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一种导电油墨及其制备方法技术

技术编号:19256813 阅读:48 留言:0更新日期:2018-10-26 22:44
本发明专利技术公开了一种导电油墨,由如下重量份的组分制成:丙烯酸铁5‑10份、4‑乙烯基苄氯5‑10份、光引发剂0.1‑0.3份、改性聚氨酯30‑40份、富勒烯包覆Be‑V‑Hf‑O2‑5份、消泡剂0.5‑1份、分散剂0.5‑1份、流平剂0.5‑1份、助溶剂15‑20份。本发明专利技术还公开了所述导电油墨的制备方法,首先按比例称取富勒烯包覆Be‑V‑Hf‑O加入球磨机中球磨得到细粉末,然后将细粉末和丙烯酸铁、4‑乙烯基苄氯、光引发剂、改性聚氨酯、消泡剂、分散剂、流平剂、助溶剂投入搅拌灌内,在转速为1200‑1500转/分钟下分散30‑50分钟;取料,即制得导电油墨。本发明专利技术公开的导电油墨对各种金属基材表现出良好粘附性,抗氧化性能良好,价格低廉,导电性和稳定性佳。

Conductive ink and preparation method thereof

The invention discloses a conductive ink made of the following components: iron acrylate 5 10 phr, 4 vinyl benzyl chloride 5 10 phr, photoinitiator 0.1 0.3 phr, modified polyurethane 30 40 phr, fullerene-coated Be_V_Hf_O2 5 phr, defoamer 0.5 1 phr, dispersant 0.5 1 phr, leveling agent 0.5 1 phr, solubilizing aid. Agent 15, 20. The invention also discloses the preparation method of the conductive ink. First, fullerene-coated Be_V_Hf_O is added to the ball mill to obtain fine powder, and then the fine powder is mixed with iron acrylate, 4_vinyl benzyl chloride, photoinitiator, modified polyurethane, defoamer, dispersant, leveling agent and cosolvent to stir. In irrigation, the speed is 1200 to 1500 rpm / min for 30 to 50 minutes. The conductive ink of the invention has good adhesion to various metal substrates, good oxidation resistance, low price, good conductivity and stability.

【技术实现步骤摘要】
一种导电油墨及其制备方法
本专利技术涉及油墨
,尤其涉及一种印刷电路板用导电油墨及其制备方法。
技术介绍
近年来,随着科学技术的不断进步,电子印刷取得了突飞猛进的发展,导电油墨作为电子印刷必不可少的原料,在印刷电路、电极、电镀底层、键盘接点、印制电阻等材料等领域有着广泛应用。导电油墨是用导电材料分散在连结料中制成的糊状油墨,具有一定程度导电性质,印刷到承印物上之后,起到导线、天线和电阻的作用。其性能的好坏直接影响着电子元件的使用寿命和适用范围。现在可获得的导电油墨具有许多缺点。一个缺点是许多导电油墨对一些金属表面(例如铝)的粘附性不足。导电油墨的另一个缺点在于这些材料在焊接到其它金属基材(例如跨接线,如常见的锡合金带)上之后常常不能形成稳定可靠的电互连。用于制备导电油墨的导电材料组分主要有银、铜、碳,分别制成银系导电油墨、铜系导电油墨和碳系导电油墨,银系导电油墨和铜系导电油墨导电性较好,但银系导电油墨价格昂贵,铜系导电油墨在高温时容易被氧化,碳系导电油墨价格低廉但导电性较低。中国专利技术专利CN105482554A实施例提供一种导电油墨。该导电油墨包括主体油墨及基材溶剂。主体油墨占导电油墨的60-95wt%,而基材溶剂占导电油墨的5-40wt%。主体油墨还包括多个导电颗粒以及主体溶剂,导电颗粒占主体油墨的70-80wt%,而主体溶剂占主体油墨的20-30wt%。另外,基材溶剂为溶解基材表面的溶剂。此导电油墨可以提升导电层在基材表面的附着力。但是,其导电颗粒采用银,价格昂贵,性价比不高。因此,开发一种对各种金属基材表现出良好粘附性,抗氧化性能良好,价格低廉,导电性和稳定性佳的导电油墨符合市场需求,具有广泛的市场价值和应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷,本专利技术提供一种导电油墨及其制备方法,该制备方法简单易行,原料易得,价格低廉,对设备和反应条件要求不高,适合工业化生产;通过所述制备方法制备得到的导电油墨克服了传统导电油墨或多或少存在的导电率低、稳定性差、对基材粘结性能不好、易氧化、价格昂贵的缺陷,对各种金属基材表现出良好粘附性,抗氧化性能良好,价格低廉,导电性和稳定性佳。为达到上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案是,一种导电油墨,由如下重量份的组分制成:丙烯酸铁5-10份、4-乙烯基苄氯5-10份、光引发剂0.1-0.3份、改性聚氨酯30-40份、富勒烯包覆Be-V-Hf-O2-5份、消泡剂0.5-1份、分散剂0.5-1份、流平剂0.5-1份、助溶剂15-20份。优选地,所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐;所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种;所述流平剂优选为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂中的一种或几种;所述光引发剂优选为安息香乙醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、1-羟基环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦中的至少一种。优选地,所述助溶剂选自环己酮、异氟尔酮、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚中的一种或几种。优选地,所述改性聚氨酯的制备方法,包括如下步骤:1)在氮气或惰性气体氛围下,将乙烯基三乙氧基硅烷与1,4-二氨基-2,3-二氰基-1,4-双(邻氨基苯巯基)丁二烯加入到装有回流冷凝管、电动搅拌器的三口瓶中,再向瓶中加入有机溶剂,在120-130℃下回流搅拌反应2-3小时,后旋蒸除去溶剂,得到中间产物;2)将经过步骤1)制备得到的中间产物、聚氨酯、四丁基溴化铵溶于四氢呋喃中,在40-60℃下搅拌反应10-12小时,后旋蒸除去四氢呋喃,得到改性聚氨酯。优选地,步骤1)中所述乙烯基三乙氧基硅烷、1,4-二氨基-2,3-二氰基-1,4-双(邻氨基苯巯基)丁二烯、有机溶剂的质量比为1:2:(5-8)。较佳地,所述有机溶剂选自异丙醇、丙酮、二氯甲烷、二甲苯中的一种或几种。优选地,步骤2)中所述中间产物、聚氨酯、四丁基溴化铵、四氢呋喃的质量比为1:(3-5):(0.1-0.3):(10-15)。优选地,所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。优选地,所述富勒烯包覆Be-V-Hf-O的制备方法,包括如下步骤:将碳酸铍、硝酸钒和碳酸铪溶于水中,在80-100℃下恒温磁力搅拌3-5h,然后滴加质量分数为10-20%的富勒烯水分散液,1小时内滴完,再置于水热反应釜中,在180-210℃下水热反应18-22h,然后在鼓风干燥箱中110℃烘干,冷却至室温后球磨,并在800-900℃下煅烧18-22h,煅烧结束后,冷却冷却至室温,取出研磨,过200目筛得富勒烯包覆Be-V-Hf-O。较佳地,所述碳酸铍、硝酸钒、碳酸铪、水、富勒烯水分散液的质量比为2:1:1:(20-30):(40-50)。优选地,所述导电油墨的制备方法,包括如下步骤:首先按比例称取富勒烯包覆Be-V-Hf-O加入球磨机中球磨得到细粉末,然后将细粉末和丙烯酸铁、4-乙烯基苄氯、光引发剂、改性聚氨酯、消泡剂、分散剂、流平剂、助溶剂投入搅拌灌内,在转速为1200-1500转/分钟下分散30-50分钟;取料,即制得导电油墨。本专利技术的导电油墨在使用时,在室温波长为220-250nm的紫外光下照射40-50分钟,导电油墨发生交联固化反应。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1)本专利技术提供的导电油墨的制备方法,简单易行,原料易得,价格低廉,对设备和反应条件要求不高,适合工业化生产。2)本专利技术提供的导电油墨,克服了传统导电油墨或多或少存在的导电率低、稳定性差、对基材粘结性能不好、易氧化、价格昂贵的缺陷,对各种金属基材表现出良好粘附性,抗氧化性能良好,价格低廉,导电性和稳定性佳。3)本专利技术提供的导电油墨,通过金属有机物添加金属铁、添加合金材料Be-V-Hf-O与合金材料包覆的富勒烯、固化反应形成的季铵盐离子结构协同作用,提高了材料的导电率。分子结构中的氰基、苯环结构能提高导电油墨的耐火阻燃性、耐候性和稳定性。4)本专利技术提供的导电油墨,通过紫外光固化形成交联结构,提高油墨综合性能;通过对聚氨酯进行改性,进入乙氧基硅烷结果,提高各成分间的相容性和分散性,也有助于提高油墨与基材之间的粘结力。5)本专利技术提供的导电油墨,通过添加富勒烯包覆的Be-V-Hf-O,一来提高了其导电率,二来,能有效预防金属单质氧化,使得油墨性能更加稳定,使用寿命更长。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案,并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂,下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的原料购自摩贝(上海)生物科技有限公司。实施例1一种导电油墨,由如下重量份的组分制成:丙烯酸铁5份、4-乙烯基苄氯5份、安息香乙醚0.1份、改性聚氨酯30份、富勒烯包覆Be-V-Hf-O2份、磷酸三丁酯0.5份、六偏磷酸钠0.5份、聚丙烯酸酯流平剂0.5份、环己酮15份。所述改性聚氨酯的制备方法,包括如下步骤:1)在氮气氛围下,将乙烯基三乙氧基硅烷10g与1,4-二氨基-2,3-二氰基-1,4-双(邻氨本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种导电油墨,其特征在于,由如下重量份的组分制成:丙烯酸铁5‑10份、4‑乙烯基苄氯5‑10份、光引发剂0.1‑0.3份、改性聚氨酯30‑40份、富勒烯包覆Be‑V‑Hf‑O2‑5份、消泡剂0.5‑1份、分散剂0.5‑1份、流平剂0.5‑1份、助溶剂15‑20份。

【技术特征摘要】
1.一种导电油墨,其特征在于,由如下重量份的组分制成:丙烯酸铁5-10份、4-乙烯基苄氯5-10份、光引发剂0.1-0.3份、改性聚氨酯30-40份、富勒烯包覆Be-V-Hf-O2-5份、消泡剂0.5-1份、分散剂0.5-1份、流平剂0.5-1份、助溶剂15-20份。2.根据权利要求1所述的导电油墨,其特征在于,所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐;所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种;所述流平剂优选为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂中的一种或几种;所述光引发剂优选为安息香乙醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、1-羟基环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦中的至少一种;所述助溶剂选自环己酮、异氟尔酮、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的导电油墨,其特征在于,所述改性聚氨酯的制备方法,包括如下步骤:1)在氮气或惰性气体氛围下,将乙烯基三乙氧基硅烷与1,4-二氨基-2,3-二氰基-1,4-双(邻氨基苯巯基)丁二烯加入到装有回流冷凝管、电动搅拌器的三口瓶中,再向瓶中加入有机溶剂,在120-130℃下回流搅拌反应2-3小时,后旋蒸除去溶剂,得到中间产物;2)将经过步骤1)制备得到的中间产物、聚氨酯、四丁基溴化铵溶于四氢呋喃中,在40-60℃下搅拌反应10-12小时,后旋蒸除去四氢呋喃,得到改性聚氨酯。4.根据权利要求3所述的导电油墨,其特征在于,步骤1)中所述乙烯基三乙氧基硅烷、1,4-二氨基-2,3-二氰基-1,4-双(邻氨基苯巯基)丁二...

【专利技术属性】
技术研发人员:王欣欣
申请(专利权)人:王欣欣
类型:发明
国别省市:山东,37

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