[發明專利]導電墨水及其制備方法

有效

• 申請號: 201010619664.8
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102093774A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 郝海燕;杜秉初;張春海;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: C09D11/00
• 分類號: C09D11/00;C09D11/10;H01B1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種導電墨水及其制備方法，特別涉及一種基于碳納米管的導電墨水以及該導電墨水的制備方法。

背景技術

隨著數字噴墨打印機技術的發展，現有技術已有利用噴墨打印機于基板上形成圖形化的導電層的方法。該方法將導電墨水直接噴印在絕緣基板表面形成薄膜，再經過進一步的處理在絕緣基板表面形成圖案化的導電層。相較于傳統的絲網印刷法，噴墨打印機制造印刷線路板的流程較短，且噴墨打印機制造的線路寬度較小，因此噴墨技術將會給印刷線路制造業帶來更快的速度、更低的成本以及更高的布線密度。

現有技術提出了一種含銀的噴墨導電墨水及一種使用該含銀的噴墨導電墨水在基板形成圖形的方法，其通過噴墨打印機將上述含銀鹽的導電墨水噴印在基板上，形成圖案或圖形；然后，使用帶有還原劑的導電墨水噴印在所述銀鹽組成的圖案或圖形上，從而在基板表面形成金屬銀組成的圖形或圖案。然而，該導電墨水中的金屬銀是以離子的形態出現，使得使用該導電墨水去形成導電圖形的時候，需要使用帶有還原劑的導電墨水將銀鹽中的銀離子通過化學反應還原成銀鹽，使得該制備方法工藝復雜，且成本較高。另外，由于導電圖案的導電材料由金屬材料構成，而金屬材料在柔性基底上的適應性較差，使用過程中較容易疲勞，壽命周期短，并且材料成本較高。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種使用簡單、適用范圍廣并且成本較低的導電墨水及其制備方法。

一種導電墨水，其包括：質量百分比為0.5～5％的碳納米管，質量百分比為7～25％的鱗片石墨、有機載體、粘結劑、分散劑、薄膜增強劑以及溶劑。

一種導電墨水的制備方法，其包括以下步驟：提供一定量的碳納米管以及分散劑的溶液，將該碳納米管加入分散劑的溶液中，獲得一第一混合液；將一定量的鱗片石墨的分散于有機載體溶液中，在上述分散有鱗片石墨的有機載體溶液中加入薄膜增強劑獲得一第二混合液；將該第一混合液與所述第二混合液混合均勻獲得一導電墨水。

與現有技術相比較，所述導電墨水具有以下優點：所述導電墨水采用碳納米管，以及鱗片石墨作為主要的導電體。使用時，所述碳納米管及鱗片石墨與粘結劑以及薄膜增強劑之間具有較好的結合性，導電薄膜從而較好的附著在基底表面形成導電薄膜。另外，該導電墨水在應用時，可以直接形成導電薄膜于基底表面，工藝簡單，成本低。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例一的導電墨水形成的薄膜的場發射圖。

具體實施方式

下面將結合具體實施例，對本發明提供的導電墨水及該導電墨水的制備方法作進一步詳細說明。

本發明提供一種導電墨水，其成分包括：碳納米管、鱗片石墨、有機載體、粘結劑、分散劑、薄膜增強劑以及溶劑。其中，所述碳納米管的質量百分比為0.5％～5％，所述鱗片石墨的質量百分比為7％～25％，所述有機載體的質量百分比為10％～15％，所述粘結劑的質量百分比為5％～25％，所述分散劑的質量百分比為0.5％～2％，所述薄膜增強劑的質量百分比為5％～30％，所述溶劑的質量百分比為20％～60％。

所述碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或多種。該碳納米管可以通過電弧放電法、激光蒸發法或者化學氣相沉積法制備獲得。所述碳納米管的直徑小于50納米，長度為2～15微米。碳納米管的直徑越小，長度越大，其比表面積越大，就越難分散，從而容易導致該導電墨水在使用時容易將打印機的噴頭堵塞。本發明實施例中，選用直徑小于50納米，長度為2～5微米的碳納米管制備導電墨水，既可以使碳納米管均勻分散，使用時也不會將打印機的噴頭堵塞，以利于其應用于導電薄膜或者圖形化的導電層的制備。

進一步地，所述碳納米管可為經過功能化處理的碳納米管。該碳納米管表面帶有親水性功能團，該功能團包括羧基(-COOH)、羥基(-OH)、醛基(-CHO)以及氨基(-NH₂)等中的一種或多種。該功能團形成于碳納米管管壁上或端部。可以理解，借助于該功能團，碳納米管均勻分散于導電墨水中。本發明實施例中，碳納米管表面帶有多個羧基(-COOH)與羥基(-OH)。

所述鱗片石墨為片狀，所述鱗片石墨的尺寸小于1微米，所謂鱗片石墨的尺寸指的是該鱗片石墨的最大直徑。所述鱗片石墨的厚度為10納米～1微米。該鱗片石墨的尺寸較小，從而比較容易分散。所述鱗片石墨可以吸附于所述碳納米管，從而有利于碳納米管在導電墨水中的分散。另外，鱗片石墨具有較好的導電性，該鱗片石墨可以增強所述導電墨水的導電性，從而采用該導電墨水形成的導電薄膜具有較好的導電性。而且，該鱗片石墨的價格較低，相對于包含重金屬離子的導電墨水，該導電墨水的價格較低。