CN112662233A - 水性导电油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于油墨技术领域，尤其涉及一种水性导电油墨及其制备方法。其中，水性导电油墨包括组分：银包铜粉50～90份，改性水性丙烯酸树脂5～30份，水性氨基树脂1～5份，中和剂0.5～2份，溶剂0～6份，消泡剂0.2～5份，润湿剂0.2～5份，分散剂0.2～5份，防塞网剂0～10份。本申请水性导电油墨，可有效减弱电迁移现象，漆膜稳定性好，电阻低，有机挥发物少，环境友好，不易燃易爆，绿色环保；且油墨方便施工应用，可以印刷于聚酯基板或各种纸张上，漆膜硬度和附着力性能好，不易脱落。
Description
技术领域
本申请属于油墨技术领域，尤其涉及一种水性导电油墨及其制备方法。
背景技术
导电油墨，是指将导电成分分散在连结料中制成的油墨，具有一定程度导电性质，可作为印刷导电点或导电线路之用。在导电油墨中常用的导电成分为金属颗粒，如银颗粒与铜颗粒等等。这些纯金属颗粒虽然导电性好，但存在着许多问题，比如银在导电油墨中存在银离子迁移现象，而且其价格很贵；铜的化学性质比较活泼，其表面极易氧化形成氧化膜，影响其导电性。目前，导电油墨按照溶剂类型分类可分为有机溶剂型导电油墨和水性导电油墨，现在应用的导电油墨大都是有机溶剂型的。
有机溶剂型油墨虽然溶解性较好，但是存在着有机挥发物质(VOC)排放的问题，绿色环保的水性导电油墨因为其不含有机挥发物质，越来越成为人们关注的重点。研制一种环保低成本的水性导电油墨以解决传统导电油墨污染严重和成本高的问题具有十分重要的意义。
发明内容
本申请的目的在于提供一种水性导电油墨及其制备方法，旨在一定程度上解决现有导电油墨污染严重，稳定性差的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种水性导电油墨，包括如下原料组分：
第二方面，本申请提供一种水性导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，进行梯度增速混合处理，得到水性导电油墨。
本申请第一方面提供的水性导电油墨，一方面，银包铜粉充分结合了银颗粒与铜颗粒的优点，不易氧化，可有效减弱电迁移现象，漆膜稳定性好，电阻低，成本低。另一方面，导电油墨为水性，有机挥发物(VOC)少，环境友好，不易燃易爆，绿色环保。再一方面，中和剂不但可将改性水性丙烯酸树脂分子链上的羧基中和成盐，提高树脂的水溶性；而且可调节油墨黏度和干燥速率，使油墨更方便沉积成膜。另外，溶剂、消泡剂、分散剂、防塞网剂等助剂，可调节导电油墨的流平性、分散性、附着力等性能，保证印刷过程中油墨保持湿润，避免溶剂挥发过快导致堵网现象，使油墨更方便施工应用，可以印刷于聚酯基板或各种纸张上，硬度和附着力性能好，不易脱落。
本申请第二方面提供的水性导电油墨的制备方法，将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，通过梯度增速混合工艺，使各原料组分混合均匀，即得到水性导电油墨，工艺简单，制备时间短，效率高，适用于工业化大规模生产和应用。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本发明中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种水性导电油墨，包括如下原料组分：
本申请第一方面提供的水性导电油墨中，改性水性丙烯酸树脂作为基体树脂，其中羟基、羧基与固化树脂水性氨基树脂中亚氨基、-OCH3、-NCH2OH经甲基发生交联反应，形成紧密的三维网状结构，将银包铜粉均匀的包裹在三维网状结构中，使形成的漆膜同时具有优异的导电性、耐冲击性、柔韧性、光泽度、耐候性、耐热性、耐污染性等特性。本申请实施例水性导电油墨中，一方面，银包铜粉充分结合了银颗粒与铜颗粒的优点，不易氧化，可有效减弱电迁移现象，漆膜稳定性好，电阻低，成本低。另一方面，导电油墨为水性，有机挥发物(VOC)少，环境友好，不易燃易爆，绿色环保。再一方面，中和剂不但可将改性水性丙烯酸树脂分子链上的羧基中和成盐，提高树脂的水溶性；而且可调节油墨黏度和干燥速率，使油墨更方便沉积成膜。另外，溶剂、消泡剂、分散剂、防塞网剂等助剂，可调节导电油墨的流平性、分散性、附着力等性能，保证印刷过程中油墨保持湿润，避免溶剂挥发过快导致堵网现象，使油墨更方便施工应用，可以印刷于聚酯基板或各种纸张上，硬度和附着力性能好，不易脱落。
本申请实施例水性导电油墨中，银包铜粉在油墨中起导电作用，它的含量是影响导电性的最重要因素，当含量低于50份时，银包铜颗粒含量过低时，银包铜颗粒不能相互接触，他们之间的空隙被树脂所占据，填充量较低，各个颗粒相接触的少，油墨的导电性很差，甚至不导电。在一定范围内，银包铜粉含量越高导电性越好，如果含量过高，当含量高于90份时，反而会下降。这是因为过高会导致其体积比过大，聚合物不能将银包铜颗粒充分粘合起来并收缩到相互接触的程度，从而产生了较多的粒子空隙造成电阻增大。而且如果银包铜粉含量过高，会导致油墨粘度上升，十分粘稠，难以印刷，不利于水性导电油墨施工应用。
在一些实施例中，银包铜粉的尺寸大小为5～10μm，该尺寸大小的银包铜粉使油墨有最佳的导电性和稳定性。若银包铜粉的尺寸过大，则会导致银包铜粉微粒间的空隙被聚合物占据，使得银包铜粉微粒间接触几率降低，阻碍了导电通路，导电性会变差；若银包铜粉的尺寸过小，则银包铜粉粒子的表面能较大，很容易产生团聚，银包铜粉的接触率也降低，导电性也不好。本申请实施例，当银包铜粉为片状时，尺寸大小指片径；当银包铜粉为颗粒状时，尺寸大小指粒径；当银包铜粉为树枝状时，尺寸大小指银包铜粉中树枝长度。在一些具体实施例中，银包铜粉的尺寸大小为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm和10μm。
在一些实施例中，银包铜粉中，金属银和金属铜的质量比为3：(15～20)，该质量比的银对铜有最佳的包覆效果，既能够完全包覆铜，又不会银层过厚导致不必要的浪费。由于银和铜的电导率差不多，氧化铜的电导率较低。当银用量较少，包覆不完全的话，裸露部分的铜会氧化，从而影响导电性能，随着银的质量比越高，包覆率越高，对铜的防氧化效果更好，导电性能越好；当包覆完整后，银的质量比提高对导电性能提升不大。实际中的银包铜粉是在将铜包覆完全的前提下，尽可能降低银的含量以控制成本，包覆越完整，越薄越好。在一些具体实施例中，银包铜粉中，金属银和金属铜的质量比为3：15、3:16、3:17、3:18、3:19或者3:20。
在一些实施例中，银包铜粉的形状选自：片状、颗粒状、树枝状中的至少一种。在一些实施例中，银包铜粉的形状选自：片状或树枝状，使银包铜粉间相互接触性更好。
在一些实施例中，改性水性丙烯酸树脂选自：环氧树脂改性的丙烯酸树脂。本申请实施例在环氧树脂分子链的两端引入丙烯酸不饱和双键，形成的环氧树脂改性的丙烯酸树脂，环氧改性会将环氧树脂的光泽、硬度、附着力等各种优良性能在丙烯酸树脂中得到充分发挥，使得环氧改性丙烯酸树脂相较于丙烯酸树脂，其光泽、硬度、附着力大幅提升，对油墨来说，油墨干燥成膜后的附着力、硬度等使用性能都得到提升。在一些具体实施例中，改性水性丙烯酸树脂选自：徐州涂传化工的TC-510B和/或TC-508B。在另一些实施例中，也可以用椰子油改性醇酸树脂。
在一些实施例中，改性水性丙烯酸树脂与水性氨基树脂的重量份数比为(4～6)：1，该配比的改性水性丙烯酸树脂与水性氨基树脂有最佳的交联聚合效果。当氨基树脂的比例较小时，漆膜的耐冲击性、柔韧性和附着力有所提高，但涂膜固化不完全，交联密度较低，硬度和耐水性变差；当氨基树脂的比例较大时，会导致过量的氨基树脂残留在涂膜中，从而影响涂膜的附着力和耐冲击性。在一些具体实施例中，改性水性丙烯酸树脂与水性氨基树脂的重量份数比为4：1、5:1或6:1等。
本申请实施例水性导电油墨中，树脂有连接导电功能相的作用，决定了油墨的硬度、光滑度、耐性等性能，是导电填料的载体，起到导电填料的主要润湿作用，使油墨在印刷时具有一定的流动性，而在印刷后又能快速干燥成膜，并附着在承印物的表面上，具有一定的附着力、柔韧性、耐磨性、耐酸耐碱性和耐热性能等。其中，含-OH羟基、-COOH羧基的改性水性丙烯酸树脂是基体树脂，其与固化树脂水性氨基树脂中的-NH亚氨基、-OCH3、-NCH2OH在一定条件下，经甲基发生交联反应，使丙烯酸树脂形成一个紧密的三维网状结构，从而使得漆膜的物理机械性能及化学性能得到提高。其中，改性水性丙烯酸树脂作为油墨连接料相较与其他水性树脂，在光泽、耐候性、耐热性、耐污染性等方面具有显著的优势，而且其价格较低，VOC含量低，更为经济环保。将氨基树脂与改性丙烯酸树脂混合固化后，可达到较高的交联密度，提高油墨漆膜的硬度、耐水性、耐酸碱性以及热稳定性。若导电油墨中树脂含量过低，则对银包铜粉导电填料的连接作用不佳，漆膜稳定性差，易脱落；若树脂含量过高，则油墨中导电填料含量低，影响漆膜的导电性能。
在一些实施例中，中和剂选自：N,N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1丙醇、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种，这些中和剂可以中和树脂上的羧基等基团，中和成盐，提高树脂的水溶性；同时可提高油墨漆膜的稳定性和耐候性。
在一些实施例中，水性导电油墨的pH值为7.5～9.5。本申请水性导电油墨，pH值的大小对油墨的稳定性以及干燥性具有很大影响，如果pH值过大，则说明油墨碱性较强，碱性树脂的溶解相对较多，也就降低了油墨本身所具备的黏合性，在印刷时会出现一些气泡，对印刷质量造成一定影响。如果pH值过低，说明油墨碱性相对较弱，油墨中的部分碱性树脂无法溶解，使油墨黏性增强，干燥速度也会加快，出现印刷堵塞等问题，因此在油墨的pH值控制上，应当使其稳定保持在7.5～9.5之间。
在一些实施例中，溶剂选自：水、乙醇、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚中的一种或几种，这些溶剂能够有效地溶解树脂和助剂，可调节油墨的流动性、粘度和干燥速度，改善油墨的印刷适性。若溶剂添加太多，则油墨粘度较低，干燥慢。
在一些实施例中，消泡剂选自：有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或几种。
在一些实施例中，润湿剂选自：烷基硫酸盐、脂肪酸硫酸盐、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚中的一种或几种。
在一些实施例中，分散剂选自：聚乙烯毗咯烷酮、明胶、十六烷基三甲基嗅化铰、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯胶、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
本申请上述实施例中消泡剂、分散剂、润湿剂等助剂，可有效改善导电油墨的施工性，使油墨有合适的粘度，提高油墨的分散稳定性，避免出现气泡等。
在一些实施例中，防塞网剂选自：十八脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二醇、丙三醇、多元醇中的一种或几种。水性油墨相较油性油墨，挥发太快，印刷过程中很容易干燥在网孔中从而影响印刷效果，加入防塞网剂就是为了能让溶剂的挥发变慢，从而使印刷过程保持湿润，避免油墨印刷过程中堵网现象。
本申请实施例水性导电油墨中，各原料组分的含量是确保漆膜综合性能的关键因素，某一组分含量过低或过高均不利于发挥油墨漆膜的综合性能。
在一些实施例中，水性导电油墨包括如下原料组分：
本申请实施例进一步限定水性导电油墨中各原料组分的含量配比，使油墨漆膜有更好的导电性、耐候性、韧性、稳定性等综合性能。
本申请实施例第二方面提供一种上述的水性导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，进行梯度增速混合处理，得到水性导电油墨。
本申请第二方面提供的水性导电油墨的制备方法，将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，通过梯度增速混合工艺，使各原料组分混合均匀，即得到水性导电油墨，工艺简单，制备时间短，效率高，适用于工业化大规模生产和应用。
在一些实施例中，梯度增速混合处理的步骤包括：将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，依次以300～500rpm搅拌1～2分钟，以600～800rpm搅拌1～2分钟，以900～1000rpm搅拌1～2分钟，以1100～1200rpm搅拌1～2分钟，以1300～1400rpm搅拌1～2分钟。本申请实施例水性导电油墨的制备过程中，搅拌转速越高，搅拌强度越大，油墨中各组分混合得更均匀，但搅拌转速过大时，会导致搅拌过程中产生大量的热量，温度过高时会导致油墨中树脂发生交联反应，影响搅拌效果，不利于油墨后续实施应用，且功耗大，成本高。同样，搅拌时间越长，也会产生大量的热量问题，不但影响搅拌效果，而且会造成不必要的能源浪费。本申请实施例采用梯度增速混合处理方式，分五个阶段进行混合处理，将混合转速按梯度提升，先采用较低转速进行混料处理，将各原料组分大体混合在一起，然后按梯度提升速度，使银包铜粉更加均匀的分散在油墨中，又避免导电油墨长时间处在高速搅拌混合状态下，油墨能量升高，影响搅拌效果。
在一些具体实施例中，可采用行星式搅拌仪进行梯度增速混合处理，搅拌效率高，无需几个小时的磁力搅拌或球磨，也无需分步骤操作，工艺简单，制备时间短，效率高。
在一些实施例中，将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合的步骤包括：将配方量的改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂和中和剂混合后，再添加配方量的银包铜粉、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂进行混合。本申请实施例先将配方量的改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂和中和剂混合，通过中和剂将树脂分子链上的羧基等中和成盐，提高树脂水溶性；再添加配方量的银包铜粉、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂进行混合，使各组分更好的混合分散。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例水性导电油墨及其制备方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：72份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：12份，水性氨基树脂：3.5份，中和剂：0.7份，溶剂：5.6份，消泡剂：1份，润湿剂：1份，分散剂：1份，防塞网剂：3.2份。
其制备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
实施例2
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：69份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：15份，水性氨基树脂：3.75份，中和剂：0.75份，溶剂：4份，消泡剂：1.5份，润湿剂：1份，分散剂：1份，防塞网剂：4份。
制备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
实施例3
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：70份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：12份，水性氨基树脂：2.4份，中和剂：0.6份，溶剂：5份，消泡剂：1.6份，润湿剂：1.6份，分散剂：1.6份，防塞网剂：5.2份。
制备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
实施例4
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：75份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：12份，水性氨基树脂：2.4份，中和剂：0.6份，溶剂：2.5份，消泡剂：1.6份，润湿剂：1.6份，分散剂：1.6份，防塞网剂：2.7份。
制备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
实施例5
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：65份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：17.5份，水性氨基树脂：3.5份，中和剂：0.8份，溶剂：4.2份，消泡剂：2份，润湿剂：2份，分散剂：2份，防塞网剂：3份。
备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
实施例6
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：68份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：17份，水性氨基树脂：3.5份，中和剂：0.9份，溶剂：2.6份，消泡剂：1份，润湿剂：1份，分散剂：1份，防塞网剂：5份。
备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
对比例1
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：48份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：31份，水性氨基树脂：6份，中和剂：2份，溶剂：5份，消泡剂：2份，润湿剂：1.5份，分散剂：1.5份，防塞网剂：3份。
备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
对比例2
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：91份，环氧树脂改性水性丙烯酸树脂：5份，水性氨基树脂：1份，中和剂：0.25份，溶剂：1.15份，消泡剂：0.2份，润湿剂：0.2份，分散剂：0.2份，防塞网剂：1份。
备包括步骤：将环氧树脂改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
对比例3
一种水性导电油墨，包括组分：银包铜粉：72份，水性丙烯酸树脂(未改性)：12份，水性氨基树脂：3.5份，中和剂：0.7份，溶剂：5.6份，消泡剂：1份，润湿剂：1份，分散剂：1份，防塞网剂：3.2份。
其制备包括步骤：将水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、防塞网剂称量准确后，按配比将加入搅拌罐中，然后将搅拌罐放入行星式搅拌器中，搅拌器在室温下按如下转速运行：以500转每分钟搅拌1分钟，然后以750转每分钟搅拌1分钟，然后以900转每分钟搅拌1分钟，然后以1100转每分钟搅拌1分钟，最后以1400转每分钟搅拌1分钟，总共5分钟，搅拌完成后即可制得水性导电油墨。
进一步的，为了验证本申请实施例水性导电油墨及其制备方法的进步性，将实施例和对比例制备的水性导电油墨通过丝网印刷制备成导电漆膜，并进行了如下性能测试，测试结果如下表1所示：
表1
由上述测试结果可知，本申请实施例1～6制备的水性导电油墨，导电性良好、附着好、附着力强，不易脱落，且本身硬度较高，不易被破坏，可以作为电子器件的导电线路使用。通过实施例1～6与对比例1～3比较可知，具体地：
与对比例1比较可知，若银包铜粉含量过低，会导致油墨的导电性能大大降低，印刷的导电图案不导电，虽然因为树脂含量提升，导电漆膜的硬度有所上升，但是其导电性能丧失。与对比例2比较可知，当银包铜粉含量过高，会使得导电油墨粘度过高，导电油墨难以通过丝网孔，从而难以通过丝网印刷制备导电漆膜。而与对比例3比较可知，若树脂采用未经改性的丙烯酸树脂，印刷的导电图案附着力和硬度等使用性能会有一定程度的下降，影响其使用。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性导电油墨，其特征在于，包括如下原料组分：
2.如权利要求1所述的水性导电油墨，其特征在于，所述银包铜粉的尺寸大小为5～10μm；
和/或，所述银包铜粉中，金属银和金属铜的质量比为3：(15～20)；
和/或，所述银包铜粉的形状选自：片状、颗粒状、树枝状中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的水性导电油墨，其特征在于，所述改性水性丙烯酸树脂选自：环氧树脂改性的丙烯酸树脂；
和/或，所述改性水性丙烯酸树脂选自：TC-510B和/或TC-508B。
4.如权利要求3所述的水性导电油墨，其特征在于，所述改性水性丙烯酸树脂与所述水性氨基树脂的重量份数比为(4～6)：1；
和/或，所述银包铜粉的形状选自：片状或树枝状。
5.如权利要求1或4所述的水性导电油墨，其特征在于，所述中和剂选自：N,N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1丙醇、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种；
和/或，所述溶剂选自：水、乙醇、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚中的一种或几种；
和/或，所述消泡剂选自：有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或几种；
和/或，所述润湿剂选自：烷基硫酸盐、脂肪酸硫酸盐、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚中的一种或几种；
和/或，所述分散剂选自：聚乙烯毗咯烷酮、明胶、十六烷基三甲基嗅化铰、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯胶、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；
和/或，所述防塞网剂选自：十八脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二醇、丙三醇、多元醇中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的水性导电油墨，其特征在于，所述水性导电油墨的pH值为7.5～9.5。
7.如权利要求1或6所述的水性导电油墨，其特征在于，包括如下原料组分：
8.一种如权利要求1～7任一所述的水性导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，进行梯度增速混合处理，得到水性导电油墨。
9.如权利要求8所述的水性导电油墨的制备方法，其特征在于，所述梯度增速混合处理的步骤包括：
将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合后，依次以300～500rpm搅拌1～2分钟，以600～800rpm搅拌1～2分钟，以900～1000rpm搅拌1～2分钟，以1100～1200rpm搅拌1～2分钟，以1300～1400rpm搅拌1～2分钟。
10.如权利要求8或9所述的水性导电油墨的制备方法，其特征在于，将配方量的银包铜粉、改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、中和剂、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂混合的步骤包括：
将配方量的改性水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂和中和剂混合后，再添加配方量的银包铜粉、溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防塞网剂进行混合。
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| CN103073953A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-05-01 | 苏州牛剑新材料有限公司 | 一种水性导电油墨及其制备方法 |
| CN111454616A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-28 | 苏州中亚油墨有限公司 | 一种金属导电油墨及其制备方法 |
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2021
- 2021-01-19 CN CN202110070989.3A patent/CN112662233A/zh active Pending
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