CN114709004A - 一种导电银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导电银浆及其制备方法；该导电银浆含有银粉、合金粉、树脂、偶联剂；制备工艺包括将树脂溶于稀释剂中形成树脂溶液；将剩余组分添加至上述树脂溶液中搅拌混合均匀，获得浆体；将上述浆体采用三辊机研磨，获得导电银浆。该导电银浆以银粉为基体，兼顾导电性、耐划、硬度、耐溶剂、低成本等特点的导电银浆。

Description

一种导电银浆及其制备方法

技术领域：

本发明涉及导电油墨技术领域，具体涉及一种导电银浆及其制备方法。

背景技术：

随着5G时代的到来，对手机的使用信号的要求越来越高。目前，手机后盖通常采用玻璃材质，以增强手机信号。为了使手机后盖获得绚丽的外观效果，通常在玻璃壳体内侧贴附装饰膜片，并在装饰膜片上移印导电银浆，导电银浆对手机信号的增强具有明显的效果。

导电银浆是一种特种功能材料,一般由导电功能相、基体树脂粘结相、溶剂以及其他辅助助剂组成。导电功能相大多为导电金属粉末,而基体树脂粘结相多为玻璃粉体和高分子聚合物,它的主要作用是为浆料提供粘结性及机械支撑作用。将导电银浆通过一定的印刷方法印刷在浆料承载物上,在一定的温度和时间作用下固化,导电银浆能牢固地附着在承载物上,固化后的导电银浆具有优异的导电性、硬度、附着力及耐弯折性等性。

专利CN201510319292.X提供了一种导电银浆及其制备方法，该方法包括银粉制备、导电银浆制备；导电银浆制备按照如下步骤进行：将树脂和溶剂按照质量比1:5～1:10混合，加热至35～80℃，搅拌3～8h，待树脂完全溶解后停止加热，获得溶解好的树脂；其中，树脂为双酚A环氧树脂、饱和共聚树脂、聚氨酯、羟基丙烯酸树脂中的至少一种，所述溶剂为异氟尔酮、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚中的至少一种；将制得的银粉分散于溶剂中获得银粉分散液，所述银粉分散液中银粉和溶剂的质量比为1:3～1:10，将银粉分散液加入到溶解好的树脂中，溶解好的树脂和银粉分散液的质量比为5:1～9:1，将二者搅匀，用三辊机进行分散，得所述导电银浆。现有技术中的导电银浆虽然具有很好的导电性，但是不能兼顾导电性好、耐划、硬度、耐溶剂的特点。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种以银粉为基体的导电银浆，兼顾优异导电性、耐划、硬度、耐溶剂、低成本等特点的导电银浆。

一方面，本发明提供了一种导电银浆，含有银粉、合金粉、树脂、偶联剂。

进一步地，以质量百分数计，银粉为导电银浆的10-80％，优选15％、20％、25％、30％、35％、40％、50％、60％、70％、80％以及上述任两个点值之间的范围，例如15％-80％、25-70％等。

进一步地，导电银浆还包含有辅助导电粉，辅助电导粉包括纳米镍粉、纳米银包铜粉的至少一种。辅助导电粉为导电银浆质量的5-40％，优选5％、6％、8％、10％、13％、16％、20％、25％、30％、40％、以及上述任两个点值之间的范围，例如8％-40％、10-25％等。进一步地，辅助导电粉包括纳米镍粉和纳米银包铜粉，其中，纳米镍粉5-30％、纳米银包铜粉0.01-20％。优选地，纳米镍粉为5％、8％、10％、13％、16％、20％、25％、30％、以及上述任两个点值之间的范围，例如5-25％等。优选地，纳米银包铜粉为0.01％、1％、2％、5％、10％、13％、17％、20％、以及上述任两个点值之间的范围，例如1-10％等。

进一步地，导电银浆内还包括氧化物，氧化物包括二氧化硅、氧化锆中的至少一种。氧化物用量为0.01-35％，优选0.1％、1％、5％、10％、13％、16％、20％、25％、30％、35％、以及上述任两个点值之间的范围，例如1％-30％、10-25％等。进一步地，氧化物包括二氧化硅和氧化锆。其中，二氧化硅0.01-15％、氧化锆0.01-20％。优选地，二氧化硅为0.1％、1％、3％、5％、7％、10％、12％、13％、15％、以及上述任两个点值之间的范围，例如1-13％等。优选地，氧化锆为0.01％、1％、2％、5％、10％、13％、17％、20％、以及上述任两个点值之间的范围，例如2-17％等。

进一步地，合金粉包括铁铬镍铜铌合金、镍铬合金、铁镍合金、银包铁铬镍铜铌合金、银包镍铬合金、银包铁镍合金、银包镍粉中的至少一种。其中，合金粉的用量为0.01-30％，优选0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、15％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、29％、30％以及上述任两个点值之间的范围，例如3-13％等。

进一步地，所述树脂为环氧树脂，优选为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的一种或两种，优选双酚A环氧树脂。其中，环氧树脂的用量为0.01-15％，优选0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、以及上述任两个点值之间的范围，例如0.5-13％等。

进一步地，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Dynasylan1146双氨基硅烷偶联剂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、钛系偶联剂、铝系偶联剂中的一种或多种。优选偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。其中，偶联剂的用量为0.01-15％，优选0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、以及上述任两个点值之间的范围，例如0.5-13％等。

进一步地，本发明导电银浆还可含有银包碳化硅0-10％、银包二氧化硅0-5％、银包氧化钴0-5％、银包氧化锆0-5％中的至少一种。

进一步地，本发明导电银浆还含有稀释剂。所述稀释剂为3,3'-(氧基双亚甲基)双(3-乙基)氧杂环丁烷、2-(氧杂环丁烷-2-基)乙酸乙酯、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、异氟尔酮、环己酮，丙二醇甲醚醋酸酯、乙酰丙酮、乙酸环己酯、乙酸丁酯中的一种或多种。优选稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种混合。稀释剂用量为0.01-15％，优选0.01％、0.5％、1％、2％、4％、6％、7％、8％、10％、12％、14％、15％以及上述任两个点值之间的范围，例如2-15％等。

进一步地，本发明导电银浆还含有固化剂。所述固化剂为微胶囊咪唑类固化剂、微胶囊胺类固化剂、微胶囊阳离子固化剂中的一种或多种。优选所述微胶囊咪唑类固化剂、微胶囊胺类固化剂、微胶囊阳离子固化剂的壳层一种或多种为聚氨酯树脂材料。可优选固化剂为微胶囊咪唑类固化剂，进一步优选所述微胶囊咪唑类固化剂的芯层为咪唑类固化剂和/或核层为咪唑类固化剂。固化剂用量为0.01-2％，优选0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％、1.5％、2％以及上述任两个点值之间的范围，例如0.05-0.5％等。

进一步地，本发明导电银浆还含有增韧树脂。所述增韧树脂为环氧化聚丁二烯树脂、聚醚多元醇、聚氨酯改性环氧树脂、核壳结构环氧树脂、氨基改性环氧树脂、反应性液体丁腈橡胶、纳米增强材料中的一种或多种。所述纳米增强材料为功能性甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-功能性甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物、功能性甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯二嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物中的一种或多种。所述增韧树脂为氨基改性环氧树脂、核壳结构环氧树脂中的一种或两种。增韧树脂用量为0.01-8％，优选0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％、1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％以及上述任两个点值之间的范围，例如0.5-5％等。

进一步地，所述银粉、氧化物、辅助导电粉、合金粉均为球形或类球形，其为不同粒径大小的颗粒的混合；其中，银粉、氧化物、合金粉平均粒径大小为0.001-10μm，优选0.01-10μm，0.1-9.5μm、0.5-8μm、1-7μm。

进一步地，所述导电银浆的颗粒度为1-100μm，优选1.5-70μm、2-60μm、3-50μm、4-40μm、4.5-30μm、5-20μm。

进一步地，本发明提供的导电银浆的固化温度为55-190℃，固化时间为0.1-4h，进一步优选为固化温度为60℃、65℃、70℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃、135℃、145℃、155℃、165℃、175℃、190℃以及上述任两个点值之间的范围.固化时间为0.2h、0.4h、0.6h、0.8h、1h、1.5h、2h、3h、4h以及上述任两个点值之间的范围，例如0.2-3h等。

进一步地，本发明的导电银浆，包括：银粉10-80％，纳米镍粉5-30％，纳米银包铜粉0.01-20％，二氧化硅0.01-15％，氧化锆0.01-20％，合金粉1-15％，树脂0.01-15％，偶联剂0.01-15％。

进一步地，本发明的导电银浆，包括：银粉30-80％，纳米镍粉5-30％，纳米银包铜粉0.01-20％，二氧化硅0.01-15％，氧化锆0.01-20％，合金粉1-15％，树脂0.01-15％，偶联剂0.01-1.5％。

另一方面，本发明提供了所述导电银浆的制备方法，包括：将树脂溶于稀释剂中形成树脂溶液；将剩余组分添加至上述树脂溶液中搅拌混合均匀，获得浆体；将上述浆体采用三辊机研磨，获得导电银浆。

进一步地，所述搅拌混合的转速为10-5000转/分钟，优选50-500转/分钟。

进一步地，所述搅拌混合过程控制温度为1-45℃，优选10-45℃、20-45℃。

有益效果：

本发明实施例以银为基料的导电银浆的外观呈现银灰色；导电银浆的粘度适中，适合涂布。

本发明导电银浆涂覆得到的涂膜耐磨测试性能较好，可达到3697次耐擦拭次数。本发明二氧化硅、氧化锆、合金粉在增加耐磨测试性能上具有协同效果，本发明环氧树脂和偶联剂的复配使用可显著增加导电银浆的耐磨效果。

本发明导电银浆具有较好的附着力，省略环氧树脂和偶联剂使得附着力降低明显。本发明导电银浆具有很好的耐丙酮擦拭效果，涂膜在丙酮多次擦拭下仍能保持完整状态。

本发明产品具有很好的方阻性能，可达到28.6mΩ/□，产品导电性能优异，具有广泛的应用。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

本发明实施例所用原料和试剂：银粉：TFSP-01，成都市天甫金属粉体有限责任公司；纳米镍粉：Ni-GB0201，江苏博迁新材料股份有限公司；纳米银包铜粉：CuAg-S0500，江苏博迁新材料股份有限公司；二氧化硅：Q029，苏州锦艺新材料科技有限公司；氧化锆：ZH-ZrO2-03，合肥中航纳米技术发展有限公司；环氧树脂1：JER828，三菱化学(上海)有限公司。

实施例以及对比例的原料用量如下表所示，以质量百分比计：

上述实施例和对比例中的导电银浆的制备方法如下：

按照表提供的用量来称取各原料，将树脂溶于稀释剂中，形成树脂溶液；将剩余其他成分加至上述树脂溶液中，然后以转速为100转/分钟并控制物料温度为25℃下搅拌混合均匀获得浆体；将上述浆体采用三辊机研磨并控制浆体粒径大小为5-20μm获得导电银浆。

导电银浆的性能测试

本发明实施例1-5和对比例1-6的以银为基料的导电银浆的外观颜色整体都是呈现银灰色。实施例和对比例的导电银浆的粘度适中，适合涂布。

将上述实施例以及对比例制得的导电银浆在PET膜上印刷，涂层厚度为30微米，65℃下烘烤固化4h，制得导电薄膜。

1、采用RCA纸带(275克)耐磨测试标准来对制得的导电薄膜的耐磨性能进行测试；测试结果如下。

本发明实施例1-5均具有较好耐磨测试性能；实施例5在实施例1基础上增加了增韧剂，可一定程度上提高导电银浆的耐磨性能。本发明对比例3-4相较于实施例1仅分别省略环氧树脂和偶联剂，对比例3和4的耐磨次数减少较为明显，是因为环氧树脂和偶联剂能增加导电银浆与基材的涂覆性能，当省略上述组分后，导电银浆的涂覆性能降低，从而对成膜材质的表面性能有较大的影响。本发明对比例1、2、5、6相较于实施例1分别省略了二氧化硅，氧化锆，合金粉和氧化锆、合金粉，得到的导电银浆的耐磨次数均下降明显；可能是因为二氧化硅，氧化锆，合金粉具有较好的硬度，能增加导电银浆的硬度从而增加了耐磨性能；而当省略其中的一个或者多个时，由于二氧化硅、氧化锆、合金粉的复配性能不能被最大化利用，从而使得产品的耐磨性能降低。通过对比例1-6与实施例的比较可知，本发明二氧化硅、氧化锆、合金粉在增加耐磨测试性能上具有协同效果，本发明环氧树脂和偶联剂的复配使用可显著增加导电银浆的耐磨效果。

2、用百格刀法测试膜层附着力，等级为0B～5B，数值越大代表附着力越好。

本发明实施例1-5均具有较好的附着力；本发明省略环氧树脂和偶联剂的对比例3和4具有较差的附着力。

3、用沾有丙酮溶剂的无纺布纸巾擦拭膜层，观察膜层的变化，以此评价膜层的耐溶剂性能，擦拭时用500g砝码压住纸巾，来回30次。其中，√代表表面基本上无变化；○代表膜层破损，但是没有漏出底层；×代表膜层破损且漏出底层。测试结果如下表。

从上述表中测试结果可知，本发明实施例1-5均有很好的耐丙酮擦拭效果，本发明导电银浆涂膜在丙酮多次擦拭下仍能保持完整状态。

4、方阻性能测试，各实施例和对比例的方阻性能测试如下表。

从上述表中测试结果可知，本发明实施例1-5均有很好的方阻性能，可达到28.6mΩ/□，本发明产品的导电性能优异，具有广泛的应用。

此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种导电银浆，其特征在于，所述导电银浆的原料含有银粉、合金粉、树脂、偶联剂。

2.一种如权利要求1所述的导电银浆，其特征在于，所述导电银浆内还包括辅助导电粉，所述辅助导电粉包括纳米镍粉、纳米银包铜粉的至少一种；优选，所述辅助导电粉包括纳米镍粉和纳米银包铜粉。

3.一种如权利要求1所述的导电银浆，其特征在于，所述导电银浆内还包括氧化物，所述氧化物包括二氧化硅、氧化锆中的至少一种；优选，所述氧化物包括二氧化硅和氧化锆。

4.一种如权利要求1所述的导电银浆，其特征在于，所述合金粉包括铁铬镍铜铌合金、镍铬合金、铁镍合金、银包铁铬镍铜铌合金、银包镍铬合金、银包铁镍合金、银包镍粉中的至少一种。

5.一种如权利要求1所述的导电银浆，其特征在于，所述树脂为环氧树脂，优选为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的一种或两种；优选所述树脂为双酚A环氧树脂。

6.一种如权利要求1所述的导电银浆，其特征在于，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Dynasylan 1146双氨基硅烷偶联剂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、钛系偶联剂、铝系偶联剂中的一种或多种；优选所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

7.一种如权利要求1所述的导电银浆，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分：银粉10-80％，纳米镍粉5-30％，纳米银包铜粉0.01-20％，二氧化硅0.01-15％，氧化锆0.01-20％，合金粉0.01-30％，树脂0.01-15％，偶联剂0.01-15％；其中，纳米镍粉、纳米银包铜粉为辅助导电粉；二氧化硅和氧化锆为氧化物。

8.一种如权利要求7所述的导电银浆，其特征在于，还含有以重量百分比计的0.01-15％的稀释剂和0.01-2％的固化剂。

9.一种根据权利要求1至8任一项所述的导电银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将树脂溶于稀释剂中形成树脂溶液；将剩余组分添加至上述树脂溶液中搅拌混合均匀，获得浆体；将上述浆体采用三辊机研磨，获得导电银浆。

10.一种根据权利要求9所述的导电银浆的制备方法，其特征在于：所述搅拌混合的转速为10-5000转/分钟；所述搅拌混合过程控制温度为5-45℃。