[發(fā)明專利]種低銀含量石墨烯復(fù)合導(dǎo)電銀漿及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410460776.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104200875A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖淑勇;吳開(kāi);李智慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波市加一新材料有限公司
• 主分類號(hào): H01B1/22
• 分類號(hào): H01B1/22;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 張強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)電漿料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可用于絲網(wǎng)印刷的低銀含量石墨烯復(fù)合導(dǎo)電銀漿及其制備方法。

背景技術(shù)

在導(dǎo)電漿料領(lǐng)域里，銀系漿料具有導(dǎo)電率高、性能穩(wěn)定、可印刷性好、與基板結(jié)合強(qiáng)度大等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子元器件的生產(chǎn)，如集成電路、薄膜開(kāi)關(guān)、電加熱膜片等。導(dǎo)電銀漿一般由銀粉、有機(jī)載體和其他添加劑等組成，為了達(dá)到應(yīng)用要求的導(dǎo)電率，通常銀粉在整個(gè)漿料中的重量比例須達(dá)到60-85％，這部分成本占整個(gè)導(dǎo)電銀漿成本的90％以上。在許多應(yīng)用導(dǎo)電銀漿的電子元器件生產(chǎn)中，如電加熱膜片，銀漿的成本占到了整個(gè)原材料成本的80％以上，因此，降低導(dǎo)電銀漿的成本，對(duì)于降低整個(gè)產(chǎn)品成本，具有決定性的意義。

降低導(dǎo)電銀漿的銀含量，同時(shí)保持其高導(dǎo)電率，是降低銀漿成本的有效途徑。如中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)CN?1437200A，所公開(kāi)的“低含量納米銀導(dǎo)電漿料及其制備方法”，采用微乳方法制備粒徑分布較窄的納米銀粒子，這種納米銀粒子制備的導(dǎo)電銀漿，在保持良好導(dǎo)電性的同時(shí)，銀含量降到了20％。此外，中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)CN?102831954A，所公開(kāi)的“晶體硅太陽(yáng)能電池背場(chǎng)銀漿及其制備方法”，通過(guò)混合含銀漿料和含銅漿料兩種漿料制備的導(dǎo)電銀漿，在保持其良好導(dǎo)電性的同時(shí)，由于銅粉的添加，有效降低了銀漿的生產(chǎn)成本。上述兩個(gè)專利制備的導(dǎo)電銀漿都使用了納米粒子，包括納米銀粒子和納米銅粒子，這些納米粒子的制備工藝比較復(fù)雜，本身的生產(chǎn)成本也較高，顯然不利于廣泛推廣應(yīng)用。

石墨烯是一種新型二維碳材料，是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，其具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，具有比晶體硅快100倍的電子遷移率，同時(shí)它還有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和優(yōu)異的力學(xué)性能，這些特點(diǎn)，使其在導(dǎo)電銀漿應(yīng)用方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，一方面可以改善銀漿的導(dǎo)電導(dǎo)熱和機(jī)械性能，同時(shí)也可以降低銀漿的含銀量，減少成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低銀含量石墨烯復(fù)合導(dǎo)電銀漿及其制備方法，該銀漿制備工藝簡(jiǎn)單，在甚低銀含量下(小于25％重量比)，表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，并且具有良好的可印刷性(自動(dòng)、半自動(dòng)絲網(wǎng)印刷等均可)以及很強(qiáng)的與各種基板如PET膜粘接的能力，大幅度降低了導(dǎo)電銀漿的生產(chǎn)成本，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種低銀含量復(fù)合導(dǎo)電銀漿，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，包括5-15份石墨烯微片，30-50份鍍銀玻璃粉，5-15份高分子樹脂，20-40份有機(jī)溶劑，1-4份的流平劑和0.1-1.5的消泡劑。

所述的石墨烯微片為厚度在6-8納米的石墨薄片材料，粒徑大小為5-10μm，振實(shí)密度為0.03-0.1g/mL。

所述的鍍銀玻璃粉為片狀顆粒，粒徑大小為2-8μm，表面鍍銀含量為20-60％(重量比)，振實(shí)密度為0.5-1.5g/mL。

所述的高分子樹脂選自改性聚乙烯或者聚酯類樹脂。

所述有機(jī)溶劑選自高沸點(diǎn)的脂類、酮類或者芳香烴類溶劑。

所述的其他添加劑包括流平劑和消泡劑，二者的重量比分別為1-4和0.1-1.5。

所述的流平劑選自環(huán)己酮、松節(jié)油、蓖麻油、磷酸三丁酯中的一種或幾種；所述的消泡劑選自松油醇、甲基硅油、正己醇中的一種或幾種。

一種低銀含量復(fù)合導(dǎo)電銀漿的制備方法，包括以下步驟：

(1)有機(jī)載體的配制

按照重量百分比，將1份高分子樹脂(改性聚乙烯或者聚酯)加入到5份有機(jī)溶劑(脂類、或酮類、或芳香烴類)中，加熱到60-90oC充分?jǐn)嚢柚翗渲耆芙夂螅缓笤俜旁?0oC的恒溫水浴鍋中保持?jǐn)嚢?小時(shí)，最后得到室溫粘度為8000-10000厘泊的有機(jī)載體。

(2)基底銀漿的配置

按照重量百分比，將5-15％的石墨烯微片、30-50％的鍍銀玻璃粉、10-30％的有機(jī)載體、1-5％的添加劑在機(jī)械攪拌下充分混合，再使用高速攪拌高速分散，得到均勻的漿體。該漿體再轉(zhuǎn)移至三輥機(jī)上反復(fù)滾軋、分散、研磨至用刮板細(xì)度計(jì)測(cè)定細(xì)度在5μm以下。

(3)終端銀漿的生產(chǎn)

將(2)中得到的基底銀漿在高速分散機(jī)中，通過(guò)少量添加溶劑或載體(5-20％重量比)來(lái)調(diào)節(jié)銀漿的粘度、導(dǎo)電性能等，最終得到可直接用于絲網(wǎng)印刷的漿料，其室溫粘度為30000-50000厘泊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：