[發(fā)明專利]一種用于硅膠按鍵的Ag@SiO2

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• 申請日: 2022-09-16
• 公開（公告）號: CN115491082A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾廣根;鄭雨潔;楊秀濤;王嘉藝;郝雅寧;趙倩儼;黎兵;張靜全;李衛(wèi);馮良桓
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/03;C09C1/30;C09C3/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發(fā)明公開了一種用于硅膠按鍵的Ag@SiO₂改性導(dǎo)電油墨及其制備方法，該導(dǎo)電油墨包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分：300～400份油墨、3～30份SiO₂粉末、3～40份Ag@SiO₂核?殼粉末；所述的SiO₂粉末的粒徑為100nm～5μm；所述的Ag@SiO₂核?殼粉末的粒徑為1～10μm。本發(fā)明解決了現(xiàn)有導(dǎo)電油墨附著力差、力學(xué)性能不佳，導(dǎo)致按鍵使用壽命較短的問題。本發(fā)明制備Ag@SiO₂改性導(dǎo)電油墨在維持高導(dǎo)電的同時，增強(qiáng)了導(dǎo)電層與按鍵的附著力，優(yōu)化了按鍵接觸區(qū)機(jī)械性能，提高了按鍵的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電油墨，具體涉及一種用于硅膠按鍵的Ag@SiO₂改性導(dǎo)電油墨及其制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)電油墨印刷在非導(dǎo)電體承印物上，使承印物具有傳導(dǎo)電流、排除積累靜電荷的能力。導(dǎo)電油墨是導(dǎo)電漿料的一種。目前在電子電器領(lǐng)域以硅橡膠為基材的按鍵占各種按鍵的75％以上，導(dǎo)電硅膠按鍵是眾多按鍵產(chǎn)品中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、發(fā)展前景最好的一種。硅橡膠具有比表面積大、內(nèi)部孔隙率高、吸水容量大的特點(diǎn)。導(dǎo)電硅膠按鍵的主要成分是無定形二氧化硅，還含有一定量的結(jié)晶水，化學(xué)分子式可以表示為：mSiO₂·nH₂O。由于硅橡膠表面光滑，介電常數(shù)小于2.8，大分子極性低，化學(xué)惰性，與其它材料很難粘結(jié)，包括導(dǎo)電油墨在內(nèi)的漿料很難牢固地印在硅橡膠按鍵表面。因此，印刷物的附著性直接決定了按鍵的使用壽命。此外，導(dǎo)電油墨除了可應(yīng)用于一些柔性基板表面，還可應(yīng)用于曲面、弧面、可彎曲的顯示屏等場合，因此還需考慮油墨的抗拉伸性能。

油墨的導(dǎo)電填料主要由石墨、炭黑、碳纖維及其混合物組成。但是無定型炭黑的電阻率與石墨的電阻率較大，所制得的油墨固化后導(dǎo)電性能比較低(10^-2～10²Ω·cm)，同時耐濕性差，溫度系數(shù)大、附著力較弱，只能用于對導(dǎo)電性要求不高的電子產(chǎn)品。一種有效提高導(dǎo)電性能的方式是通過添加金屬粉末，提供額外的電學(xué)連接橋梁，從而提升漿料的導(dǎo)電性能。常見的金屬導(dǎo)電填料為銀、銅、金三種。從導(dǎo)電性來看，銀的體電阻率為1.6×10^-6Ω·cm，銅為1.7×10^-6Ω·cm，金為2.3×10^-6Ω·cm，從價格來看，金約是銀的25倍，是銅的8000倍。銅由于價格便宜，目前發(fā)展很快，但銅在空氣中容易被氧化，穩(wěn)定性差，影響其導(dǎo)電性能，對其改性處理成本高，只能用于可靠性要求不高的低精度部件。因此，采用銀作為導(dǎo)電相的漿料一直是電子產(chǎn)品主流的選擇與研發(fā)的熱點(diǎn)，常用于對可靠性、導(dǎo)電性及導(dǎo)電層精度要求高的場合。受成本、固化特性、機(jī)械特性等因素的影響，以傳統(tǒng)的銀粉作為導(dǎo)電填料制得的導(dǎo)電漿料正逐漸被納米銀粉導(dǎo)電漿料取代。但是單純地加入金屬銀導(dǎo)電相的油墨具有較低的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性較差且成本較高。

二氧化硅粉末具有價格低廉、無毒穩(wěn)定、導(dǎo)熱性與耐磨性好且熱膨脹系數(shù)較低的特定，加入二氧化硅粉末調(diào)整復(fù)合油墨與基體硅橡膠的熱膨脹系數(shù)失配，使得油墨在使用過程中受熱形變較小，從而改善油墨的熱學(xué)特性，提高其使用期限。同時，二氧化硅粉末能夠有效改善油墨的硬度、拉伸強(qiáng)度等機(jī)械力學(xué)特性，使復(fù)合導(dǎo)電油墨能夠更好地適用于柔性基板。但二氧化硅粉末的加入會導(dǎo)致油墨的導(dǎo)電性能變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于硅膠按鍵的Ag@SiO₂改性導(dǎo)電油墨及其制備方法，解決了現(xiàn)有導(dǎo)電油墨附著力差、力學(xué)性能不佳，導(dǎo)致按鍵使用壽命較短的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于硅膠按鍵的Ag@SiO₂改性導(dǎo)電油墨，該導(dǎo)電油墨包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

300～400份油墨、3～30份SiO₂粉末、3～40份Ag@SiO₂核-殼粉末；所述的SiO₂粉末的粒徑為100nm～5μm；所述的Ag@SiO₂核-殼粉末的粒徑為1～10μm。