[發明專利]一種導電油墨的制備方法

在審

• 申請號: 201811014907.8
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109280423A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 譚亞;張鑫;駱兵建
• 申請（專利權）人: 譚亞
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/30;C09D11/38
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 朱親林

本發明涉及一種導電油墨的制備方法，屬于導電油墨技術領域。本發明在乙醇中形成氯化鈉的立方狀結晶，加入硝酸銀生成氯化銀，離心分離沉淀，還原氯化銀，得到氯化鈉/銀核殼結構，最后洗滌去除氯化鈉內核，得到立方空心銀盒子；在制備立方空心銀盒子過程中加入碳纖維，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好，具有良好的導電導熱性能和電磁屏蔽性；立方空心銀盒子具有較小的界面電阻，且在較低的溫度下粒子間即可連接成導電通路，且能防止金屬銀的強烈聚集，使得導電油墨的導電性能較好。

技術領域

本發明涉及一種導電油墨的制備方法，屬于導電油墨技術領域。

背景技術

印制電子技術利用高速高效的噴墨打印方式在承印基材上形成連續導電線路或直接生成整個印制電路板，使得電子產品日趨輕薄、精致，且具有低成本、多功能、可靠性好等優點。導電油墨作為印制電子技術的核心材料，其開發具有實際而深遠的意義。目前研究較多的導電油墨的導電材料有石墨烯、碳納米管、金屬和高分子等。而其中，金屬由于其高導電性能得到了廣泛的應用。承印材料從硅基、玻璃纖維基板向輕薄的柔性基材轉變的同時對導電油墨的屬性提出了更高的要求。通常，諸如PE，PP，PVC，PET等作為柔性基材的塑料薄膜的耐熱性較差，故發展低溫導電油墨成為印制電子技術的關鍵所在。

油墨是由作為分散相的顏料和作為連續相的連結料構成的一種穩定的粗分散體系。導電油墨作為一種功能性特種油墨，一般由導電功能單元代替顏料分散在基體材料中。導電功能單元以金屬顆粒、導電碳黑、導電高分子材料為主。基體材料類似于傳統油墨連結料中樹脂的作用，主要起到粘接與機械支撐的作用，多為高分子聚合物和陶瓷粉體。另外，為了提高油墨的儲存穩定性和使用粘度，通常加入稀釋劑、分散劑等助劑用于提高油墨性能。不同材料性質的多樣性賦予了導電油墨更多的可能性。雖然能夠用于導電油墨的材料種類繁多，但基于導電功能單元劃分，基本能劃分為有機導電油墨、無機導電油墨和復合導電油墨三大類。

導電油墨作為印制電子技術的基礎材料，其開發具有實際而深遠的意義。銀導電油墨由于其高導電性能、良好穩定性及相對較低成本是最具發展前景的研究方向之一。納米銀通過液相還原法制備，利用保護劑來控制其粒度增長。由于大多封端劑都是有機絕緣體，封端劑吸附在納米銀表面阻止了電荷在金屬間的傳遞，所以直接由納米銀印制的電路電阻通常都非常大。通常的作法是對印刷電路進行高溫燒結，一方面燒結使納米銀表面的有機封端劑剝離；另一方面，燒結使納米粒子熔化，使原本的物理接觸變成金屬結合，減少了接觸電阻，提高導電性能。但是，用于柔性電路的承印材料通常為熱敏塑料或有機薄膜。目前，燒結溫度一般在200℃或者更高，在有機薄膜的玻璃化轉變溫度之上，燒結會導致承印材料的破壞。幸運的是，當納米粒子粒徑小于100nm時，金屬納米粒子的熔點會隨尺寸下降而急劇下降。所以通過減小納米粒子的粒度來降低燒結溫度是一個行之有效的方法。

封端劑作為控制納米粒子粒度降低燒結溫度的主要手段可以一定程度改善導電油墨與塑料基材的兼容性。但另一方面我們注意到，紙張作為柔性基材的一種，具有環保、可再生、產量高、便宜、應用廣泛等優點。紙基在印制電子中的應用也逐漸得到了人們的關注。不像由玻璃纖維、陶瓷或聚酰亞胺制成的印刷電路板，紙可以反復折疊、三維構型、報廢后可焚燒處置。紙基電子電路輕薄，在消費電子、包裝、國防軍事用一次性系統、醫療感應或低成本的便攜式診斷等領域都可有較大應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有導電油墨導電性能較差的問題，提供了一種導電油墨的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：