CN112908558A - 触摸屏导电银浆及其制备方法和应用 - Google Patents

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王成
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Abstract

本发明公开了一种触摸屏导电银浆及其制备方法和应用，制备方法，包括以下步骤：步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合均匀，得到银混合物分散液，步骤2，将步骤1所述银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合均匀，得到所述触摸屏导电银浆，发明制备方法采用银复合粉取代银粉，降低银用量，降低成本。本发明触摸屏导电银浆相比于传统导电银浆成型温度更低，成型较快且耗能较低。

Description

触摸屏导电银浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于导电银浆技术领域，具体来说涉及一种触摸屏导电银浆及其制备方法和应用。
背景技术
随着电子触控的发展，触摸屏银浆应运而生，触摸屏银浆是保证触摸屏具有优良导电性能的核心原料。市面上触摸屏银浆的银含量一般在70％以上，较高的银含量使触摸屏银浆的市场价格一直居高不下，而银价的高昂和银矿资源的减少大大制约了触摸屏行业的发展，因此急需价格低廉的材料替代，降低银的使用并降低成本。
发明内容
针对现有导电银浆中银含量较高、价格高的缺点，本发明的目的在于提供一种触摸屏导电银浆的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的触摸屏导电银浆。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种触摸屏导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合均匀，得到银混合物分散液，其中，按质量份数计，所述溶剂、银复合粉和银纳米片的比为(1～20)：(10～30)：(50-70)，所述溶剂为丁酸丁酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、二乙二酸乙醚醋酸酯、己二酸二乙酯、乙二酸乙醚醋酸酯和乙二酸丁醚醋酸酯中的一种或多种以任意比例的混合物；
所述银复合粉为核壳结构复合粉末，所述核壳结构复合粉末的壳层为银层，所述核壳结构复合粉末的芯为聚丙烯；
在所述步骤1中，所述银复合粉的制备方法为：室温下将聚丙烯微球溶于水中搅拌，加入十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银，加入硼氢化钠以用于还原，过滤，烘干，得到银复合粉，其中，按质量份数计，水、聚丙烯微球、十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银和硼氢化钠的比为(800-1200)：(60-80):(0.1-1.5)：(20-40)：(8-30)，其中，搅拌的转速为60-200rpm，搅拌的时间为0.5-3h，过滤的目数为200-600目，烘干的温度为50-90℃，烘干的时间为1-4h。
在所述步骤1中，所述银纳米片的边长为300-600nm，厚度为10-30nm。
在所述步骤1中，所述银复合粉的粒径为D50:13um。
在所述步骤1中，通过以50-300rpm的搅拌速度搅拌0.5-3h实现所述混合均匀。
步骤2，将步骤1所述银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合均匀，得到所述触摸屏导电银浆，其中，按质量份数计，所述银混合物分散液、高分子树脂和添加剂的比为(75～95)：(1～15)：(0.5～10)，其中，所述高分子树脂为聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、4，5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、1，2-环氧-4-乙烯基环己烷、聚乙烯-聚醋酸乙烯和双酚F型环氧树脂中的一种或多种以任意比例的混合物，所述添加剂为丙三醇、聚乙二醇、纳米白炭黑、导电石墨烯和苯甲酸乙酯中的一种或多种以任意比例的混合物。
在所述步骤2中，通过以100-400rpm的搅拌速度搅拌1-4h实现所述混合均匀。
上述制备方法获得的触摸屏导电银浆。
在上述技术方案中，所述触摸屏导电银浆的电阻率为7.8*10-6-8.8*10-6Ωcm。
所述触摸屏导电银浆在触摸屏元器件中降低银元素使用量的应用。
所述触摸屏导电银浆在降低其成型温度中的应用。
在上述方案中，成型温度为100-160℃，成型时间5-30min。
在上述方案中，成型温度为120-140℃。
本发明包括以下有益效果：
1.本发明制备方法采用银复合粉取代银粉，降低银用量，降低成本。
2.本发明触摸屏导电银浆相比于传统导电银浆成型温度更低，成型较快且耗能较低。
附图说明
图1为银复合粉扫描电镜图；
图2为银纳米片扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
银复合粉具有高导电性、重量轻、中等分散的粒度分布等特点，产品外观为浅灰色。
下述实施例中药品购买源如下：
Figure BDA0002912363140000031
Figure BDA0002912363140000041
下述实施例中所涉及仪器的型号如下：
名称 规格 厂家
四探针测试仪 RST-8 广州四探针科技有限公司
粘度计 RVDV-S 上海捷沪仪器仪表有限公司
涂覆机 MSK-AFA-H200A 合肥科晶材料科技有限公司
铅笔硬度车 PH-5800 BYK,东莞禾一电子仪器有限公司
百格试验刀 ZCx2087.5 东莞禾一电子仪器有限公司
搅拌器 D2025W 上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司
电子天平 YP6002 上海越平科学仪器有限公司
实施例1
一种触摸屏导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合，以100rpm的搅拌速度搅拌1h，混合均匀，得到银混合物分散液，其中，按质量份数计，溶剂、银复合粉和银纳米片的比为10：13：60，溶剂为丙二酸二甲酯；
银复合粉的制备方法为：室温20～25℃下将聚丙烯微球溶于水中以100rpm搅拌1h，加入十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银，加入硼氢化钠以用于还原，500目过滤，60℃烘干2h，得到银复合粉，其中，按质量份数计，水、聚丙烯微球、十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银和硼氢化钠的比为1000：70:0.2：30：15。
银复合粉的粒径为D50:13um，见图1，银复合粉为核壳结构复合粉末，核壳结构复合粉末的壳层为银层，核壳结构复合粉末的芯为聚丙烯，银纳米片的边长为300-600nm，厚度为10-30nm，见图2电子扫描电镜图.
步骤2，将步骤1银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合，以120rpm的搅拌速度搅拌3h，混合均匀，得到触摸屏导电银浆，其中，按质量份数计，银混合物分散液、高分子树脂和添加剂的比为90：8.5：1.5，其中，高分子树脂为聚氨酯树脂，添加剂为苯甲酸乙酯。
实施例2
一种触摸屏导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合，以110rpm的搅拌速度搅拌1h，混合均匀，得到银混合物分散液，其中，按质量份数计，溶剂、银复合粉和银纳米片的比为13：22：55，溶剂为乙二酸乙醚醋酸酯；
银复合粉(银复合粉的制备方法同实施例1)的粒径为D50:13um，银复合粉为核壳结构复合粉末，核壳结构复合粉末的壳层为银层，核壳结构复合粉末的芯为聚丙烯，银纳米片的边长为300-600nm，厚度为10-30nm
步骤2，将步骤1银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合，以150rpm的搅拌速度搅拌2h，混合均匀，得到触摸屏导电银浆，其中，按质量份数计，银混合物分散液、高分子树脂和添加剂的比为90：8.5：1.5，其中，高分子树脂为聚丙烯酸树脂，添加剂为纳米白炭黑。
实施例3
一种触摸屏导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合，以140rpm的搅拌速度搅拌1.5h，混合均匀，得到银混合物分散液，其中，按质量份数计，溶剂、银复合粉和银纳米片的比为20：20：50，溶剂为丙二酸二甲酯和乙二酸乙醚醋酸酯的混合物，按质量份数计，丙二酸二甲酯和乙二酸乙醚醋酸酯的比为5:15；
银复合粉的制备方法为：室温20～25℃下将聚丙烯微球溶于水中以120rpm搅拌1.5h，加入十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银，加入硼氢化钠以用于还原，500目过滤，60℃烘干2h，得到银复合粉，其中，按质量份数计，水、聚丙烯微球、十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银和硼氢化钠的比为1100：75:0.5：40：20。
银复合粉的粒径为D50:13um，银复合粉为核壳结构复合粉末，核壳结构复合粉末的壳层为银层，核壳结构复合粉末的芯为聚丙烯，银纳米片的边长为300-600nm，厚度为10-30nm
步骤2，将步骤1银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合，以200rpm的搅拌速度搅拌2h，混合均匀，得到触摸屏导电银浆，其中，按质量份数计，银混合物分散液、高分子树脂和添加剂的比为90：8：2，其中，高分子树脂为4，5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯和聚乙烯-聚醋酸乙烯的混合物，按质量份数计，4，5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯和聚乙烯-聚醋酸乙烯的比为2:6，添加剂为导电石墨烯。
实施例4
一种触摸屏导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合，以200rpm的搅拌速度搅拌2h，混合均匀，得到银混合物分散液，其中，按质量份数计，溶剂、银复合粉和银纳米片的比为18：15：55，溶剂为丁酸丁酯和己二酸二乙酯的混合物，按质量份数计，丁酸丁酯和己二酸二乙酯的比为5:13；
银复合粉(银复合粉的制备方法同实施例3)的粒径为D50:13um，银复合粉为核壳结构复合粉末，核壳结构复合粉末的壳层为银层，核壳结构复合粉末的芯为聚丙烯，银纳米片的边长为300-600nm，厚度为10-30nm
步骤2，将步骤1银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合，以200rpm的搅拌速度搅拌2h，混合均匀，得到触摸屏导电银浆，其中，按质量份数计，银混合物分散液、高分子树脂和添加剂的比为88：11：1，其中，高分子树脂为1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和双酚F型环氧树脂的混合物，按质量份数计，1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和双酚F型环氧树脂的比为5:6，添加剂为聚乙二醇。
对实施例1～4所得触摸屏导电银浆进行测试：
实施例1-4中制备的触摸屏导电银浆，使用涂覆机分别涂覆于玻璃基板上，经下述成型温度和成型时间固化后的性能测试及应用触摸屏材料中的性能测试，其中银浆粘度测试使用粘度计仪器按照GBT9286-1998标准要求测试；附着力按照百格实验刀按照GBT9286-1998标准测试，使用铅笔硬度车测试硬度，使用四探针测试仪按照四探针法测试电阻率，测试结果如下表所示：
Figure BDA0002912363140000061
Figure BDA0002912363140000071
本发明触摸屏导电银浆能够降低银浆中银的使用量、降低成本但使用性能基本不变。银复合粉单价2.3元/g，银片单价10元/g，银复合粉替代银片在10-20％之间，可降低成本约15％。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触摸屏导电银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将溶剂、银复合粉和银纳米片混合均匀，得到银混合物分散液，其中，按质量份数计，所述溶剂、银复合粉和银纳米片的比为(1～20)：(10～30)：(50-70)，所述溶剂为丁酸丁酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、二乙二酸乙醚醋酸酯、己二酸二乙酯、乙二酸乙醚醋酸酯和乙二酸丁醚醋酸酯中的一种或多种以任意比例的混合物；
所述银复合粉为核壳结构复合粉末，所述核壳结构复合粉末的壳层为银层，所述核壳结构复合粉末的芯为聚丙烯；
步骤2，将步骤1所述银混合物分散液与高分子树脂和添加剂混合均匀，得到所述触摸屏导电银浆，其中，按质量份数计，所述银混合物分散液、高分子树脂和添加剂的比为(75～95)：(1～15)：(0.5～10)，其中，所述高分子树脂为聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、4，5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、1，2-环氧-4-乙烯基环己烷、聚乙烯-聚醋酸乙烯和双酚F型环氧树脂中的一种或多种以任意比例的混合物，所述添加剂为丙三醇、聚乙二醇、纳米白炭黑、导电石墨烯和苯甲酸乙酯中的一种或多种以任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述银复合粉的制备方法为：室温下将聚丙烯微球溶于水中搅拌，加入十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银，加入硼氢化钠以用于还原，过滤，烘干，得到银复合粉，其中，按质量份数计，水、聚丙烯微球、十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银和硼氢化钠的比为(800-1200)：(60-80):(0.1-1.5)：(20-40)：(8-30)，其中，搅拌的转速为60-200rpm，搅拌的时间为0.5-3h，过滤的目数为200-600目，烘干的温度为50-90℃，烘干的时间为1-4h。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述银纳米片的边长为300-600nm，厚度为10-30nm；在所述步骤1中，所述银复合粉的粒径为D50:13um。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，通过以50-300rpm的搅拌速度搅拌0.5-3h实现所述混合均匀。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，通过以100-400rpm的搅拌速度搅拌1-4h实现所述混合均匀。
6.如权利要求1～5中任意一项所述制备方法获得的触摸屏导电银浆。
7.根据权利要求6所述的触摸屏导电银浆，其特征在于，所述触摸屏导电银浆的电阻率为7.8*10-6-8.8*10-6Ωcm。
8.如权利要求6所述触摸屏导电银浆在触摸屏元器件中降低银元素使用量的应用。
9.如权利要求6所述触摸屏导电银浆在降低其成型温度中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，成型温度为100-160℃，成型时间5-30min，成型温度优选为120-140℃。
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