The present application discloses compositions and their preparation methods for preparing low-cost, environmentally friendly and highly safe conductive inks using micron-sized silver particles, water, food thickeners, water-based solvents, water-based resins and surfactants. Conductive ink can be written on a variety of substrates, such as paper, plastic, metal, etc. through various types of writing equipment, such as neutral pen, ballpoint pen, to form a conductive trace. As an additional feature of the present application, the composition comprises erasable conductive inks which are quickly cured after application and capable of conducting electricity. The composition has a variety of applications in education, can help students better understand the working principle of electronic devices, and even can help students easily design their own electronic devices.
【技术实现步骤摘要】
用于可书写的快速电子器件原型的水基导电油墨
本申请涉及用于柔性基底上的水基金属油墨组合物和印刷电子器件。
技术介绍
印刷电子技术是当今世界上发展最快的技术之一。该技术为各行各业(例如消费品、医疗保健、航空航天、电子、媒体和交通)提供了更多的可能性,其不仅用于改进现有电子产品和电子器件,也使得电子器件能够被应用于前所未有的领域。具体而言,该技术是利用传统印刷工艺在各种基底上制造电子器件的方法,其中的印刷过程一般只需要使用能够在材料表面印制图案的普通印刷设备,这些印刷设备可以实现例如丝网印刷、柔性版印刷、凹版印刷、胶版印刷或喷墨印刷等工艺。相比传统技术,印刷电子技术具有低成本、大面积、和柔性化的优势,从而成为极具吸引力的替代工艺。现代电子技术中,具有精密结构的高导电材料应用广泛,例如用于制造太阳能电池电极、柔性显示器、射频识别标签、天线等。印刷电子技术有助于促进使用广泛、成本低廉和性能一般的电子产品在诸多方面的应用,例如用于制备柔性显示器、智能标签、装饰和动画海报、以及运动服装等对性能需求不高的产品。印刷电子器件的制造可以采用几乎任何的工业印刷方法。与传统印刷工艺相似,印刷电子工艺也可采用油墨彼此层叠的方法。因此,印刷工艺和油墨材料的协调发展是该领域的核心研究工作。因其低成本且能够为便携式、轻便性和一次性装置提供实现平台等优势,柔性基底材料成为近期研究的焦点。上述装置所需要的导电电极,迄今为止主要通过丝网印刷、溅射涂布、喷墨印刷和喷枪喷涂等方法沉积而成。然而,这些沉积方法均需要使用油墨,但是现有油墨的固化方法复杂,而且在印刷后不能立即导电,这些都不利于制作快速 ...
【技术保护点】
1.一种用于导电油墨的组合物,包含:溶剂;不含任何纳米颗粒的导电颗粒,其中,所述导电颗粒包含一种或多种金属;食用增稠剂;表面活性剂;以及占所述组合物重量的30%至60%的水;其中,所述组合物任选地包含分散剂,所述分散剂包含水基树脂,所述水基树脂的量大于或等于所述组合物重量的1%并且小于所述组合物重量的5%。
【技术特征摘要】
2017.04.03 US 62/601,802;2018.02.22 US 15/901,9161.一种用于导电油墨的组合物,包含:溶剂;不含任何纳米颗粒的导电颗粒,其中,所述导电颗粒包含一种或多种金属;食用增稠剂;表面活性剂;以及占所述组合物重量的30%至60%的水;其中,所述组合物任选地包含分散剂,所述分散剂包含水基树脂,所述水基树脂的量大于或等于所述组合物重量的1%并且小于所述组合物重量的5%。2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述导电颗粒包含选自由银、铜、金、碳和任何其他导电金属合金颗粒所组成的组中的一种或多种颗粒。3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述导电颗粒的尺寸在1微米至15微米的范围内,并且所述导电颗粒以所述组合物重量的15%至50%的量添加。4.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述溶剂是水基的且无毒的,并且其中,所述溶剂包含选自乙二醇、二乙二醇和三乙二醇中的一者的二醇;或选自2-丙醇和甲氧基丙醇中的一者的丙醇;或选自乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚中的一者的醚;或选自乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一者的乙酸酯;或其任何组合。5.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述溶剂的量小于所述组合物的重量的30%。6.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述食用增稠剂是水基的,并且其中,所述食用增稠剂包含生物胶、海藻酸钠和纤维素中的一种或多种,其中,所述生物胶包含选自由瓜尔豆胶、黄单胞菌多糖和角叉菜胶所组成的组的一种或多种;并且其中,所述纤维素包含选自由羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羧甲基纤维素所组成的组中的一种或多种,并且其中,所述增稠剂起增稠剂、促粘剂和触变剂的作用,并且其中,所述增稠剂的量处于低于所述组合物的重量的1%至低于所述组合物的重量的5%的范围内。7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述分散剂包含水基的、促进粘合的树脂,其中,所述分散剂包含一种或多种选自包含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、醛酮树脂、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸树脂(AA)、环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇(PVA)和聚偏二氟乙烯(PVDF)的组中的化合物,并且其中,调节所述组合物中的所述树脂的量以使得所述导电油墨能够擦除或不能够擦除。8.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述表面活性剂包含一种或多种选自由月桂基磺基琥珀酸单酯二钠(DLS)、月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠(MES)、椰油基单乙醇酰胺磺基琥珀酸酯二钠(DCMS)、十二烷基硫酸钠(SDS)或月桂基硫酸钠(SLS)和脂肪酸钾皂(SFP)所组成的组中的化合物,其中,所述表面活性剂的量小于所述组合物的重量的5%。9.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合...
【专利技术属性】
技术研发人员:王悦辰,徐涛,傅丽,
申请(专利权)人:纳米及先进材料研发院有限公司,
类型:发明
国别省市:中国香港,81
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