一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨及其制备方法，该导电油墨包含以下质量份数的组分：300～400份油墨、3～30份SiO2粉末、3～40份Ag@SiO2核

【技术实现步骤摘要】
一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种导电油墨，具体涉及一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨及其制备方法。

技术介绍

[0002]导电油墨印刷在非导电体承印物上，使承印物具有传导电流、排除积累静电荷的能力。导电油墨是导电浆料的一种。目前在电子电器领域以硅橡胶为基材的按键占各种按键的75％以上，导电硅胶按键是众多按键产品中技术最成熟、应用最广泛、发展前景最好的一种。硅橡胶具有比表面积大、内部孔隙率高、吸水容量大的特点。导电硅胶按键的主要成分是无定形二氧化硅，还含有一定量的结晶水，化学分子式可以表示为：mSiO2·
nH2O。由于硅橡胶表面光滑，介电常数小于2.8，大分子极性低，化学惰性，与其它材料很难粘结，包括导电油墨在内的浆料很难牢固地印在硅橡胶按键表面。因此，印刷物的附着性直接决定了按键的使用寿命。此外，导电油墨除了可应用于一些柔性基板表面，还可应用于曲面、弧面、可弯曲的显示屏等场合，因此还需考虑油墨的抗拉伸性能。
[0003]油墨的导电填料主要由石墨、炭黑、碳纤维及其混合物组成。但是无定型炭黑的电阻率与石墨的电阻率较大，所制得的油墨固化后导电性能比较低(10
‑2～102Ω
·
cm)，同时耐湿性差，温度系数大、附着力较弱，只能用于对导电性要求不高的电子产品。一种有效提高导电性能的方式是通过添加金属粉末，提供额外的电学连接桥梁，从而提升浆料的导电性能。常见的金属导电填料为银、铜、金三种。从导电性来看，银的体电阻率为1.6
×
10
‑6Ω
·
cm，铜为1.7
×
10
‑6Ω
·
cm，金为2.3
×
10
‑6Ω
·
cm，从价格来看，金约是银的25倍，是铜的8000倍。铜由于价格便宜，目前发展很快，但铜在空气中容易被氧化，稳定性差，影响其导电性能，对其改性处理成本高，只能用于可靠性要求不高的低精度部件。因此，采用银作为导电相的浆料一直是电子产品主流的选择与研发的热点，常用于对可靠性、导电性及导电层精度要求高的场合。受成本、固化特性、机械特性等因素的影响，以传统的银粉作为导电填料制得的导电浆料正逐渐被纳米银粉导电浆料取代。但是单纯地加入金属银导电相的油墨具有较低的机械强度，耐磨性较差且成本较高。
[0004]二氧化硅粉末具有价格低廉、无毒稳定、导热性与耐磨性好且热膨胀系数较低的特定，加入二氧化硅粉末调整复合油墨与基体硅橡胶的热膨胀系数失配，使得油墨在使用过程中受热形变较小，从而改善油墨的热学特性，提高其使用期限。同时，二氧化硅粉末能够有效改善油墨的硬度、拉伸强度等机械力学特性，使复合导电油墨能够更好地适用于柔性基板。但二氧化硅粉末的加入会导致油墨的导电性能变差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨及其制备方法，解决了现有导电油墨附着力差、力学性能不佳，导致按键使用寿命较短的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨，该
导电油墨包含以下质量份数的组分：
[0007]300～400份油墨、3～30份SiO2粉末、3～40份Ag@SiO2核
‑
壳粉末；所述的SiO2粉末的粒径为100nm～5μm；所述的Ag@SiO2核
‑
壳粉末的粒径为1～10μm。
[0008]优选地，所述的SiO2粉末的粒径为5μm。
[0009]优选地，所述的Ag@SiO2核
‑
壳粉末的粒径为5μm。
[0010]一种如所述的用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨的制备方法，该方法包含：
[0011](1)将二氧化硅粉与甲醇或乙醇混合，分散，加入氯化亚锡，封口(防止环境中的灰尘、水滴等其他杂质进入)，于50～80℃保温，得到改性后的二氧化硅粉；
[0012](2)将氨水、硝酸银、氢氧化钠和步骤(1)中得到的改性后的二氧化硅粉混合得到镀银液；将葡萄糖、酒石酸盐、去离子水混合得到还原液；将还原液加入镀银液中，离心，洗涤，将下层悬浊液置于60℃～80℃烘干，得到Ag@SiO2核
‑
壳粉末。Ag@SiO2核
‑
壳粉末为Ag@SiO2核
‑
壳结构的粉末，银包覆在SiO2的表面。Ag@SiO2核
‑
壳粉末的粒径为1～10微米，电阻率为10
‑1～10
‑3Ω
·
cm。
[0013](3)将油墨与丙烯酸树脂液混合搅拌，控制黏度为1～4Pa
·
s(添加的丙烯酸树脂液的质量为油墨和丙烯酸树脂液的总质量的30％～40％，添加丙烯酸树脂液后对应的黏度为1～4Pa
·
s)，加入SiO2粉末和步骤(2)得到的Ag@SiO2核
‑
壳粉末混合，分散，经真空(10KPa)脱泡后，振荡得到改性导电油墨。
[0014]所述的黏度主要和后序工艺丝网印刷和固化条件有关，若本专利技术的黏度太大，丝网印刷效果很差，电路图案不完整；若黏度太小，丝网印刷图案精度不够，容易出现图案面积扩大。
[0015]优选地，步骤(1)中的醇为乙醇，所述的二氧化硅粉、乙醇和氯化亚锡的质量比为(20～40)：(200～400)：(5～25)；所述的于50～80℃保温的时间为12小时，确保乙醇完全挥发。
[0016]优选地，步骤(2)中的氨水、硝酸银、氢氧化钠和改性后的二氧化硅粉的质量比为(60～100)：(8～14)：(4～6)：(20～60)。
[0017]优选地，步骤(2)中的葡萄糖、酒石酸盐和去离子水的质量比为(18～24)：(15～30)：(1200～150)。
[0018]优选地，步骤(2)中的离心是于10000r/min下离心5min。
[0019]优选地，步骤(2)中的烘干的时间为24小时。
[0020]优选地，步骤(3)中的振荡采用偏心变频振荡。
[0021]更优选地，步骤(3)中的振荡采用偏心变频振荡1小时，时间小于1小时，无法充分分散，会导致油墨不均匀；振荡时间大于1小时，振荡分散的效果没有明显提升。
[0022]本专利技术的一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨及其制备方法。解决了现有导电油墨附着力差、力学性能不佳，导致按键使用寿命较短的问题，具有以下优点：
[0023]1、本专利技术采用的Ag@SiO2核
‑
壳粉末具有较高导电、较高导热、较低热扩散系数的特点，因此制备Ag@SiO2改性导电油墨具有较好的导电性能和导热性能；
[0024]2、本专利技术采用Ag@SiO2与SiO2做添加剂，通过调整二者的添加比例，制备的Ag@SiO2改性导电油墨在维持较高导电的同时，增强了导电层与按键的附着力，优化了按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨，其特征在于，该导电油墨包含以下质量份数的组分：300～400份油墨、3～30份SiO2粉末、3～40份Ag@SiO2核
‑
壳粉末；所述的SiO2粉末的粒径为100nm～5μm；所述的Ag@SiO2核
‑
壳粉末的粒径为1～10μm。2.根据权利要求1所述的用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨，其特征在于，所述的SiO2粉末的粒径为5μm。3.根据权利要求1所述的用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨，其特征在于，所述的Ag@SiO2核
‑
壳粉末的粒径为5μm。4.一种如权利要求1
‑
3任意一项所述的用于硅胶按键的Ag@SiO2改性导电油墨的制备方法，其特征在于，该方法包含：(1)将二氧化硅粉与甲醇或乙醇混合，分散，加入氯化亚锡，封口，于50～80℃保温，得到改性后的二氧化硅粉；(2)将氨水、硝酸银、氢氧化钠和步骤(1)中得到的改性后的二氧化硅粉混合得到镀银液；将葡萄糖、酒石酸盐、去离子水混合得到还原液；将还原液加入镀银液中，离心，洗涤，将下层悬浊液置于60℃～80℃烘干，得到Ag@SiO2核
‑
壳粉末；(3)将油墨与丙烯酸树脂液混合搅拌，控制黏度为1～4Pa
·
s，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾广根，郑雨洁，杨秀涛，王嘉艺，郝雅宁，赵倩俨，黎兵，张静全，李卫，冯良桓，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：