[發明專利]一種耐腐蝕碳系導電油墨及其在RFID天線制作中的應用

無效

• 申請號: 201410221106.4
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103965697A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 錢俊;付吉燦;周奕華;馬立勝
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;H01Q1/38
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及一種導電油墨，尤其涉及一種耐腐蝕碳系導電油墨及其在RFID天線制作中的應用。

背景技術

隨著物聯網產業的興起，電子標簽逐漸進入人們的視野。現代社會電子標簽廣泛應用于物流與供應鏈管理、防偽和安全控制、交通、生產管理和控制、識別和食品安全追溯等眾多領域，其應用范圍已延伸至生活的方方面面。而天線是電子標簽的重要組成部分，其印制效果決定了最終的使用性能。更具體地說，耐腐蝕RFID導電油墨及標簽天線制作是涉及一種高碳粉含量，高分散均勻、高電導率以及粘度可調，工藝簡單的導電油墨混合物及天線的印制流程。

無線射頻識別（RFID）天線是由芯片、天線等多層構成的射頻電路。利用不同材料的特性所發揮的不同作用，完成電子標簽在產品射頻識別上的功能。其中，天線層是電子標簽的主要功能層，它是按照射頻識別所要求的功能而設計的電子線路，通過將導電銀漿或導電碳漿網印在PET上或鍍鋁PET薄膜上，再與面層、保護層和底層等合成而成。因此，電子標簽天線的制印至關重要。

RFID天線的生產方法主要有蝕刻法、線圈纏繞法和直接印刷法。相對而言，直接印刷法是直接在底基材上印刷油墨來實現的，具有生產效率高、適應性強、成本低、準確性好、無污染等特點，更加適合RFID天線的大規模推廣使用。

銀系導電油墨以其高導電性而廣泛地應用在RFID天線的印刷上，但具有以下的不足之處：

（1）在銀系導電油墨中，銀含量高達45 wt%~74 wt%，而銀粉的價格較貴，造成單個RFID天線的成本較高，不利于提高經濟效益。

（2）導電油墨的導電機理在于溶劑的揮發和粘結劑的固化收縮，導電填料粒子之間的距離接近到足以與相鄰粒子接通或通過電子躍遷形成連續的導電通道或導電網絡。而銀系導電油墨的固化收縮需要較高的固化溫度和較長的固化時間，造成資源浪費。

為了解決以上問題，亟需一種高導電性，低成本，高穩定性，耐腐蝕的導電油墨及天線的印制方法。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷和不足，通過對導電油墨的研制及天線印制的改進，提供一種耐腐蝕、導電性穩定的碳系導電油墨，該油墨的導電填料采用超導碳黑和片狀石墨的組合，滿足低固含量和高穩定性的特點。并提出一種工藝簡單、快速高效、可操作性強且成本低、節能環保的RFID天線的制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種碳系導電油墨，包括以下質量百分比的組分：超導碳黑3 wt%～7 wt%，導電石墨22 wt%～25 wt%，載體粘合劑30 wt%～35 wt%，載體溶劑35 wt%～40 wt%，助劑0.2 wt%～1 wt%。

所述的超導碳黑為超導碳黑BP2000，其結構高、比表面積大、表面的極性基團少，用其填充的材料具有較好的導電性；

所述的導電石墨為片狀石墨，其獨特的結構增加了其與導電碳黑之間的接觸面積，極易形成導電網絡，增強導電性。

所述的載體粘合劑為氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）樹脂液，具有粘度可調、流動性好、成膜性好、耐磨性好、加工性和表面光澤改善等優點。

所述的載體溶劑為783慢干水，其具有調節體系粘度、調節干燥速度、溶解樹脂粘合劑的作用。

所述的助劑為分散劑、潤濕劑和偶聯劑中的一種或幾種。

上述的碳系導電油墨在標簽天線印刷中的應用。

一種由上述碳系導電油墨制作標簽天線的方法，包括以下步驟：

（1）將質量百分數為60 wt%～65 wt %的銀粉和35 wt%～40 wt%的絲網樹脂混勻，形成導電銀漿；

（2）采用絲網印刷技術將碳系導電油墨印制在鍍鋁聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，然后將鍍鋁聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜浸泡在NaOH溶液中1～3 min；

（3）采用絲網印刷技術依次將絕緣上光油和導電銀漿印制在鍍鋁聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，烘干。

所述的鍍鋁聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其鍍鋁層厚度為7μm～12μm。

所述的NaOH溶液的質量百分濃度為5wt%～8wt%。