CN113571232B - 基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆及其制备方法,属于碳浆技术领域。本发明的底部加黑碳浆由10‑15%碳粉、5‑10%有机助剂、10‑15%氯醋树脂、1‑5%的聚氨酯树脂和55‑70%有机溶剂组成。该底部加黑碳浆作为电子薄膜产品加黑涂层使用,尤其用作金属网格导电薄膜中银浆的底层加黑。本发明的底部加黑碳浆和银浆有着较高的电性匹配度且加黑效果显著,有效解决了传统底加黑碳浆因电性能不稳定等问题而无法应用的现状,同时该碳浆具备优异的操作性能、柔韧性及对基材的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及碳浆技术领域,尤其是指一种基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆及其制备方法。
背景技术
柔性透明导电薄膜在显示、照明、触摸屏、能源、电磁屏蔽等多个领域都扮演着举足轻重的作用。而其关键的导电性主要由薄膜沟槽中填充的银浆实现,但银浆烘干后主要呈现银白色,对薄膜整体外观有较大影响。目前,主要的解决方案为在银浆上覆盖一层加黑型碳浆,用来起到遮蔽保护作用。
而上层加黑碳浆依旧存在着不易清洁、加黑效果不明显、异色等问题。由于银浆填充过程中不可避免会发生局部区域填充过高或过低的现象,填充过高会引起局部区域碳浆无法填充,从而造成异色现象;亦或是银浆填充过低,引起局部区域碳浆填充过多,从而造成局部线路电阻过高现象,这些都影响到产品良率。
相对的,底部加黑就不会存在上述问题,并且底部加黑依靠着平滑的基底能表现出更优异的加黑效果,顶部碳浆由于干燥后的不平整度或碳本身的粗糙度,相对的会降低视觉黑度。
但目前的底部加黑碳浆的市场占有率却低于顶部加黑碳浆。主要由以下几点原因,第一点:顶部加黑碳浆和底部加黑碳浆不可替换使用,顶加黑方式更注重的是颜色遮盖性和擦拭性,而底加黑方式更注重的是对银浆的电性能影响和附着力。附着力较好的底加黑用作顶加黑极易造成擦拭困难从而产生异色现象,顶加黑用作底加黑则会因树脂匹配性及附着力问题影响整体电阻;第二点:底加黑碳浆对整体电阻有较大影响,主要因为底加黑的方式需要先填充碳浆后填充银浆,碳浆的优先填充会占据沟槽的总高度,使得后续填充的银浆无法达到预期的填充度从而影响电阻。;第三点:底加黑碳浆和银浆的匹配稳定性较差,碳浆中树脂溶剂占大部分,银浆的填入会使得两相互溶从而影响电阻稳定性。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆及其制备方法,本发明的底部加黑碳浆拥有优异的加黑效果和极佳的电性能稳定性。此外,由于碳浆用作底部加黑而非顶部加黑,因此不像顶部加黑碳浆那样为了考虑对银浆的遮蔽作用而提高固含量,本发明采用的低固含底部加黑碳浆一方面节约原材料成本,另一方面降低了对填充沟槽的空间占比,从而减少其对后续填充的银浆的电性能影响,同时该碳浆具备优异的柔韧性及对基材的附着力。
同时,本发明独创性的引入了树脂兼容性实验来检测筛选树脂性能。通过在氯醋树脂中添加兼容性较好且具有高柔韧性的聚氨酯树脂,一方面保证混合碳浆的稳定性,另一方面弥补了氯醋树脂刚性较大,弯折易碎的问题;此外,通过与较为常见的银浆树脂体系,环氧树脂的搭配测试,合理解释了氯醋树脂作为底加黑碳浆所具有的优异电性能的潜在原因。
本发明的第一个目的是提供一种基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆,所述底部加黑碳浆原料组分及其质量百分比为:10-15%碳粉、5-10%有机助剂、10-15%氯醋树脂、1-5%的聚氨酯树脂和55-70%有机溶剂。
在本发明的一个实施例中,所述碳粉粒径为10-100nm。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述有机助剂为附着力促进剂、增塑剂、消泡剂、流平剂和分散剂中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克)、BYK-4511(德国毕克)、BYK-4512(德国毕克)、JER4005P(日本三菱化学)、JER4007P(日本三菱化学)、JER 4010P(日本三菱化学)、YX8000(日本三菱化学)、YX8034(日本三菱化学)和YX8040(日本三菱化学)中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丙酯和柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述消泡剂为BYK-052(毕克化学)、BYK-065(毕克化学)、TEGOAirex 900(迪高助剂)和TEGO Airex 900(迪高助剂)中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述流平剂为TEGO Flow 425(迪高助剂)、TEGO Flow 400(迪高助剂)和TEGO Flow 300(迪高助剂)中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述分散剂为BYK-106(德国毕克)、BYK-190(德国毕克)、BYK-9076(德国毕克)、ZetaSperse 1600(德国赢创)和ZetaSperse3600(德国赢创)中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,底部加黑碳浆中所述有机溶剂为乙酸乙酯、丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异佛尔酮和二丙二醇甲醚中的一种或多种。
本发明的第二个目的是提供一种基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆的制备方法,包括如下步骤:
将有机溶剂、氯醋树脂、聚氨酯树脂混匀加热后加入碳粉、有机助剂混匀研磨得到所述底部加黑碳浆。
在本发明的一个实施例中,所述加热是70-100℃反应3h以上至树脂颗粒完全溶解。
本发明的第三个目的是应用所述底部加黑碳浆在印刷金属网格导电薄膜中的应用,所述印刷金属网格导电薄膜包括上层导电银浆和底部加黑碳浆。
在本发明的一个实施例中,所述导电银浆原料组分及其质量百分比为:银颗粒70-85%、有机溶剂7-15%、树脂3-10%和有机助剂1-5%。
在本发明的一个实施例中,所述银颗粒粒径为200-800nm。
在本发明的一个实施例中,导电银浆中所述有机溶剂为乙酸乙酯、丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异佛尔酮和二丙二醇甲醚中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中,所述导电银浆中所述的树脂为环氧树脂。
在本发明的一个实施例中,导电银浆中所述有机助剂为附着力促进剂、增塑剂、消泡剂、流平剂和分散剂中的一种或多种;其中附着力促进剂、增塑剂、消泡剂、流平剂和分散剂可独立选自碳浆中列举的范围。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
(1)本发明创造性地解决了采用底部加黑碳浆会影响导电薄膜整体电阻的问题。通过利用碳浆中树脂组分和银浆中树脂组分互不相容的原理,使得涂布烘烤过程中不会因为体系互溶,导致形成银碳混合层从而提高产品电阻。
(2)本发明的底部加黑碳浆可达到极佳的黑化效果。底部加黑的方式得益于光滑平整的基底作为附着层,相较于表面不平整的顶部加黑方式,能得到更为优异的视觉黑度。
(3)本发明的底部加黑碳浆有极佳的附着力,由于碳浆中树脂的含量高于银浆,一方面对基底的附着力更强,另一方面也能很好的承接上层银浆,防止产生脱落或空隙。
(4)本发明的底部加黑碳浆固含量低,加黑效果显著,有效节约原材料成本。本发明的底部加黑碳浆柔韧性好,适用于各类柔性薄膜基底。
(5)本发明的底部加黑碳浆对沟槽的空间占比低,有效解决了传统工艺影响银浆电性能的问题。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中:
图1是本发明测试例1中环氧树脂和不同树脂碳浆互溶情况的显微镜图;其中a为环氧树脂和对比例1环氧树脂碳浆的相容性图,b为环氧树脂和对比例2聚氨酯树脂碳浆的相容性图,c为环氧树脂和对比例3聚甲基丙烯酸甲酯树脂碳浆的相容性图,d为环氧树脂和对比例4醋酸丁酸纤维素树脂碳浆的相容性图,e为环氧树脂和对比例5氯醋树脂碳浆的相容性图。为方便观测,对照样的不同树脂都采用了非透明的碳浆体系。
图2是本发明的银浆和碳浆混合涂布体系的模拟图;其中,a为银浆和碳浆的树脂体系互溶模拟图,1为银浆层,2为银浆碳浆互混层,3为碳浆层;b为银浆和碳浆的树脂体系不互溶模拟图,1为银浆层,3为碳浆层。
图3是本发明测试例3中氯醋树脂和不同树脂碳浆互溶情况的显微镜图;其中a为氯醋树脂和对比例1环氧树脂碳浆的相容性图,b为氯醋树脂和对比例2聚氨酯树脂碳浆的相容性图,c为氯醋树脂和对比例3聚甲基丙烯酸甲酯树脂碳浆的相容性图,d为氯醋树脂和对比例4醋酸丁酸纤维素树脂碳浆的相容性图,e为氯醋树脂和对比例5氯醋树脂碳浆的相容性图。为方便观测,对照样的不同树脂都采用了非透明的碳浆体系。
图4是本发明测试例3中的不同树脂体系的碳浆的抗弯折测试图;其中,a为环氧树脂碳浆,b为聚甲基丙烯酸甲酯树脂碳浆,c为氯醋树脂碳浆,d为聚氨酯树脂碳浆,e为80%氯醋树脂和20%聚氨酯树脂的混合体系碳浆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
测试实施例
本发明中测试例使用的导电银浆,各组分及其质量百分比如下:
银颗粒:表面修饰有丁胺和正己胺,粒径为500-800nm,质量百分比为83%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为10%;
树脂:环氧树脂,质量百分比为5%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为1%。
上述环氧树脂导电银浆的制备包括以下步骤:
(1)将10.0g有机溶剂和5.0g树脂I加入50ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌3小时,制成树脂溶液;
(2)将83.0g纳米银颗粒、2.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨4次,直至浆料细度低于5μm。
实施例
一种基于金属网格导电薄膜制备的氯醋-聚氨酯混合树脂碳浆,各组分及其质量百分比如下:
碳粉:卡博特660R,粒径为20-30nm,质量百分比为15%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为60%;
树脂:氯醋树脂,质量百分比为12%;聚氨酯树脂,质量百分比为3%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为2%;分散剂为BYK-9076(德国毕克),质量百分比7%。
上述氯醋-聚氨酯混合树脂碳浆的制备包括以下步骤:
(1)将60.0g有机溶剂和12.0g氯醋树脂及3.0g聚氨酯树脂加入150ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌5小时,制成树脂溶液;
(2)将15.0g碳粉颗粒、10.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨5次,直至浆料细度低于3μm。
对比例1
一种基于金属网格导电薄膜制备的环氧树脂碳浆,各组分及其质量百分比如下:
碳粉:卡博特660R,粒径为20-30nm,质量百分比为15%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为60%;
树脂:环氧树脂,质量百分比为15%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为2%;分散剂为BYK-9076(德国毕克),质量百分比7%。
上述环氧树脂碳浆的制备包括以下步骤:
(1)将60.0g有机溶剂和15.0g树脂加入150ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌5小时,制成树脂溶液;
(2)将15.0g碳粉颗粒、10.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨5次,直至浆料细度低于3μm。
对比例2
一种基于金属网格导电薄膜制备的聚氨酯树脂碳浆,各组分及其质量百分比如下:
碳粉:卡博特660R,粒径为20-30nm,质量百分比为15%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为60%;
树脂:聚氨酯树脂,质量百分比为15%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为2%;分散剂为BYK-9076(德国毕克),质量百分比7%。
上述聚氨酯树脂碳浆的制备包括以下步骤:
(1)将60.0g有机溶剂和15.0g树脂加入150ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌5小时,制成树脂溶液;
(2)将15.0g碳粉颗粒、10.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨5次,直至浆料细度低于3μm。
对比例3
一种基于金属网格导电薄膜制备的聚甲基丙烯酸甲酯树脂碳浆,各组分及其质量百分比如下:
碳粉:卡博特660R,粒径为20-30nm,质量百分比为15%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为60%;
树脂:聚甲基丙烯酸甲酯树脂,质量百分比为15%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为2%;分散剂为BYK-9076(德国毕克),质量百分比7%。
上述聚甲基丙烯酸甲酯树脂碳浆的制备包括以下步骤:
(1)将60.0g有机溶剂和15.0g树脂颗粒加入150ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌5小时,制成树脂溶液;
(2)将15.0g碳粉颗粒、10.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨5次,直至浆料细度低于3μm。
对比例4
一种基于金属网格导电薄膜制备的醋酸丁酸纤维素树脂碳浆,各组分及其质量百分比如下:
碳粉:卡博特660R,粒径为20-30nm,质量百分比为15%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为60%;
树脂:醋酸丁酸纤维素树脂,质量百分比为15%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为2%;分散剂为BYK-9076(德国毕克),质量百分比7%。
上述醋酸丁酸纤维素树脂碳浆的制备包括以下步骤:
(1)将60.0g有机溶剂和15.0g树脂加入150ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌5小时,制成树脂溶液;
(2)将15.0g碳粉颗粒、10.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨5次,直至浆料细度低于3μm。
对比例5
一种基于金属网格导电薄膜制备的氯醋树脂碳浆,各组分及其质量百分比如下:
碳粉:卡博特660R,粒径为20-30nm,质量百分比为15%;
有机溶剂:丁二酸二甲酯,质量百分比为60%;
树脂:氯醋树脂,质量百分比为15%;
有机助剂:附着力促进剂为BYK-4510(德国毕克),质量百分比为1%;流平剂为TEGO Flow 300(迪高助剂),质量百分比为2%;分散剂为BYK-9076(德国毕克),质量百分比7%。
上述氯醋树脂碳浆的制备包括以下步骤:
(1)将60.0g有机溶剂和15.0g树脂加入150ml锥形瓶中,80℃恒温加热搅拌5小时,制成树脂溶液;
(2)将15.0g碳粉颗粒、10.0g有机助剂与步骤(1)中制得的树脂溶液混合均匀;
(3)将步骤(2)中的混合物经过搅拌机搅拌3次,每次3分钟;充分混匀后在三辊研磨机上研磨5次,直至浆料细度低于3μm。
测试例1
本案例采用透明环氧树脂分别和对比例1-5制备的底部树脂碳浆做互混实验,来确定树脂之间相容性。先将透明环氧树脂与各对比例制备的底部树脂碳浆按照1:2比例混合到容器中,随后用行星搅拌机搅拌均匀,再刮涂到带有沟槽的薄膜中并130℃烘烤5min至烘干,随后在显微镜下观察,结果如图1所示,环氧树脂和本身及聚氨酯树脂有较好的相容性。沟槽中的互混体系整体表现为均一黑色,说明碳浆已经完全融入到透明树脂体系中。环氧树脂与聚甲基丙烯酸甲酯树脂有一定相容性,虽然整体表现出黑色,但并不如环氧树脂和聚氨酯树脂那般均匀细腻。环氧树脂和醋酸丁酸纤维素树脂及氯醋树脂呈现明显排斥性,碳浆与树脂各自独立,黑白分明,且有明显分界层,这种有明显分界层的两相树脂在后续的电性能试验中将起着至关重要的作用。
测试例2
将浆料刮涂到带有沟槽的薄膜中,先分别刮涂1遍对比例1-5制备的底部树脂碳浆,随后刮涂3遍测试实施例制备的导电银浆,把刮涂好的薄膜70℃预烘1min,用无水乙醇擦拭表面,清除表面灰尘及溢出沟槽的银浆,最后放入烘箱,130℃烘烤20min。随后取出薄膜使用多功能数字式电阻测试仪测量电阻值。表1所示为最终测得底部树脂碳浆和上层银浆搭配所测得的电阻数据:
表1
上层银浆 | 测试实施例 | 测试实施例 | 测试实施例 |
银浆树脂 | 环氧树脂 | 环氧树脂 | 环氧树脂 |
底部碳浆 | 无 | 对比例1 | 对比例2 |
碳浆树脂 | 无 | 环氧树脂 | 聚氨酯树脂 |
线阻/cm | 19.5Ω | 30.7Ω | 31.5Ω |
上层银浆 | 测试实施例 | 测试实施例 | 测试实施例 |
银浆树脂 | 环氧树脂 | 环氧树脂 | 环氧树脂 |
底部碳浆 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
碳浆树脂 | 聚甲基丙烯酸甲酯树脂 | 醋酸丁酸纤维素树脂 | 氯醋树脂 |
线阻/cm | 29Ω | 20.7Ω | 20Ω |
结合表1的线阻数据和图1的相容性显微镜图可以发现,底部树脂碳浆和导电银浆中树脂组分的相容性越好,对电阻影响越大,反之则越小。而对于分布均一但不够细腻的聚甲基丙烯酸甲酯树脂来说,通过其电性能测试,它和环氧树脂的互混体系更接近于相容体系。此外,相容性最差,分界最清晰明显的氯醋树脂制备的薄膜电阻最接近不加碳浆的纯银浆体系,这也是本发明在同样具有不兼容性质的醋酸丁酸纤维素树脂和氯醋树脂中选择后者作为主体的主要原因,更低的电阻更能展现出底加黑方式的优势。此外通过3M-610胶带提拉测试,虽然银浆中的环氧树脂和碳浆中的氯醋树脂体系不兼容,但底部树脂碳浆和导电银浆层之间依然有较好的附着力。
相容体系造成的较高电阻,主要因为刮涂过程中碳浆和银浆两相的挤压及烘烤过程中树脂软化流动,造成碳浆银浆两相的直接接触互相掺杂,从而形成高电阻区域的银碳混合层。由于基底材料为柔性膜材,不利于平整切片,且碳浆涂层厚度远薄于银浆涂层厚度,不利于观测,所以作了如图2所示模拟图用来区分说明。如果两相树脂互溶即会造成两相掺杂情况,掺杂的结果就是形成银碳混合层,如图2a所示。如果两相树脂不互溶则不会出现两相掺杂情况,只有银浆层和碳浆层,且两相分界明显,如图2b所示。一方面银碳混合层本身电阻高于纯银层,另一方面使得纯银层的有效高度较低,两者都会对整体电阻有较大影响。电性能的对比实验也侧面印证了测试例1的结果,分界越明显的树脂所制备的底部加黑碳浆效果越好。本发明的目的就是避免银碳混合层的产生,利用应用最广泛的环氧树脂体系银浆搭配拥有不相容性的氯醋树脂体系碳浆设计出一种底部碳浆和上层银浆高适配的方案。
测试例3
本案例采用透明氯醋树脂分别和对比例1-5制备的底部树脂碳浆做互混实验,来确定树脂之间相容性。先将透明氯醋树脂与各对比例制备的底部树脂碳浆按照1:1比例混合到容器中,随后用行星搅拌机搅拌均匀,再刮涂到带有沟槽的薄膜中并120℃烘烤15min至烘干,随后在显微镜下观察,结果如图3所示,氯醋树脂和环氧树脂碳浆呈现明显分层,对应测试例1的环氧树脂和氯醋树脂碳浆的相容结果,有相同不容结果的还有醋酸丁酸纤维素树脂。和氯醋树脂相容性较好的有聚甲基丙烯酸甲酯树脂、氯醋树脂本身及聚氨酯树脂。聚氨酯树脂的情况类似于测试例1中环氧树脂和聚甲基丙烯酸甲酯树脂的情况,整体颜色均一,但不如其它两款般细腻。
本案例将对比例5制备的氯醋树脂碳浆均匀涂布于PET薄膜上,随后放至烘箱120℃烘烤15min至固化,取出薄膜后正反对折10次,竖着重复3遍,横着1遍如图4c所示。图4c的氯醋树脂碳浆薄膜折痕处透明,膜层断裂,说明氯醋树脂抗弯性效果不佳,不符合金属网格薄膜柔性化的发展趋势,但其作为底加黑的优异电学性能确是毋庸置疑的。为此本发明对其缺陷进行了改善。
此外,除对比例5的氯醋树脂碳浆外,本案例还将对比例1-3及实施例制备的底部树脂碳浆分别均匀涂布于PET薄膜上,随后放至烘箱120℃烘烤15min至固化,取出薄膜后正反对折10次,竖着重复3遍,横着1遍如图4所示。其中,图4a的环氧树脂碳浆和图4d的聚氨酯碳浆都表现出优异的抗弯折性能,而图4c氯醋树脂碳浆和图4b聚甲基丙烯酸甲酯树脂碳浆则表现不佳。
环氧树脂碳浆虽然表现优异但因为它和氯醋树脂相容性较差,如图3a所示,两者互混会影响整体稳定性,甚至会引起涂布色差。而相容性较好的聚甲基丙烯酸甲酯树脂的抗弯折性表现不佳,无法改善氯醋树脂现有缺陷。因此,本方案采用聚氨酯树脂来弥补氯醋树脂的不足,聚氨酯树脂一方面有着优异的抗弯折性,另一方面和氯醋树脂的相容性较好,保证混合体系的稳定性。其结果如图4e所示,混合体系完美解决了问题,氯醋-聚氨酯混合树脂碳浆的抗弯折性能得到大幅提升。
测试例4
将浆料刮涂到带有沟槽的薄膜中,先分别刮涂1遍对比例5和实施例制备的底部树脂碳浆,随后刮涂2遍测试实施例制备的导电银浆,把刮涂好的薄膜60℃预烘2min,用无水乙醇擦拭表面,清除表面灰尘及溢出沟槽的银浆,最后放入烘箱,130℃烘烤20min。随后取出薄膜使用多功能数字式电阻测试仪测量电阻值。表2所示为最终测得底部树脂碳浆和上层银浆搭配所测得的电阻数据:
表2
上层银浆 | 测试实施例 | 测试实施例 | 测试实施例 |
银浆树脂 | 环氧树脂 | 环氧树脂 | 环氧树脂 |
底部碳浆 | 无 | 对比例5 | 实施例 |
碳浆树脂 | 无 | 氯醋树脂 | 聚氨酯-氯醋树脂 |
线阻/cm | 24.1Ω | 24.4Ω | 24.5Ω |
结合表2的线阻数据可以发现,聚氨酯树脂的添加对电性能的影响并不大,虽然聚氨酯树脂和环氧树脂相容性较好,其制备的底加黑碳浆对电性能影响较大(测试例1),但少量聚氨酯树脂添加到氯醋树脂中,一方面改善了其抗弯折性能,另一方面由于氯醋树脂和聚氨酯树脂有着一定相容性,整体呈相互包覆而非分离状态,有效避免了和环氧树脂的交互相容从而达到了较好的电学性能。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆,所述金属网格导电薄膜包括上层导电银浆,其特征在于,所述底部加黑碳浆原料组分及其质量百分比为:10-15%碳粉、5-10%有机助剂、10-15%氯醋树脂、1-5%的聚氨酯树脂和55-70%有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆,其特征在于:所述碳粉粒径为10-100nm。
3.根据权利要求1所述的基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆,其特征在于:所述有机助剂为附着力促进剂、增塑剂、消泡剂、流平剂和分散剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆,其特征在于:所述有机溶剂为乙酸乙酯、丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异佛尔酮和二丙二醇甲醚中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将有机溶剂、氯醋树脂、聚氨酯树脂混匀加热后加入碳粉、有机助剂混匀研磨得到所述底部加黑碳浆。
6.根据权利要求5所述的基于印刷金属网格导电薄膜的底部加黑碳浆的制备方法,其特征在于:所述加热是70-100℃反应3h以上至树脂完全溶解。
7.根据权利要求1-4任一项所述的底部加黑碳浆在印刷金属网格导电薄膜中的应用,其特征在于:所述印刷金属网格导电薄膜包括上层导电银浆和底部加黑碳浆。
8.根据权利要求7所述的底部加黑碳浆在印刷金属网格导电薄膜中的应用,其特征在于,所述导电银浆原料组分及其质量百分比为:银颗粒70-85%、有机溶剂7-15%、树脂3-10%和有机助剂1-5%。
9.根据权利要求8所述的底部加黑碳浆在印刷金属网格导电薄膜中的应用,其特征在于:所述银颗粒粒径为200-800nm。
10.根据权利要求7所述的底部加黑碳浆在印刷金属网格导电薄膜中的应用,其特征在于:所述树脂为环氧树脂。
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