一种纳米导电油墨及其制备方法及其RFID天线与应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米导电油墨，包括：导电金属填料，60‑80份；粒径为2‑50nm的银纳米颗粒，0.1‑5份；高分子有机树脂，1‑12份；附着力促进剂，0.5‑5份；流平剂，0.1‑2份；消泡剂，0.1‑2份；有机溶剂，10‑25份。本发明专利技术还公开了该纳米导电油墨的制备方法、又公开了一种纳米导电油墨的RFID天线和一种RFID电子标签的制作方法。它使得利用纳米导电油墨打印的RFID天线具有超薄的厚度，且厚度均匀、还具有良好的电导率和附着力，还能够通过降低RFID天线的厚度来减少导电油墨的消耗，大大地降低成本。

Nano conductive ink and its preparation method, RFID antenna and application thereof

The invention discloses a nanometer conductive ink, which comprises: conductive metal filler, 60_80 phr; silver nanoparticles with a particle size of 2_50 nm, 0.1_5 phr; polymer organic resin, 1_12 phr; adhesion promoter, 0.5_5 phr; leveling agent, 0.1_2 phr; defoamer, 0.1_2 phr; and organic solvent, 10_25 phr. The invention also discloses a preparation method of the nanometer conductive ink, an RFID antenna of the nanometer conductive ink and a preparation method of an RFID electronic tag. It makes the RFID antenna printed with nano-conductive ink have ultra-thin thickness, uniform thickness, good conductivity and adhesion, and can reduce the consumption of conductive ink by reducing the thickness of RFID antenna, greatly reducing costs.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米导电油墨及其制备方法及其RFID天线与应用
本专利技术属于化学化工领域，具体涉及一种纳米导电油墨，尤其涉及一种纳米导电油墨及其制备方法及其RFID天线与应用。
技术介绍
随着RFID电子标签技术在世界范围内普及，RFID电子标签技术逐渐被应用到公共交通管理、商业零售、物流管理和防伪等领域。它在防伪领域具有成本低、难伪造等优点。而且RFID电子标签可储存大量信息，对于一种产品可指定特色的编码信息，这个编码很难被复制，因此具有防伪作用，在医药、食品、化妆品等领域有着广泛的应用。RFID天线是电子标签的重要组成部分，具有存储、传送和接收信息的作用。目前，RFID电子标签天线常用的制造方法有蚀刻法、电镀法和直接印制法。其中蚀刻法、电镀法在生产过程中均会产生大量废液，存在对环境污染很大的问题。而直接印制法是直接用导电油墨在基材上印制导电线路，形成RFID天线。直接印制法具有成本低、导电性能好、易操作、无污染、基材选择灵活多样、抗压性能强的优势，从未来的发展看，直接印刷法将成为制作RFID电子标签天线的主流印刷方法。但是直接印制法里面使用的导电油墨它印刷出来的RFID天线存在着电阻率高、厚度大，浪费导电油墨、增加生产成等问题，从而限制了RFID天线在RFID电子标签中的应用。中国专利CN201410810731.2公开了一种凹版印刷的RFID电子标签天线用的导电油墨，使用该方法中的导电墨水印刷出来的RFID天线电阻率最低只能到达2.17ⅹ10-4Ω·cm的水平，因而，若要实现RFID天线的功能，它印刷的RFID天线导电图案的厚度要在2um以上，它无法实现RFID电子标签的超薄化，也由于厚度较厚，浪费大量的导电墨水，生产成本较高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于：提供一种纳米导电油墨，使得利用该纳米导电油墨打印的RFID天线具有超薄的厚度，且厚度均匀、还具有良好的电导率和附着力，还能够通过降低RFID天线的厚度来减少导电油墨的消耗，大大地降低成本。本专利技术的目的之二在于：提供一种本专利技术目的之一的纳米导电油墨的制备方法。本专利技术的目的之三在于：提供一种利用本专利技术目的之一的纳米导电油墨印刷的RFID天线。本专利技术的目的之四在于：提供一种包含本专利技术目的之三的纳米导电RFID天线的RFID电子标签。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种纳米导电油墨，按重量份包括：导电金属填料，60-80份；粒径为2-50nm的银纳米颗粒，0.1-5份；高分子有机树脂，1-12份；附着力促进剂，0.5-5份；流平剂，0.1-2份；消泡剂，0.1-2份；有机溶剂，10-25份。作为优选的，所述粒径为2-50nm的银纳米颗粒在90℃开始熔解。作为优选的，所述导电金属填料为纳米级别或微米级别的银粉、铜粉、银包铜粉中的任一种或者任几种以任意比例混合使用。作为优选的，所述高分子有机树脂为乙基纤维素、羟丙基纤维素、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂。作为优选的，所述附着力促进剂为928附着力促进剂、丙烯酸、TilcomIA10中的任一种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的任一种；所述的流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、Solvesso150中的任一种。作为优选的，所述有机溶剂为乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、乙二醇丙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇丙醚醋酸酯、二丙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、松油醇、石油醚。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：一种纳米导电油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)将一定量高分子有机树脂或其混合物搅拌加入有机溶剂或其混合物，加热至60-120℃溶解30-120min，配制5-30wt％的高分子树脂溶液，称为组分A；(2)将一定量粒径在2-50nm的银纳米颗粒材料添加到环己烷中，配制50wt％分散液，称为组分B，通过高速剪切、超声等设备促进银纳米颗粒单分散；(3)将一定量的粒径大于50nm的纳米银和/或纳米铜、微米银和/或微米铜材料搅拌加入冷却的组分A中，并加入流平剂改善所述纳米银和/或纳米铜、微米银和/或微米铜的表面张力，通过研磨、高速剪切、三辊密炼等促进分散，得到粘稠的组分C；(4)将一定量组分B加入到组分C中，搅拌均匀，通过抽真空去除环己烷，得到粘稠的组分D；(5)在组分D中加入适量的附着力促进剂和消泡剂，得到纳米导电油墨。本专利技术的目的之三采用如下技术方案实现：一种纳米导电油墨的RFID天线，该RFID天线是利用本专利技术目的之一的技术方案所述的纳米导电油墨在基材上形成的导电功能图案；所述导电功能图案采用凹版印刷的方法制得。作为优选的，所述纳米导电油墨的RFID天线的厚度为0.2～2um，电阻率低至1ⅹ10-5Ω·cm；所述基材为纸质。本专利技术的目的之四采用如下技术方案实现：一种RFID电子标签的制作方法，包括以下步骤：(1)印刷本专利技术目的之三的技术方案所述的纳米导电油墨的RFID天线；(2)干燥、固化所述的纳米导电油墨的RFID天线，条件设置为：150℃，5min；(3)在SMT贴片机上把IC芯片与所述的RFID天线连接；(4)封装。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术使用的纳米导电油墨里面掺杂了粒径在2-50nm的银纳米粒子，该银纳米粒子由于粒径小，表面能高，所以可以90℃就开始熔解烧结，使得纳米导电油墨制作的RFID天线的电阻率可以低至1ⅹ10-5Ω·cm的水平。与现有技术相比，相同的RFID天线导电线路，要达到相同的线路电阻，本专利技术的纳米导电油墨印刷的RFID天线导电线路的厚度只需要0.4um即可。降低了RFID天线的厚度，使得包含RFID天线的RFID电子标签实现了超薄化的设计，还大大地节约了导电油墨的用量，降低了生产成本。2.纳米导电油墨的制备方法中，使用微米银粉、微米铜粉来代替部分纳米银粉、纳米铜粉，既可以大大降低生产成本，又可以提升溶液系统的兼容性以及稳定性。3.RFID电子标签的制作方法中，由于使用了粒径为2-50nm的银纳米颗粒，所以在干燥、固化RFID天线导电图案时是实现了银与银之间的烧结的，在微观层面上大大地减少了晶界，在宏观层面体现的就是RFID天线导电图案的电阻率大大地降低。附图说明图1为不同厚度的纳米导电油墨的RFID天线剖视图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施例方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例1：一种纳米导电油墨，按重量份包括：导电金属填料，60-80份；粒径为2-50nm的银纳米颗粒，0.1-5份；高分子有机树脂，1-12份；附着力促进剂，0.5-5份；流平剂，0.1-2份；消泡剂，0.1-2份；有机溶剂，10-25份。粒径为2-50nm的银纳米颗粒在90℃开始熔解。导电金属填料为纳米级别或微米级别的银粉、铜粉、银包铜粉中的任一种或者任几种以任意比例混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米导电油墨，按重量份包括：导电金属填料，60‑80份；粒径为2‑50nm的银纳米颗粒，0.1‑5份；高分子有机树脂，1‑12份；附着力促进剂，0.5‑5份；流平剂，0.1‑2份；消泡剂，0.1‑2份；有机溶剂，10‑25份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米导电油墨，按重量份包括：导电金属填料，60-80份；粒径为2-50nm的银纳米颗粒，0.1-5份；高分子有机树脂，1-12份；附着力促进剂，0.5-5份；流平剂，0.1-2份；消泡剂，0.1-2份；有机溶剂，10-25份。2.根据权利要求1所述的纳米导电油墨，其特征在于，所述粒径为2-50nm的银纳米颗粒在90℃开始熔解。3.根据权利要求1所述的纳米导电油墨，其特征在于，所述导电金属填料为纳米级别或微米级别的银粉、铜粉、银包铜粉中的任一种或者任几种以任意比例混合使用。4.根据权利要求1所述的纳米导电油墨，其特征在于，所述高分子有机树脂为乙基纤维素、羟丙基纤维素、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂。5.根据权利要求1所述的纳米导电油墨，其特征在于，所述附着力促进剂为928附着力促进剂、丙烯酸、TilcomIA10中的任一种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的任一种；所述的流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、Solvesso150中的任一种。6.根据权利要求1所述的纳米导电油墨，其特征在于，所述有机溶剂为乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、乙二醇丙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇丙醚醋酸酯、二丙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、松油醇、石油醚。7.一种纳米导电油墨的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永能，高峰，陈法波，周虎，
申请(专利权)人：佛山市瑞福物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44