导电油墨组合物及其应用方法以及导电油墨材料层和电子器材与打印机技术

技术编号:15599779 阅读:141 留言:0更新日期:2017-06-13 23:09
本发明专利技术公开了一种导电油墨组合物及其应用方法以及导电油墨材料层和电子器材与打印机。该导电油墨组合物含有固化后具有导电性的连接料,以及能够与所述连接料发生聚合反应的导电掺杂料,且所述导电掺杂料为鞣花酸和/或其多聚体。本发明专利技术导电油墨组合物通过在固化后具有导电性的连接料中添加鞣花酸和/或其多聚体,利用鞣花酸一次能抓住4个聚合物链的特性,促使其与固化后具有导电性的连接料进行聚合反应,制造出一个广泛交联的网络,形成一种类似于海绵结构的导电油墨材料层。具有这种结构的导电油墨材料层拥有无数个小孔道,进而增大了凝胶的表面积,使其能抓住更多电荷,并对施加于其上的电荷快速作出反应,使得聚合物材料具有极高的导电性。

【技术实现步骤摘要】
导电油墨组合物及其应用方法以及导电油墨材料层和电子器材与打印机
本专利技术涉及喷雾打印导电材料领域,具体地,本专利技术涉及一种导电油墨组合物及其应用方法,本专利技术还涉及一种导电油墨材料层及包括其的电子器材,本专利技术进一步涉及一种导电油墨盒内存放有前述导电油墨组合物的打印机。
技术介绍
喷墨打印导电材料,是一种可利用喷墨打印技术在基板上形成导电线路和图形的材料。由于制造工艺简单、环境友好、成本低廉和功能多样等显著优势,可明显改善传统减成法效率低、成本高、污染重等缺点,具有广阔的应用前景,因而受到材料和电子领域专家的广泛关注。而作为一种新兴的导电材料制作技术,喷墨打印导电材料的制备及其应用也取得令人瞩目的进步。然而,到目前为止,喷墨打印导电材料还未大规模用于电子产品的生产,其原因在于喷墨打印材料还有诸多不完善之处。从喷墨打印导电材料的角度来讲,现在已经商品化的导电墨水中往往需要添加导电粒子(金属纳米粒子中),这就使得导电墨水存在粒径偏大、烧结温度偏高、与基板的粘附力和适印性差、打印精度偏低等诸多缺点,这在很大的程度上限制了喷墨打印电路技术在电子产品领域的应用。而且,为了实现喷墨打印技术的实现,在导电墨水中往往需要添加纳米级的金属作为导电粒子。而纳米金属的存在,不但增加了原料成本,而且使得材料在基材出现弯曲或断裂时导电性能会急剧的下降,不能用于柔性的电子设备中。近年来,喷墨打印导电聚合物逐渐成为研究的热点,例如将聚苯胺等聚合物用于制作导电电路。然而一般的喷墨打印导电聚合物都通过大量绝缘分子黏合在一起,这就会减少其整体的输电能力,不具备与金属相近的导电性能。专
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种导电油墨组合物及其应用方法以及导电油墨材料层和电子器材与打印机,以提高导电油墨材料层的导电性能。为了实现上述目的,根据本专利技术的第一个方面,提供了一种导电油墨组合物,该导电油墨组合物含有固化后具有导电性的连接料,以及能够与所述连接料发生聚合反应的导电掺杂料,且所述导电掺杂料为鞣花酸和/或其多聚体。根据本专利技术的第二个方面,提供了一种应用本专利技术上述导电油墨组合物制备导电油墨材料层的方法,该方法包括以下步骤:S1、将连接料、导电掺杂料、任选的增溶剂、任选的聚合反应引发剂以及溶剂混合,形成混合料;S2、所将所述混合料涂覆在基材表面,反应后干燥形成导电油墨材料层。根据本专利技术的第三个方面,提供了一种导电油墨材料层,该导电油墨材料层包括具有导电性的连接料聚合物,以及通过聚合方式分散在所述连接料聚合物中的导电掺杂料,所述导电掺杂料为鞣花酸和/或其多聚体。根据本专利技术的第四个专利技术,提供了一种电子器材,所述电子器材表面具有导电油墨材料层,所述导电油墨材料层为本专利技术上述导电油墨材料层。根据本专利技术的第五个方面,提供了一种打印机,所述打印机内部安装导电油墨盒,该导电油墨盒内存放有本专利技术上述导电油墨组合物。本专利技术导电油墨组合物通过在固化后具有导电性的连接料中添加鞣花酸和/或其多聚体,利用鞣花酸一次能抓住4个聚合物链的特性,促使其与固化后具有导电性的连接料进行聚合反应,制造出一个广泛交联的网络,形成一种复杂的类似于海绵结构的导电油墨材料层。具有这种结构的导电油墨材料层拥有无数个小孔道,进而增大了凝胶的表面积,使其能抓住更多电荷,并对施加于其上的电荷快速作出反应,使得聚合物材料具有极高的导电性。此外这种广泛交联的网络结构赋予所制备的导电油墨材料层较为优异的机械性能,在打印基材发生形变时依然能保持自身优异的导电性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。针对于本专利技术
技术介绍
所指出的,含有导电粒子的导电墨水往往因内含粒径偏大的导电粒子、使其存在与基板的粘附力和适印性差、打印精度偏低等诸多缺点,而喷墨打印导电聚合物往往导电性能不佳的问题。在本专利技术中提出了一种导电油墨组合物,该导电油墨组合物含有固化后具有导电性的连接料,以及能够与所述连接料发生聚合反应的导电掺杂料,且所述导电掺杂料为鞣花酸和/或其多聚体。本专利技术导电油墨组合物通过在固化后具有导电性的连接料中添加鞣花酸和/或其多聚体,利用鞣花酸一次能抓住4个聚合物链的特性,促使其与固化后具有导电性的连接料进行聚合反应,制造出一个广泛交联的网络,形成一种复杂的类似于海绵结构的导电油墨材料层。具有这种结构的导电油墨材料层拥有无数个小孔道,进而增大了凝胶的表面积,使其能抓住更多电荷,并对施加于其上的电荷快速作出反应,使得聚合物材料具有极高的导电性。此外这种广泛交联的网络结构赋予所制备的导电油墨材料层相对优异的机械性能,在打印基材发生形变时依然能保持自身优异的导电性能。同时该导电油墨组合物,因其可以不含有金属导电粒子,而能够避免导电墨水因含有粒径偏大的导电粒子所造成的与基板的粘附力和适印性差、打印精度偏低等诸多缺点。在本专利技术上述导电油墨组合物中,只要在固化后具有导电性的连接料中混合导电掺杂料即可在一定程度上提高所制备的导电油墨材料层的电学性能。然而,综合考虑所制备的导电油墨材料层的导电性能和机械性能,优选以所述导电油墨组合物100重量%为基准,本专利技术所述导电油墨组合物包括:55-80重量%的连接料和10-25重量%的导电掺杂料。在本专利技术上述导电油墨组合物中,对于所选用的鞣花酸的多聚体并没有特殊要求,只要其能够与固化后具有导电性的连接料进行聚合反应即可。然而,为了进一步优化所制备的导电油墨材料层的导电性能,优选所述鞣花酸的多聚体的数均分子量为580-1200(相当于聚合度为2-3);更优选所述鞣花酸的多聚体为鞣花酸的二聚体和/或鞣花酸的三聚体。在本专利技术上述导电油墨组合物中,对于所选用的固化后具有导电性的连接料并没有特殊要求,可以参照本领域常规用于至制备导电油墨材料层的连接料。在本专利技术中可以使用的连接料包括但不限于3,4-乙撑二氧噻吩和/或其导电衍生物。其中优选所述3,4-乙撑二氧噻吩的导电衍生物为烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩、全氟烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩、以及烷氧基取代的3,4-乙撑二氧噻吩中的一种或多种。优选地,在本专利技术中可以使用的烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩为3,4-乙撑二氧噻吩的C1-C4烷基衍生物;例如3,4-乙撑二氧噻吩-2′-甲烷(EDOT-Me)、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-乙烷(EDOT-Et)、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-丙烷(EDOT-Pr)、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-异丙烷(EDOT-i-Pr)和3,4-乙撑二氧噻吩-2′-正丁烷(EDOT-n-Bu)中的一种或多种。优选地,在本专利技术中可以使用的全氟烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩为3,4-乙撑二氧噻吩的C1-C4全氟烷基衍生物,例如可以使用的全氟烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩包括但不限于3,4-乙撑二氧噻吩-2′-全氟甲烷、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-全氟乙烷和3,4-乙撑二氧噻吩-2′-全氟丙烷中的一种或多种。优选地,在本专利技术中可以使用的烷氧基取代的3,4-乙撑二氧噻吩为3,4-乙撑二氧噻吩的C1-C4烷氧基衍生物,例如可以使用的全氟烷基取代的3,4-乙撑本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种导电油墨组合物,其特征在于,所述导电油墨组合物含有固化后具有导电性的连接料,以及能够与所述连接料发生聚合反应的导电掺杂料,且所述导电掺杂料为鞣花酸和/或其多聚体。

【技术特征摘要】
1.一种导电油墨组合物,其特征在于,所述导电油墨组合物含有固化后具有导电性的连接料,以及能够与所述连接料发生聚合反应的导电掺杂料,且所述导电掺杂料为鞣花酸和/或其多聚体。2.根据权利要求1所述的导电油墨组合物,其中,以所述导电油墨组合物100重量%为基准,所述导电油墨组合物包括:55-80重量%的连接料和10-25重量%的导电掺杂料。3.根据权利要求1或2所述的导电油墨组合物,其中,所述鞣花酸的多聚体为鞣花酸的二聚体和/或鞣花酸的三聚体。4.根据权利要求1或2所述的导电油墨组合物,其中,所述连接料为3,4-乙撑二氧噻吩和/或其导电衍生物,优选地,所述3,4-乙撑二氧噻吩的导电衍生物为烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩、全氟烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩、以及烷氧基取代的3,4-乙撑二氧噻吩中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的导电油墨组合物,其中,所述烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩为选自3,4-乙撑二氧噻吩-2′-甲烷、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-乙烷、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-丙烷、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-异丙烷、以及3,4-乙撑二氧噻吩-2′-正丁烷中的一种或多种;所述全氟烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩为选自3,4-乙撑二氧噻吩包括但不限于3,4-乙撑二氧噻吩-2′-全氟甲烷、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-全氟乙烷和3,4-乙撑二氧噻吩-2′-全氟丙烷中的一种或多种;所述烷氧基取代的3,4-乙撑二氧噻吩为选自全氟烷基取代的3,4-乙撑二氧噻吩包括但不限于3,4-乙撑二氧噻吩-2′-甲氧烷、3,4-乙撑二氧噻吩-2′-乙氧烷和3,4-乙撑二氧噻吩-2′-丙氧烷中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的导电油墨组合物,其中,所述连接料为3,4-乙撑二氧噻吩和/或其导电衍生物时,以所述导电油墨组合物100重量%为基准,所述导电油墨组合物还包括10-25重量%的增溶剂,优选地,所述增溶剂为聚苯乙烯磺酸钠、对氨基苯磺酸钠、对甲基苯磺酸、氨基磺酸和樟脑磺酸中的一种或多种。7.根据权利要求1或2所述的导电油墨组合物,其中,以所述导电油墨组合物100重量%为基准,所述导电油墨组合物还包括2-4重量%的聚合反应引发剂,优选地,所述聚合反应引发剂为对甲苯磺酸铁、六水合氯化铁和过硫酸钠中的一种或多种。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的导电油墨组合物,其中,所述导电油墨组合物包括使用前分开放置的组分A和组分B,所述组分A含有所述连接料和任选的增溶剂;所述组分B含有所述导电掺杂料和任选的聚合反应引发剂。9.一种应用权利要求1至7中任意一项所述的导电油墨组合物制备导电油墨材料层的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、将连接料、导电掺杂料、任选的增溶剂、任选的聚合反应引发剂以及溶剂混合,形成混合料;S2、所将所述混合料涂覆在基材表面,反应后干燥形成导电油墨材料层。10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述S1包括:S11、将所述连接料,任选的增溶剂,以及溶剂混合,形成组分A;S12、将所述导电掺杂料,任选的聚合反应引发剂,以及溶剂混合,形成组分B;S13、将所述组分A和组分B...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘厚胤孔宪君陈大军
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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