-04 2023-06-23 三一硅能(株洲)有限公司 一种镍包铜浆料组合物、镍包铜浆料、电极和光伏异质结电池
TWI827494B (zh) * 2022-03-29 2023-12-21 日商東洋油墨Ｓｃ控股股份有限公司 導電性組合物、導電性片、金屬增強板、帶金屬增強板的配線板及電子設備

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005232247A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Toray Ind Inc ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法
WO2005089187A2 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Integral Technologies, Inc. Low cost method to form solderable contact points for structures manufactured from conductive loaded resin- based materials
CN105598468A (zh) * 2016-03-17 2016-05-25 中国科学院深圳先进技术研究院 一种可用于导电油墨的银包铜纳米颗粒的制备方法
CN105855538A (zh) * 2016-04-08 2016-08-17 广东工业大学 一种纳米银包铜粉、其制备方法及应用
CN106469582A (zh) * 2015-08-18 2017-03-01 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种含石墨烯的导电浆料及其制备方法
CN106883681A (zh) * 2017-03-17 2017-06-23 青岛瑞利特新材料科技有限公司 一种含有片状石墨烯以及复合金属填料的导电油墨
CN107502066A (zh) * 2017-06-14 2017-12-22 厦门信达光电物联科技研究院有限公司 一种石墨烯/金属纳米带复合导电油墨及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005232247A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Toray Ind Inc ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法
WO2005089187A2 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Integral Technologies, Inc. Low cost method to form solderable contact points for structures manufactured from conductive loaded resin- based materials
CN106469582A (zh) * 2015-08-18 2017-03-01 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种含石墨烯的导电浆料及其制备方法
CN105598468A (zh) * 2016-03-17 2016-05-25 中国科学院深圳先进技术研究院 一种可用于导电油墨的银包铜纳米颗粒的制备方法
CN105855538A (zh) * 2016-04-08 2016-08-17 广东工业大学 一种纳米银包铜粉、其制备方法及应用
CN106883681A (zh) * 2017-03-17 2017-06-23 青岛瑞利特新材料科技有限公司 一种含有片状石墨烯以及复合金属填料的导电油墨
CN107502066A (zh) * 2017-06-14 2017-12-22 厦门信达光电物联科技研究院有限公司 一种石墨烯/金属纳米带复合导电油墨及其制备方法和应用

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109887673A (zh) * 2018-12-27 2019-06-14 深圳市欧科力科技有限公司 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法
CN110165367A (zh) * 2019-04-22 2019-08-23 浙江大学 一种石墨烯天线及其制备方法和应用
CN110165366A (zh) * 2019-04-22 2019-08-23 浙江大学 一种热转印的石墨烯天线及其制备方法和应用
CN110358330A (zh) * 2019-07-06 2019-10-22 慈溪市果雨电子商务有限公司 一种高稳型石墨烯导电涂料
CN110556208A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 湖南华菱线缆股份有限公司 一种超低温电缆
CN110577771A (zh) * 2019-09-17 2019-12-17 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种导电油墨、rfid天线和电子标签及制备方法
CN112500741A (zh) * 2020-10-29 2021-03-16 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法和应用
CN112500741B (zh) * 2020-10-29 2024-04-19 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法和应用
CN113388303A (zh) * 2021-07-01 2021-09-14 恒昌涂料（惠阳）有限公司 一种应用于5g消费电子设备上的防屏蔽导电涂料
CN113963841A (zh) * 2021-12-23 2022-01-21 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种rfid天线用柔性液态金属包铜导电浆料
TWI827494B (zh) * 2022-03-29 2023-12-21 日商東洋油墨Ｓｃ控股股份有限公司 導電性組合物、導電性片、金屬增強板、帶金屬增強板的配線板及電子設備
CN116313224A (zh) * 2023-04-04 2023-06-23 三一硅能(株洲)有限公司 一种镍包铜浆料组合物、镍包铜浆料、电极和光伏异质结电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN108281761B (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108281761A (zh) 一种碳/金属导电复合材料及其应用
CN106928773B (zh) 一种可用于喷墨打印的石墨烯复合导电墨水及其制备方法
US8070986B2 (en) Silver paste for forming conductive layers
KR101570398B1 (ko) 투명 도전성 잉크 및 투명 도전 패턴형성방법
JP4905134B2 (ja) 平面アンテナおよびその製造方法
US8545731B2 (en) Conductive paste and conductive circuit board produced therewith
US20200002560A1 (en) Conductive ink for use in manufacturing radio frequency identification (rfid) tag antenna and method for manufacturing rfid tag antenna
US8088307B2 (en) Metal paste for forming a conductive layer
EP2785157B1 (en) Conductive pattern formation method and composition for forming conductive pattern via photo irradiation
CN105733367A (zh) 射频识别卷标的导电墨水组合物、天线结构及天线的制造方法
US20110247866A1 (en) Conductive paste containing silver-decorated carbon nanotubes
Hong et al. Antioxidant high-conductivity copper paste for low-cost flexible printed electronics
US20160164171A1 (en) Wireless antenna made from binder-free conductive carbon inks
US20180254549A1 (en) Wireless antenna made from binder-free conductive carbon-based inks
US9418769B2 (en) Conductive carbon nanotube-metal composite ink
KR20130077169A (ko) 전도성 잉크 및 이의 제조방법
CN102239751A (zh) 用于产生导电表面结构的方法及其设备和用途
GB2533782A (en) Method of manufacturing conductive ink composition, antenna structure, and antenna for RFID tag
Mohassieb et al. Effect of silver nanoparticle ink drop spacing on the characteristics of coplanar waveguide monopole antennas printed on flexible substrates
CN108530994A (zh) 粗糙表面上导电性能良好的油墨及其应用
CN110544818A (zh) 制作射频识别标签的天线的导电墨水组合物及制造方法
EP3591012A1 (en) Conductive ink for use in manufacturing radio frequency identification (rfid) tag antenna and method for manufacturing rfid tag antenna
Mohassieb et al. Inkjet printing of a 20 GHz coplanar waveguide monopole antenna using copper oxide nanoparticles on flexible substrates: effect of drop spacing on antenna performance
TWI441577B (zh) 元件散熱方法
KR20140110175A (ko) 인쇄 전자 기술을 이용하여 전자파 흡수체에 직접 인쇄한 nfc 루프 안테나 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210518

Address after: 271100 No.19, Binhe West Road, Laiwu high tech Zone, Jinan City, Shandong Province

Applicant after: Guoyu wanghong (Shandong) Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 701, 131 Lane 288, Shuangyang North Road, Yangpu District, Shanghai 200433

Applicant before: WUMO (SHANGHAI) INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant