无机填料表面包银和其水性光固化导电银浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无机填料表面包银的水性光固化导电银浆，其特征在于：所述导电银浆各组分质量百分比为：表面包银的无机填料10～70％、聚丙烯酸酯水性树脂15～60％、水5～40％、光引发剂0.1～5％。该款水性光固化银浆可以印刷密度高、均一性好的薄膜银层，导电性能优异，适用于各类电子设备薄膜印刷。

【技术实现步骤摘要】
无机填料表面包银和其水性光固化导电银浆及其制备方法
本专利技术属于无机填料
，具体涉及一种无机填料表面包银和其水性光固化导电银浆及其制备方法。技术背景导电银浆种类繁多，按照固化体系又可分为室温固化导电银浆、中温固化导电银浆、高温烧结导电银浆、紫外光固化导电银浆等。其中，室温固化导电银浆体系较不稳定，室温储存时表面电阻率容易发生变化；高温导电银浆需要高温烧结，使用温度高，对半导体、敏感元件和不能耐受高温的基材如柔性基板、ITO薄膜等均不适用，适用范围窄，且工艺周期长，能耗高；目前国内外应用较多的是中温固化导电银浆，其固化温度适中，与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配，力学性能也较优异，但是对于热敏感元件、柔性基材和ITO薄膜仍是受到限制。水性光固化导电银浆的原理是指在紫外光的照射下，光引发剂吸收特定波长的光子，激发到激发状态，形成自由基或阳离子，然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光性单体等转变为激发态，产生电荷转移聚合体，这些结合体继续不断交联聚合，在极短的时间里产生固化成三维网状结构大分子量的高分子聚合物。光固化导电银浆将紫外光固化技术和导电浆料结合起来，赋予了导电浆料新的性能并扩大了应用的范围，但是由于传统的固体银粉通常使用油性溶剂，不仅污染环境，成本高，而且仅适用于厚膜印刷，很难降低印刷膜厚。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种无机填料表面包银和其水性光固化导电银浆及其制备方法，该款水性光固化银浆可以印刷密度高、均一性好的薄膜银层，导电性能优异，适用于各类电子设备薄膜印刷。为实现此目的，本专利技术所设计的一种无机填料表面包银的水性光固化导电银浆，其特征在于：所述导电银浆各组分质量百分比为：表面包银的无机填料10～70％、聚丙烯酸酯水性树脂15～60％、水5～40％、光引发剂0.1～5％。所述无机填料为氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铁、氧化钙、氧化铜、氧化锌等和空心玻璃微珠中的一种或多种，通过球磨工艺研磨成0.1～100um的颗粒使用。所述光引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)，偶氮二异丁腈(AIBN)，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的一种或多种。一种上述水性光固化导电银浆的制备方法，该方法为将聚丙烯酸酯水性树脂加入水中，搅拌溶解后加入光引发剂和表面包银无机填料，通过搅拌机混合，三辊研磨机研磨分散均匀，当粒径小于2um，用200目纱网过滤之后，得到水性光固化导电银浆。一种无机填料表面包银的制备方法，它包括如下步骤：步骤1：在无机填料中先加入无水乙醇，并放入超声波清洗器中清洗，清洗后过滤，然后进行干燥处理；步骤2：配制Ph值为6～8的柠檬酸溶液，将步骤1中干燥处理后的无机填料加入到柠檬酸溶液中，并搅拌，使其反应，反应结束后将接枝有柠檬酸的无机填料过滤，并进行干燥处理；步骤3：将氨水倒入到硝酸银溶液中得到银氨溶液；步骤4：将步骤2得到的柠檬酸接枝的无机填料，加入到上述银氨溶液中，往溶液中滴加葡萄糖溶液，将表面包银后的无机填料进行过滤并干燥，得到无机填料包银粒子。上述技术方案的步骤1中，放入超声波清洗器中，清洗1～10min，再用去离子水超声清洗1～10min，清洗后过滤，放入30～100℃真空干燥器中干燥6～24h。上述技术方案的步骤2中，配制质量百分比浓度为1～10％的柠檬酸溶液450～550ml，用NaOH溶液将柠檬酸溶液的pH调至6～8，称取1～10g清洗干燥好的无机填料，加入到柠檬酸溶液中，常温搅拌5～24h，搅拌速度为50～150RPM，反应结束后将接枝有柠檬酸的无机填料过滤，放于30～100℃真空干燥器中干燥6～24h。上述技术方案的步骤3中，配制质量百分比浓度为5～40％的硝酸银溶液9～11ml，质量百分比浓度为5～40％的氨水溶液9～11ml，将氨水溶液倒入到硝酸银溶液中得到银氨溶液，配制质量百分比浓度为5～30％的葡萄糖溶液9～11ml。上述技术方案的步骤4中，称取柠檬酸接枝的无机填料，加入到上述银氨溶液中，往溶液中滴加葡萄糖溶液，滴加速度为1～2滴/秒，滴加完毕继续反应10～60min，表面包银后的无机填料经过过滤，放于30～100℃真空干燥器中干燥6～24h，得到无机填料包银粒子。一种无机填料表面包银的水性光固化导电银浆中聚丙烯酸酯水性树脂的制备方法，该方法在烧瓶中加入季戊四醇、苯磺酸、甲苯和巯基乙酸，其中，各组分质量百分比为：季戊四醇5～30％、苯磺酸0.1～20％、甲苯10～50％、巯基乙酸10～50％，加热(110℃)使甲苯回流1～5h，烧瓶中的混合物倒入到饱和碳酸氢钠溶液，通过乙酸乙酯萃取，萃取物用质量百分比浓度为9～11％的盐酸和饱和的氯化钠溶液洗涤，通过无水硫酸镁进行干燥得固体产物4-支链预聚体，将另外的烧瓶中加入丙烯酸(丙烯酸：衣康酸的摩尔比为8:2)、衣康酸、4-支链预聚体、去离子水和偶氮二异丁腈，其中，各组分质量百分比为：丙烯酸10～50％、衣康酸10～40％、4-支链预聚体10～50％、去离子水1～10％、偶氮二异丁腈0.01～1％，经过抽真空和充氮气，溶液温度上升到50～80℃并保持10～24h，不同分子量的丙烯酸水性树脂通过改变4-支链预聚体的用量获得，最终形成丙烯酸水性树脂。并进行冷冻干燥，储存。产率大于96％。本专利技术采用表面包银无机填料和水性聚丙烯酸酯相搭配，成本低且环保，可以实现紫外光快速固化而且有效的提高浆料的导电性能，该水性光固化导电浆料可通过印刷的方式印制在电子线路板、薄膜开关、无线电射频智能标签(RFID)、柔性线圈、可穿戴产品、薄膜太阳能电池、金属、塑料和ITO薄膜等材质表面。可以广泛应用于触摸屏、CSP、FPC、FPC/ITO、PET/ITOglass、PET/PET、倒装芯片(Flipchip)、液晶显示(LCD)、射频识别(RFID)、薄膜开关、ELbacklightterminals等领域的快速粘接导电。由于水性光固化导电银浆拥有光化学敏感性，可以极大提高生产效率；施工安全：无有机溶剂参与，是环保型产品，产品固化温度低，尤以对热敏材料使用为优，且能解决深层固化；固化能耗低，节省成本；固化后有良好的粘着性、耐溶剂性；粘接强度高、电阻率低；并且适用于自动化流水线大规模生产。本专利技术通过选择无机填料表面包银，同时搭配水性聚丙烯酸酯树脂和光引发剂，制备而成的水性光固化导电银浆具有以下优点在于：(1)无挥发，溶剂为环保的水；(2)成本低，使用无机填料表面包银，银的用量少；(3)导电浆料制备工艺简单，使用较少设备；(4)固化胶膜导电性能优越；(5)能够室温快速固化，满足工业化高效率生产，且节能环保。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明：实施例11、银包氧化铝颗粒的制备：在装有氧化铝(粒径为0.1～1.0um)的烧杯中先加入无水乙醇，放入超声波清洗器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机填料表面包银的水性光固化导电银浆，其特征在于：所述导电银浆各组分质量百分比为：表面包银的无机填料10～70％、聚丙烯酸酯水性树脂15～60％、水5～40％、光引发剂0.1～5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种无机填料表面包银的水性光固化导电银浆，其特征在于：所述导电银浆各组分质量百分比为：表面包银的无机填料10～70％、聚丙烯酸酯水性树脂15～60％、水5～40％、光引发剂0.1～5％。


2.根据权利要求1所述的无机填料表面包银的水性光固化导电银浆，其特征在于：所述无机填料为氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铁、氧化钙、氧化铜、氧化锌等和空心玻璃微珠中的一种或多种，通过球磨工艺研磨成0.1～100um的颗粒使用。


3.根据权利要求1所述的无机填料表面包银的水性光固化导电银浆，其特征在于：所述光引发剂为过氧化苯甲酰，偶氮二异丁腈，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的一种或多种。


4.一种权利要求1所述水性光固化导电银浆的制备方法，其特征在于：该方法为将聚丙烯酸酯水性树脂加入水中，搅拌溶解后加入光引发剂和表面包银无机填料，通过搅拌机混合，三辊研磨机研磨分散均匀，当粒径小于2um，用200目纱网过滤之后，得到水性光固化导电银浆。


5.一种无机填料表面包银的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：在无机填料中先加入无水乙醇，并放入超声波清洗器中清洗，清洗后过滤，然后进行干燥处理；
步骤2：配制Ph值为6～8的柠檬酸溶液，将步骤1中干燥处理后的无机填料加入到柠檬酸溶液中，并搅拌，使其反应，反应结束后将接枝有柠檬酸的无机填料过滤，并进行干燥处理；
步骤3：将氨水倒入到硝酸银溶液中得到银氨溶液；
步骤4：将步骤2得到的柠檬酸接枝的无机填料，加入到上述银氨溶液中，往溶液中滴加葡萄糖溶液，将表面包银后的无机填料进行过滤并干燥，得到无机填料包银粒子。


6.根据权利要求5所述的无机填料表面包银的制备方法，其特征在于：
所述步骤1中，放入超声波清洗器中，清洗1～10min，再用去离子水超声清洗1～10min，清洗后过滤，放入30～100℃真空干燥器中干燥6～24h。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马爱军，姚建锋，吴阳，邹爱东，王利民，何卫，汤超，
申请(专利权)人：浙江泰仑电力集团有限责任公司，国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，武汉南瑞电力工程技术装备有限公司，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33