[發明專利]一種高電導率的光敏電子墨水

在審

• 申請號: 202110444633.1
• 申請日: 2021-04-24
• 公開（公告）號: CN113201246A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王繼寶;周翠蘋
• 申請（專利權）人: 深圳市撒比斯科技有限公司
• 主分類號: C09D11/101
• 分類號: C09D11/101;C09D11/52
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 魏坤宇

本申請涉及墨水領域，具體公開了一種高電導率的光敏電子墨水。一種高電導率的光敏電子墨水，包括在光固化劑中固含量為30～45wt%的改性導電固體；所述改性導電固體由包括如下重量份的原料制得：石墨烯5～10份和磺化聚酰亞胺6～16份；所述改性導電固體由石墨烯和磺化聚酰亞胺經過非共價鍵改性制得。一種高電導率的光敏電子墨水可用于印刷PCB，其具有高電導率的優點。

技術領域

本申請涉及墨水領域，更具體地說，它涉及一種高電導率的光敏電子墨水。

背景技術

隨3D打印技術的日益成熟，將光敏電子墨水置入3D打印機中，采用噴墨打印技術制得印制電路板(PCB)。光敏電子墨水一般由導電固體、光固化劑和光引發劑組成。導電固體分散在光固化劑中，隨著光固化劑轉移至基材(由PET等材料制成的高分子基板)上，紫外燈照后光引發劑對光固化劑進行引發，光固化劑交聯固化，在基材表面形成導電材料，制得PCB。

目前，光敏電子墨水中的導電固體一般選擇無機納米材料和高分子導電材料，無機納米材料包括納米銀等貴金屬、氧化鋅等金屬化合物、碳納米管、石墨烯等新型碳材料。高分子導電材料大多為稠環類芳香化合物，如并五苯、含硫雜環化合物等。

光固化劑一般為水溶性固化劑，由水性齊聚物或單體，如聚丙烯酸酯、聚氨酯等制成，水性齊聚物或單體在光引發劑的作用下產生大量自由基，幾秒至幾十秒內交聯固化。目前，市場上主要選取較為環保的聚丙烯酸酯作為光固化劑。

但由于無機納米材料難以相容于光固化劑中，且其納米級尺寸易產生團聚作用，導致無機納米材料在基材表面難以形成連續且穩定的導電網絡，以無機納米材料為導電固體的光敏電子墨水電導率較低，制得的PCB導電性能不佳。

發明內容

為了提高光敏電子墨水的電導率從而使得制得的PCB具有較高的導電性能，本申請提供一種高電導率的光敏電子墨水。

本申請提供一種高電導率的光敏電子墨水，采用如下的技術方案：

一種高電導率的光敏電子墨水，包括在光固化劑中固含量為30～45wt％的改性導電固體；所述改性導電固體由包括如下重量份的原料制得：石墨烯5～10份和磺化聚酰亞胺6～16份；所述改性導電固體由石墨烯和磺化聚酰亞胺經過非共價鍵改性制得。

通過采用上述技術方案，磺化聚酰亞胺為親水性共軛聚合物，磺化聚酰亞胺與石墨烯發生非共價鍵改性，磺化聚酰亞胺通過π-π共軛、氫鍵等作用附著在石墨烯表面，對石墨烯起到阻聚作用，降低石墨烯發生團聚的可能性，同時改性導電固體在磺化聚酰亞胺的磺酸基等親水基作用下能夠均勻穩定地分散在光固化劑中。

光敏電子墨水固化后在基材表面形成導電網絡，由于磺化聚酰亞胺和石墨烯之間、磺化聚酰亞胺與磺化聚酰亞胺之間均具有π-π共軛結構，可為載流子移動提供通道，且當改性導電固體在此固含量范圍內時，石墨烯與石墨烯之間具有較好的電接觸，載流子在導電網絡中的遷移連續且高效，光敏電子墨水具有較高的電導率。

優選的，所述石墨烯和磺化聚酰亞胺的重量比為1:2。

通過采用上述技術方案，在此重量比下，光敏電子墨水的電導率由2764μs/cm提高至2991μs/cm。

優選的，所述石墨烯的尺寸結構為：片徑為3μm，厚度為5nm。

通過采用上述技術方案，在此尺寸結構下，磺化聚酰亞胺對石墨烯的阻聚效果最佳，石墨烯能夠充分地分散在固化劑中，同時石墨烯之間具有較高的電接觸，光敏電子墨水具有較高的電導率。

優選的，所述磺化聚酰亞胺的數均分子量為1300～2100。