【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子材料，尤其是涉及一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法。
技术介绍
1、随着科技发展与进步，在电子产品领域中印刷电子技术有着独特优势，其与传统的蚀刻工艺相比具有印刷效率高、生产成本低、绿色环保等优点，使其成为了电子器件制备
热点研发课题。导电浆料作为电子器件的印刷电子关键部分，在印刷电路板、太阳能电池电极、射频识别、薄膜开关、柔性传感器、半导体wbg材料接头等领域。
2、目前，已经工业化应用的导电浆料绝大部是有机溶剂型导电浆料，主要分为以下几类：导电金浆、导电银浆、导电铜浆、导电铜银浆。导电金浆中的金属金的导电、导热以及化学稳定性等性能综合表现好，但是其存在价格昂贵且易磨损的缺点。导电金浆中的金属银的导电和导热性能最佳，不易氧化，但是其存在成本相对较高且存在电迁移现象，导致所制备的电子器件的稳定性较差，无法满足日新月异的电子器件发展需求。与导电金浆、导电银浆相比，在保证导电铜浆具有较高的导电导热性能的前体下，导电铜浆将铜作为导电填料可有效控制导电浆料生产成本，但是导电铜浆中金属铜的抗氧化性较差，极易发生氧化失效，也无法满足日新月异的电子器件发展需求。
3、导电铜银浆中含有的银包铜颗粒，解决了铜易氧化失效的问题，也抑制银的电迁移现象，在保证导电铜浆具有较高的导电导热性能的前体下，有效控制导电浆料生产成本，已经成为了导电浆料领域的研究重点。但是，有机溶剂型的导电铜银浆的生产和使用过程中会挥发有机溶剂，导致现有技术中的导电铜银浆的环保性能相对较差，无满足消费者的绿色环保需求。针对上述技术问题，
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法。
2、本申请提供的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一，称取环保水性银包铜导电浆料的原料，搅拌混合均匀得粗产品浆料；
5、所述环保水性银包铜导电浆料的原料包括导电填料组合物、连接剂、溶剂、助剂；
6、导电填料组合物、连接剂、溶剂、助剂的质量比为(68-75):(8.5-14):(9.5-18):(0.8-2.5)；
7、所述导电填料组合物为混合型银包铜微粉或搭配混合型银包铜微粉搭配碳素接枝导电晶须和/或单原子掺杂碳素；
8、所述混合型银包铜微粉的粒径控制在1-3微米之间；
9、所述单原子掺杂碳素的粒径控制在50-500纳米之间；
10、所述碳素接枝导电晶须长度控制在0.5-50微米，长径比5-20；
11、所述连接剂包括水性高分子胶乳、增粘树脂、两亲性多臂星状聚合物，所述水性高分子胶乳与所述增粘树脂、所述两亲性多臂星状聚合物的质量比为(96-99):(0.5-2):(0.5-2)；所述水性高分子胶乳包括水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳、水性丙烯酸改性聚氨酯胶乳、有机硅改性聚氨酯胶乳中的至少一种；所述水性高分子胶乳中胶乳粒子的粒径为40-240nm；所述水性高分子胶乳的玻璃化转变温度tg为-30℃至-15℃之间；
12、所述溶剂为去离子水或去离子水搭配乙醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种所形成的混合液；
13、所述助剂至少包括消泡剂、分散剂、湿润剂、抗老化剂；
14、步骤二，对粗产品浆料辊轧、过滤处理即可制得成品环保水性银包铜导电浆料；
15、所述成品环保水性银包铜导电浆料的固化参数：固化温度120-145℃，固化时间300-360s。
16、本申请中的环保水性银包铜导电浆料不仅具有优异的环保安全性能且具有更优异的导电、导热性能和使用稳定性能，满足消费者对环保型导电浆料的需求，具有良好的市场前景。
17、优选的，所述两亲性多臂星状聚合物为聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸pei-b-pla；所述水性高分子胶乳是由水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳以质量比为(60-80):(20-40)组成；所述增粘树脂为sf-2400 改性高分子量线性聚氨酯树脂、sf-1400 改性高分子量线性聚氨酯树脂、tego addbond ds 1300附着力促进树脂、四臂聚乙二醇葡萄糖酸、六臂聚乙二醇胺6-arm peg-nh2中的至少一种。
18、优选的，所述连接剂是由水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳、聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸pei-b-pla、tego addbond ds 1300附着力促进树脂、四臂聚乙二醇葡萄糖酸组成。
19、通过采用上述技术方案，可形成致密且连续的导电薄膜同时改善整体的粘结稳定性能。
20、优选的，所述消泡剂为巴斯夫foamstar st2454、赢创teg foamex 810、byk 093有机硅消泡剂中的一种；所述分散剂为af-5880 高分子型分散剂、巴斯夫dispex aa 4140阴离子型分散剂中的一种；所述湿润剂为disper byk 2055润湿分散剂、巴斯夫hydropalatwe 3240、tego dispers 750w中的一种；所述抗老化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1098、抗氧化剂697、抗氧化剂dbhq、uv-531、uv-327、uv-770、uv-783中的至少一种。
21、通过采用上述技术方案，有利于致密且连续的导电薄膜，保证所形成的导电薄膜导电、导热性能同时兼具有良好的抗氧化稳定性能和耐候性能，满足更高要求的电子器件发展需求。
22、优选的，所述环保水性银包铜导电浆料由以下重量份的原料制成：67.2-69.8份的混合型银包铜微粉、0.34-1.44份的碳素接枝导电晶须、0.34-0.72份的单原子掺杂碳素、6.8-8.2份的水性聚氨酯胶乳、1.4-1.8份的水性丙烯酸胶乳、0.24-0.32份的聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸pei-b-pla、0.12-0.2份的tego addbond ds 1300附着力促进树脂、0.25-0.30份的四臂聚乙二醇葡萄糖酸、12-14份的去离子水、3-4份的乙醇、0.5-1.5份的乙二醇、0.28-0.36份的赢创teg foamex 810、0.25-0.32份的巴斯夫dispex aa 4140阴离子型分散剂、0.2-0.3份的disper byk 2055润湿分散剂、0.12-0.16份的抗氧化剂1098、0.12-0.16份的抗氧化剂dbhq、0.15-0.25份的uv-770。
23、上述提供的环保水性银包铜导电浆料为优化技术方案，可保证采用其形成的导电薄膜具有优异的导电、导热性能、环保安全性能、工业化生产下相对较低的生产成本，同时兼具有良好的抗氧化稳定性能、耐候性能和防水性能，可满足更高要求的电子器件发展需求。
24、优选的，所述碳素接枝导电晶须包括导电晶须和通过烧结形成的纳米簇粒子接枝于导电晶须表面的碳素材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述两亲性多臂星状聚合物为聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸PEI-b-PLA；所述水性高分子胶乳是由水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳以质量比为(60-80):(20-40)组成；所述增粘树脂为SF-2400 改性高分子量线性聚氨酯树脂、SF-1400 改性高分子量线性聚氨酯树脂、TEGOAddBond DS 1300附着力促进树脂、四臂聚乙二醇葡萄糖酸、六臂聚乙二醇胺6-arm PEG-NH2中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述连接剂是由水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳、聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸PEI-b-PLA、TEGOAddBond DS 1300附着力促进树脂、四臂聚乙二醇葡萄糖酸组成。
4.根据权利要求3所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为巴斯夫FoamStar ST2454、赢创TEG Foamex 810、BYK
5.根据权利要求4所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述环保水性银包铜导电浆料由以下重量份的原料制成：67.2-69.8份的混合型银包铜微粉、0.34-1.44份的碳素接枝导电晶须、0.34-0.72份的单原子掺杂碳素、6.8-8.2份的水性聚氨酯胶乳、1.4-1.8份的水性丙烯酸胶乳、0.24-0.32份的聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸PEI-b-PLA、0.12-0.2份的TEGO AddBond DS 1300附着力促进树脂、0.25-0.30份的四臂聚乙二醇葡萄糖酸、12-14份的去离子水、3-4份的乙醇、0.5-1.5份的乙二醇、0.28-0.36份的赢创TEGFoamex 810、0.25-0.32份的巴斯夫Dispex AA 4140阴离子型分散剂、0.2-0.3份的DISPERBYK 2055润湿分散剂、0.12-0.16份的抗氧化剂1098、0.12-0.16份的抗氧化剂DBHQ、0.15-0.25份的UV-770。
6.根据权利要求5所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述碳素接枝导电晶须包括导电晶须和通过烧结形成的纳米簇粒子接枝于导电晶须表面的碳素材料，所述碳素材料为石墨烯和/或碳纳米管；所述纳米簇粒子为纳米银簇和/或纳米铜簇；所述导电晶须为氮化钛晶须、碳化硅晶须、导电钛酸钾晶须中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述导电晶须为氮化钛晶须；所述纳米簇粒子为纳米银簇；所述碳素材料为单壁碳纳米管。
8.根据权利要求5所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述单原子掺杂碳素包括作为载体的碳素材料和以单原子形式固定连接于碳素材料表面的过镀金属，所述碳素材料为石墨烯和/或碳纳米管；所述过镀金属为银原子和/或铜原子；所述单原子掺杂碳素中掺杂的过镀金属占所述单原子掺杂碳素质量比的1.0-5.0%。
9.根据权利要求8所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述碳素材料为石墨烯；所述过镀金属为银原子、铜原子；所述银原子占过镀金属总质量的10-25wt%；单原子掺杂碳素中掺杂的过镀金属占所述单原子掺杂碳素质量比的1.0-2.0%。
10.根据权利要求5所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述混合型银包铜微粉使用前需经过预处理，所述预处理的具体步骤如下：将水性聚氨酯胶乳与去离子水、悬浮剂、分散剂混合后形成固含量为0.05%-1.0%的水性聚氨酯胶乳稀释液，所述水性聚氨酯胶乳的粒径为40-240nm；所述水性高分子胶乳的玻璃化转变温度Tg为-30℃至-15℃之间，所得水性聚氨酯胶乳稀释液与混合型银包铜微粉以质量比(4-20):1混合后以300-600rpm磁力搅拌混合5-20min，然后进行超声波分散处理5-10min，超声波功率160-240w，超声波频率24-40kHz，沥出烘干后置于微细分级机中进行分筛处理，筛...
【技术特征摘要】
1.一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述两亲性多臂星状聚合物为聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸pei-b-pla；所述水性高分子胶乳是由水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳以质量比为(60-80):(20-40)组成；所述增粘树脂为sf-2400 改性高分子量线性聚氨酯树脂、sf-1400 改性高分子量线性聚氨酯树脂、tegoaddbond ds 1300附着力促进树脂、四臂聚乙二醇葡萄糖酸、六臂聚乙二醇胺6-arm peg-nh2中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述连接剂是由水性聚氨酯胶乳、水性丙烯酸胶乳、聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸pei-b-pla、tegoaddbond ds 1300附着力促进树脂、四臂聚乙二醇葡萄糖酸组成。
4.根据权利要求3所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为巴斯夫foamstar st2454、赢创teg foamex 810、byk 093 有机硅消泡剂中的一种；所述分散剂为af-5880 高分子型分散剂、巴斯夫dispex aa 4140阴离子型分散剂中的一种；所述湿润剂为disper byk 2055润湿分散剂、巴斯夫hydropalat we 3240、tegodispers 750w中的一种；所述抗老化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1098、抗氧化剂697、抗氧化剂dbhq、uv-531、uv-327、uv-770、uv-783中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种环保水性银包铜导电浆料的制备方法，其特征在于：所述环保水性银包铜导电浆料由以下重量份的原料制成：67.2-69.8份的混合型银包铜微粉、0.34-1.44份的碳素接枝导电晶须、0.34-0.72份的单原子掺杂碳素、6.8-8.2份的水性聚氨酯胶乳、1.4-1.8份的水性丙烯酸胶乳、0.24-0.32份的聚乙烯亚胺-嵌段-聚乳酸pei-b-pla、0.12-0.2份的tego addbond ds 1300附着力促进树脂、0.25-0.30份的四臂聚乙二醇葡萄糖酸、12-14份的去离子水、3-4份的乙醇、0.5-1.5份的乙二醇、0.28-0.36份的赢创...
【专利技术属性】
技术研发人员：成小娟，程欣，罗佳鹏，
申请(专利权)人：深圳特新界面科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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