一种UV固化纳米镀银导电油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种UV固化纳米镀银导电油墨及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：将包覆基材加入到还原性混合液中，超声波分散，滴入银源溶液发生镀银反应；离心、清洗、干燥，得到纳米镀银粒子粉体；称取纳米镀银粒子粉体0.5g，加入乙酸乙酯并搅拌均匀，得到导电胶体分散液；按照导电胶体分散液占导电油墨25％的质量分数，计算出需要加入的连接剂树脂及助剂需要的量；对连接剂树脂及助剂制成的混合液进行超声分散，加入导电胶体分散液并搅拌均匀，得到UV固化纳米镀银导电油墨。本发明专利技术采用镀银的方式，既能保证银优异的电磁性能，又能减少导电油墨中银的使用量，而且包覆的银层比较光滑致密，效果好，大幅度降低了使用银的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种UV固化纳米镀银导电油墨及其制备方法
本专利技术涉及轻工化工
，具体涉及一种UV固化纳米镀银导电油墨及其制备方法。
技术介绍
目前，在印刷电子技术中，导电油墨是印刷电子的关键因素。传统的导电油墨在使用过程中存在大量有机溶剂挥发，而且电子线路的制造工序繁琐，成本高，对环境造成了极大的污染，也严重损害了身体健康的问题。UV光固化油墨是绿色环保油墨之一，它具有不含有重金属、V℃的排放量和有害溶剂的挥发量比较低的优点，因此制备UV光固化导电油墨十分有意义。纳米银作为纳米级别的粒子，具有特殊的纳米特性，使得纳米银油墨的导电性能要远远好于常规导电油墨，烧结温度也大大低于常规导电油墨。纳米导电油墨干燥后，有机金属化合物把纳米颗粒连接在一起，得到三倍以上的导电效率。但是纳米银的成本很高，这一点极大地局限了它在各个领域的应用。故在保证银的各项特性的前提下，减少银的使用是当代亟待解决的难题。复合粉体是用一种物质包覆另外一种物质的形成核壳结构的新型材料。随着复合材料概念的出现，越来越多的科研学者开始找寻一种更佳的结合方式，将二者或二者以上材料的各项性能进行叠加，从而扩大复合材料的应用领域。核壳结构就是一种好的复合方式。通过包覆使得被包覆的基材不仅具有其本身的性能，而且还能兼具包覆物的各种优异功能，这恰恰迎合了实际生产应用中对于复合材料的多方位要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)纳米镀银粒子的制备：将包覆基材加入到还原性混合液中，超声波分散；通过恒压漏斗将银源溶液滴入混合溶液中发生镀银反应；反应结束后，离心、清洗，重复3～5次，干燥，得到纳米镀银粒子粉体；(2)油墨的制备：称取纳米镀银粒子粉体0.5g，将纳米镀银粒子粉体中加入乙酸乙酯并搅拌均匀，得到导电胶体分散液；然后按照导电胶体分散液占导电油墨25％的质量分数，计算出需要加入的连接剂树脂及助剂需要的量；之后将连接剂树脂及助剂制成的混合液放到超声波清洗器中进行超声分散；使导电胶体分散液均匀分散在混合液中，搅拌均匀，得到UV固化纳米镀银导电油墨。作为本专利技术优选的实施方式，所述包覆基材是经改性处理的微球材料，所述微球材料是二氧化硅微球、炭粉体、聚合物微球中的一种；改性处理是指降低包覆基材表面能的处理手段，如电击、热处理、改性剂处理等，优选改性剂处理。所述改性剂为硅烷偶联剂，优选巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)；所述改性剂的用量为巯丙基三甲氧基硅烷:微球材料＝0.05～1(g/g)。作为本专利技术优选的实施方式，所述还原性混合液是指还原剂和分散剂的混合溶液，所述还原剂与分散剂的质量比为0.5～2；所述分散剂为可溶性淀粉或聚乙烯吡络烷酮，优选可溶性淀粉；所述还原剂是指具有还原性官能团的一类物质，还原性官能团为醛基、还原性羟基等，优选玉米秸秆提取物。所述玉米秸秆提取物的制备过程如下：将玉米秸秆洗净，干燥，磨成玉米秸秆粉末；再将玉米秸秆粉末加水煮沸，经超声波细胞粉碎、过滤、冷冻干燥后，得到玉米秸秆提取物膏状物。作为本专利技术优选的实施方式，所述银源溶液是指含有银离子的一类物质，如硝酸银溶液或银氨溶液，优选银氨溶液；银氨溶液为实验室现配现用，制备方法为：用稀氢氧化钠(NaOH，2％)预处理50mL烧杯；取AgNO3置于烧杯中，加去离子水得到10mlAgNO3溶液；将氨水(2％)滴加入烧杯中，直到出现的棕色氧化银溶解，得到银氨溶液。所述银源溶液的浓度为0.06～0.16mol/L。作为本专利技术优选的实施方式，所述镀银反应的反应温度为50℃～90℃、反应时间为1～6h。作为本专利技术优选的实施方式，所述导电胶体分散液中的纳米镀银粒子粉体的质量分数为50～100％。作为本专利技术优选的实施方式，所述连接剂树脂为超支化聚氨酯丙烯酸树脂，所述助剂为丙三醇或二甘醇。本专利技术还提供了一种按照上述的制备方法制得的UV固化纳米镀银导电油墨。为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：(1)本专利技术采用玉米秸秆提取物作为还原剂，其在安全性、环保、可持续性、还原性等方面具有很大的优点；(2)本专利技术采用二氧化硅作为包覆基材，其获得方式简易、原料来源范围广、低成本、理化性质稳定；(3)本专利技术采用镀银的方式，既能保证银优异的电磁性能，又能减少导电油墨中银的使用量。使用这种制备方法得到的包覆银层光滑致密，效果好。优选的，当MPTMS与二氧化硅质量比1:5、硝酸银浓度0.08mol/L，分散液中镀银粉体质量分数为90％时，镀银导电油墨的电阻为1.09Ω，导电率为9.17×104S/m，银的使用率降低了25.4％，大幅度降低了银的应用成本。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例3中所得的纳米镀银粒子表征结果；图2是本专利技术实施例3中所得的纳米镀银粒子的能谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。所述
的普通技术人员依据以上本专利技术公开的内容和各参数所取范围，均可实现本专利技术目的。本专利技术制备方法中各起始原料可从市场购得。实施例1：一种UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氧化硅分散在无水乙醇中，然后按照MPTMS:SiO2＝1:20(g/g)的比例加入巯丙基三甲氧基硅烷进行改性处理，在70℃下反应6h；再将改性后的悬浮液在10000rpm的条件下进行离心，倒掉上层清液后，加入无水乙醇进行清洗，重复操作3～5次，得到纯净的改性二氧化硅；最后在鼓风干燥箱中进行烘干，得到改性二氧化硅。(2)用稀氢氧化钠(NaOH，2％)预处理50mL烧杯；取AgNO3置于烧杯中，加入去离子水，得到10ml0.06mol/LAgNO3溶液；将氨水(2％)滴加入烧杯中，直到出现的棕色氧化银溶解，得到银氨溶液。此时，Ag+在透明混合物中以[Ag(NH3)2]OH络合物的形式存在，并且用去离子水将[Ag(NH3)2]OH络合物溶液稀释至20mL。然后，按玉米秸秆提取物与硝酸银的用量比1g:0.20g，将玉米秸秆提取物粉末和可溶性淀粉放入150mL烧瓶中，并在70℃的温度下与去离子水(18ml)混合分散30分钟，得到还原性混合液；加入改性二氧化硅，超声波分散30分钟；之后，通过恒压漏斗以每分钟20滴的速度将[Ag(NH3)2]OH络合物溶液滴入还原性混合溶液中，70℃下反应3h；反应结束后，将反应物溶液在10000rpm的条件下进行离心，倒掉上层清液后，加入无水乙醇进行清洗，重复操作3～5次，得到纳米镀银粒子；最后在鼓风干燥箱中进行烘干，得到纳米镀银粒子粉体。(3)称取上述制备的纳米镀银粒子粉体0.5g，将其加入乙酸乙酯并搅拌均匀，按照导电胶体分散液中纳米镀银粒子粉体的质量分数为50％、导电胶体分散液占导电油墨25％的质量分数，计算出需要加入的连接剂树脂及助剂需要的量。之后将连接剂树脂及助剂制成的混合液放到超声波清洗器中进行超声分散；使导电胶体分散液均匀分散在混合液中，搅拌均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)纳米镀银粒子的制备：将包覆基材加入到还原性混合液中，超声波分散；通过恒压漏斗将银源溶液滴入混合溶液中发生镀银反应；反应结束后，离心、清洗，重复3～5次，干燥，得到纳米镀银粒子粉体；(2)油墨的制备：称取纳米镀银粒子粉体0.5g，将纳米镀银粒子粉体中加入乙酸乙酯并搅拌均匀，得到导电胶体分散液；然后按照导电胶体分散液占导电油墨25％的质量分数，计算出需要加入的连接剂树脂及助剂需要的量；之后将连接剂树脂及助剂制成的混合液放到超声波清洗器中进行超声分散；使导电胶体分散液均匀分散在混合液中，搅拌均匀，得到UV固化纳米镀银导电油墨。

【技术特征摘要】
1.一种UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)纳米镀银粒子的制备：将包覆基材加入到还原性混合液中，超声波分散；通过恒压漏斗将银源溶液滴入混合溶液中发生镀银反应；反应结束后，离心、清洗，重复3～5次，干燥，得到纳米镀银粒子粉体；(2)油墨的制备：称取纳米镀银粒子粉体0.5g，将纳米镀银粒子粉体中加入乙酸乙酯并搅拌均匀，得到导电胶体分散液；然后按照导电胶体分散液占导电油墨25％的质量分数，计算出需要加入的连接剂树脂及助剂需要的量；之后将连接剂树脂及助剂制成的混合液放到超声波清洗器中进行超声分散；使导电胶体分散液均匀分散在混合液中，搅拌均匀，得到UV固化纳米镀银导电油墨。2.根据权利要求1所述的UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，其特征在于：所述包覆基材是经改性剂改性处理的微球材料，所述微球材料为二氧化硅微球、炭粉体、聚合物微球中的一种。3.根据权利要求2所述的UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，其特征在于：所述改性剂为巯丙基三甲氧基硅烷；所述改性剂的用量为巯丙基三甲氧基硅烷:微球材料＝0.05～1。4.根据权利要求1所述的UV固化纳米镀银导电油墨的制备方法，其特征在于：所述还原性混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘谷红，陈广学，陈奇峰，谭康梅，唐杰，
申请(专利权)人：广东彩乐智能包装科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44