一种薄膜开关用银包镍导电油墨及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜开关用银包镍导电油墨及其制备方法，包括以下组分及重量百分比含量：片状银包镍粉45～50；纳米银粉10～15；饱和聚酯树脂15～20；二价酸酯5～10；丙二醇甲醚醋酸酯5～10；乙二醇二乙酸酯5～10；聚乙烯蜡0.5～1.0；二甲基硅氧烷0.2～0.5；气相二氧化硅0.2～0.5；导电石墨0.1～0.5。薄膜开关用银包镍导电油墨实际生产工艺主要分为八个步骤：预聚物合成、配料、高速分散、三辊研磨、过滤、成品检测、均质搅拌、装罐。与现有技术相比，本发明专利技术油墨具有成本低、硬度低低、耐磨性好、储存时间长等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜开关用银包镍导电油墨及其制备方法
本专利技术属于电子材料
，具体涉及薄膜开关用银包镍导电油墨及其制备方法。
技术介绍
导电油墨被广泛应用于印刷电路、半导体封装、太阳能电池等领域。随着薄膜开关的迅速发展，全自动印刷薄膜开关的工艺已经逐步开始推广，由于全自动印刷工艺需要经过传动部件的长期摩擦，普通的导电油墨还需要附带高硬度、耐摩擦的效果，从而满足该工艺。普通的薄膜开关导电油墨只有导电性能的要求，无法满足全自动印刷工艺中传动部件的长期摩擦。银包镍导电油墨采取银包镍粉作为主体项与其它高分子树脂、溶剂复配成型，由于其主体合金粉末具备较高的硬度，在固化成膜后较一般纯银粉油墨具备更高的硬度和耐候性，所以在各项物理性能上都有提升。另外，在制造成本上，银包镍粉的成本比纯银粉制作的导电油墨下降50％左右，可以大大减少生产企业的成本。现阶段，耐长期摩擦的导电油墨市场上非常烧结，没有成熟稳定的产品，存在成本高、硬度低、耐磨性查、储存时间短的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低，硬度高、耐磨性好的薄膜开关用银包镍导电油墨及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种薄膜开关用银包镍导电油墨，其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量：所述的片状银包镍粉所述的片状银包镍粉其平均粒径在4～5μm，银含量为25％，其形状为片状、在油墨体系中分散性良好且导电性能优异。该粉末具备良好的硬度，且成本低廉，较纯银粉配置的油墨成本低50％左右。所述的纳米银粉平均粒径在100-200nm，纯度＞99.95％，其形状为球状，比表面积25m2/g-40m2/g，体积密度0.8-1.0g/cm3。纳米银粉低松比，流动性好，拥有良好的填平效果，进一步促进导电性。所述的导电石墨其平均粒径为30-50nm，纯度＞99.9％，比表面积180m2/g-200m2/g，振实密度2-2.5g/cm3，片状黑色粉体。该粉体表面经过处理，可以具备良好的分散性，在油墨涂层中增加一定的导电性和耐摩擦性。所述的饱和聚酯树脂为高分子量线型饱和共聚聚酯，其分子量为20000g/mol，玻璃化温度为65-70℃，软化温度155℃，密度1.25g/cm3。该高分子树脂的硬度、柔韧性都很好，对基材的附着力很强。(能否补充其物理或化学性能，或者市售产品型号和厂家)；所述的二价酸酯为高纯度MDBE，是丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯的混合物。其含量＞99％，其水分含量＜0.1％。该种溶剂是环保型高沸点溶剂，沸程在196-225℃，平均分子量159，凝固点-20℃。二价酸酯具备极好的溶解性，并能够促进油墨具备良好的流平性，提高光泽。所述的丙二醇甲醚醋酸酯分子式为C6H12O3，无色吸湿液体，有特殊气味，是一种具有多官能团的非公害溶剂。分子量132.16，熔点-87℃，沸点146℃，密度0.96，无色透明液体。能够提高涂膜强度。所述的乙二醇二乙酸酯分子式是C6H10O4，熔点-41℃，沸点186℃，密度1.128，无色液体。所述的聚乙烯蜡，密度0.93-0.98，分子量为3500，熔点100℃，能够与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好，能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流动性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脱模性，对于PVC和其它的外部润滑剂相比，聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用。其作用原理是这样的：聚乙烯蜡在高温中(约100-140℃)溶解于溶剂中，而在冷却至常温时析出，以微晶形式存在于涂料中，因其触变性有利于涂料的贮存，而在涂料施工应用之后，在溶剂挥发过程中能迁移到涂膜表层，最终与涂料其他组分形成一个“蜡化”的表层。所述的二甲基硅氧烷为C2H8Si，熔点-150℃，沸点-20℃，具备优异性能的消泡剂，能使油墨表面的铺展性能更加优异，形成坚固的膜层。所述的气相二氧化硅平均粒径为30nm，比表面积180-220m2/g，纯度＞99.8％，表观密度30-60g/L，用于非水性油墨的疏水性气相二氧化硅。一种薄膜开关用银包镍导电油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)预聚物合成将饱和聚酯树脂加入反应釜中，并逐渐升温至50℃，随后滴加二价酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇二乙酸酯的混合物，滴加时间为1.5h，滴加完成后继续反应3h，接着，将反应釜升温至70℃，将导电石墨加入反应釜，反应3h后趁热出料，得到饱和聚酯树脂预聚物，避光保存；(2)配料按质量百分比依次在物料桶中添加饱和聚酯树脂预聚物、聚乙烯蜡、二甲基硅氧烷、气相二氧化硅、添加片状银包镍粉、添加纳米银和溶剂(此处溶剂为配制预聚物后剩余的丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯和二价酸酯的混合物)；(3)分散、研磨将物料桶移至高速分散机，使物料高速分散均匀，然后加入三辊研磨机进行研磨每轧，每轧制完一遍银浆都需要再次进行高速分散；多次循环，至物料细度小于等于10μm；(4)真空过滤采用250-400目的不锈钢网进行真空过滤；(5)均质搅拌将真空过滤后的物料装罐，并置于均质机中搅拌3min即可。步骤(3)高速分散机的搅拌头降至物料桶底2cm处，高速分散机的分散频率为75Hz，分散时间为5min；物料分散均匀的判定方式为观察银浆整体呈银灰色浆体且无银粉颗粒，则分散均匀。步骤(3)分散研磨的循环次数为三次，且不断循序渐进地控制三辊研磨机中快辊和中辊之间的辊间隙，第一遍研磨时，辊间隙控制在0.25mm-0.30mm，第二遍研磨时，辊间隙控制在0.20-0.25mm，第三遍研磨时，辊间隙控制在0.15-0.20mm。步骤(4)所述真空过滤采用的设备包括真空泵、以及与其连接的不锈钢物料筒，该不锈钢物料筒上方安装有250-400目的不锈钢网，使用时先打开真空泵开关，随后在不锈钢网上不断倾倒分散完毕的导电银浆，并用橡胶刮板不断铺平银浆，使其迅速过滤到内置不锈钢物料筒中去。步骤(5)均质搅拌前物料罐中的真空度为0.10～0.15Mpa。本专利技术采用银包镍粉作为主要固体相，可以固化成膜后的硬度和耐磨性并起到降低成本的作用，以纳米银粉作为固体填充相，可以进一步填充银包镍粉成膜后的缝隙，增强导电油墨的导电性和附着力；采用饱和聚酯树脂作为粘结相，可以具有很强的附着力，并增强对不同承印基材的广泛适应性；阶梯式复配型溶剂相(丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二价酸酯)，既满足欧盟ROSH以及WEEE的环保要求，又可以实现快速固化，满足客户喷印或者丝印的印刷工艺；采用聚乙烯蜡作为防沉降剂，可以增强抗沉降性，延长产品的存放时间，并由于其是线性结构，对导电性能的影响效果较小；采用导电石墨作为成膜后的润滑剂，可以有效增加导电油墨成膜后的润滑性。采用自制的真空过滤器，可以有效模拟客户端的丝网印刷效果，过滤掉导电油墨制成中产生的杂质；采用均质搅拌机，可以有效地使导电油墨脱泡、并使原材料进一步地充分混合，达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜开关用银包镍导电油墨，其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量：/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜开关用银包镍导电油墨，其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量：





2.根据权利要求1所述的薄膜开关用银包镍导电油墨，其特征在于，所述的片状银包镍粉其平均粒径在4～5μm，银含量为25％，其形状为片状；
所述的纳米银粉其平均粒径在100-200nm，纯度＞99.95％，其形状为球状，比表面积25m2/g-40m2/g，体积密度0.8-1.0g/cm3；
所述的导电石墨其平均粒径为30-50nm，纯度＞99.9％，比表面积180m2/g-200m2/g，振实密度2-2.5g/cm3，片状黑色粉体。


3.根据权利要求1所述的薄膜开关用银包镍导电油墨，其特征在于，所述的饱和聚酯树脂为高分子量线型饱和共聚聚酯，其分子量为20000g/mol，玻璃化温度为65-70℃，软化温度155℃，密度1.25g/cm3；
所述的二价酸酯为高纯度MDBE，是丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯的混合物，其含量＞99％，其水分含量＜0.1％，该种溶剂是环保型高沸点溶剂，沸程在196-225℃，平均分子量159，凝固点-20℃；
所述的丙二醇甲醚醋酸酯分子式为C6H12O3，分子量132.16，熔点-87℃，沸点146℃，密度0.96，无色透明液体；
所述的乙二醇二乙酸酯，分子式是C6H10O4，熔点-41℃，沸点186℃，密度1.128，无色液体。


4.根据权利要求1所述的薄膜开关用银包镍导电油墨，其特征在于，所述的聚乙烯蜡，密度0.93-0.98，分子量为3500，熔点100℃；
所述的二甲基硅氧烷分子式为C2H8Si，熔点-150℃，沸点-20℃；
所述的气相二氧化硅平均粒径为30nm，比表面积180-220m2/g，纯度＞99.8％，表观密度30-60g/L。


5.一种如权利要求1所述的薄膜开关用银包镍导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预聚物合成
将饱和聚酯树脂加入反应釜中，并逐渐升温至50℃，随后滴加二价...

【专利技术属性】
技术研发人员：江海涵，朱庆明，
申请(专利权)人：上海宝银电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31