一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨及其固化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨及其固化方法，導(dǎo)電油墨含有60～70％的銀包覆碳復(fù)合納米粉末，1～3％的紫外光引發(fā)劑，1～5％的光敏增感劑，10～15％的環(huán)氧樹(shù)脂，2～8％的添加劑，10～15％的紫外光固化樹(shù)脂，6～15％的溶劑，以上百分比均為質(zhì)量百分比，在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，采用UV光固化使印刷電子圖案表面的導(dǎo)電油墨快速初干。本發(fā)明導(dǎo)電油墨具有較好的絲網(wǎng)印刷適性和導(dǎo)電性能，較傳統(tǒng)油墨其成本降低約40％左右，采用UV固化方式，可使油墨表層和內(nèi)部快速得到初干，使得兩個(gè)承印物之間不出現(xiàn)粘連，印刷過(guò)程中無(wú)需等待烘干，大大提升印刷速度。
【專利說(shuō)明】一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨及其固化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印刷油墨【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨及其固化方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有印刷電子技術(shù)主要是將一些分散性好的、或水溶性的無(wú)機(jī)或有機(jī)材料進(jìn)行印刷圖案化處理而最終實(shí)現(xiàn)電子元器件的制造。當(dāng)前印刷電子制造過(guò)程中主要使用的油墨漿料主要為導(dǎo)電油墨，其主要成分為Ag納米或微米顆粒，近年來(lái)貴金屬價(jià)格的走高，導(dǎo)致油墨價(jià)格大幅攀升，致使生產(chǎn)成本也大幅提高。
[0003]印刷電子的關(guān)鍵技術(shù)首先需要設(shè)計(jì)合成環(huán)保、低成本的新型導(dǎo)電油墨，然后按照電子電路的設(shè)計(jì)要求，用印刷的方式實(shí)現(xiàn)電路以及有機(jī)電子器件的大批量生產(chǎn)。若將廉價(jià)導(dǎo)電材料與少量電學(xué)性能極佳的金屬材料進(jìn)行復(fù)合，將有效的替代純Ag油墨材料，大大降低印刷電子的生產(chǎn)成本。對(duì)于納米材料來(lái)說(shuō)，如何在納米材料中引入導(dǎo)電物質(zhì)，或顯著提高納米材料的導(dǎo)電性，又減少其對(duì)材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，是目前研究的最大挑戰(zhàn)。碳基納米材料具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在印刷電子學(xué)方面，深受各國(guó)研發(fā)人員的重視。
[0004]當(dāng)前，大量印刷電子用導(dǎo)電油墨均為熱固化型，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，印刷生產(chǎn)速度較低，對(duì)企業(yè)造成了一定損失。傳統(tǒng)的油墨固化通常是通過(guò)加熱即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶劑，得到硬化的漆膜。UV固化則是利用紫外光的能量引發(fā)油墨中的低分子預(yù)聚體或齊聚體及作為活性稀釋劑的單體分子之間的聚合及交聯(lián)反應(yīng)，得到硬化漆膜，實(shí)質(zhì)上是通過(guò)形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨及其固化方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，含有60?70%的銀包覆碳復(fù)合納米粉末，I?3%的紫外光引發(fā)劑，I?5%的光敏增感齊[J，10?15%的環(huán)氧樹(shù)脂，2?8%的添加劑，10?15%的紫外光固化樹(shù)脂，6?15%的溶齊U，以上百分比均為質(zhì)量百分比。
[0007]所述銀包覆碳復(fù)合納米粉末的粒徑范圍為300?500nm。
[0008]所述的紫外光引發(fā)劑為:2_羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、2-羥基-4’ -(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮中的至少一種。
[0009]所述的光敏增感劑為:雙季戊四醇五/六丙烯酸酯酯化叔胺、酯化叔胺、或4_(N，N-二甲氨基)苯甲酸乙酯。
[0010]所述的環(huán)氧樹(shù)脂為:雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂或氨型環(huán)氧樹(shù)脂。
[0011]所述的紫外光固化樹(shù)脂為:改性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯中的至少一種。
[0012]所述的添加劑為:乙基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑、桐油酸二聚體多元胺、締合型增稠劑2026中的至少一種。
[0013]所述的溶劑為:正丁醇、乙酸丁脂、乙二醇一丁醚、環(huán)己酮、783慢干水、縮水甘油醚中的至少一種。
[0014]上述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨的固化方法，包括以下步驟:
[0015]按配比將銀包覆碳復(fù)合納米粉末、紫外光引發(fā)劑、光敏增感劑、環(huán)氧樹(shù)脂、添加劑、紫外光固化樹(shù)脂、溶劑機(jī)械攪拌均勻混合制成導(dǎo)電油墨漿料；
[0016]在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，采用UV光固化使印刷電子圖案表面的導(dǎo)電油墨快速初干。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:(I)本發(fā)明紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨具有較好的絲網(wǎng)印刷適性和導(dǎo)電性能，較傳統(tǒng)油墨其成本降低約40%左右；(2)采用UV固化方式，可使油墨表層和內(nèi)部快速得到初干，使得兩個(gè)承印物之間不出現(xiàn)粘連，印刷過(guò)程中無(wú)需等待烘干，大大提升印刷速度；(3)改型導(dǎo)電油墨具有導(dǎo)電性能可控，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，價(jià)廉，環(huán)保，適宜推廣應(yīng)用等特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說(shuō)明。
[0019]銀包覆碳復(fù)合納米粉末獲得的方法為將購(gòu)買的納米導(dǎo)電碳粉，采用多元醛進(jìn)行功能化處理，加入銀氨溶液反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。
[0020]按配比將銀包覆碳復(fù)合納米粉末、紫外光引發(fā)劑、環(huán)氧樹(shù)脂、光敏增感劑、添加劑和紫外光固化樹(shù)脂投入到攪拌容器中加溶劑和水，采用盤式以200-500rpm速度攪拌，使得各組分混合均勻。
[0021]繼續(xù)加入添加劑(流平劑0.5?I %和消泡劑0.5?I % )和溶劑5?15%，混合之后采用盤式攪拌槳以3000-3500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌50-80分鐘，然后將分散完成的基墨加入活性稀釋劑，將粘度調(diào)至60-100mpa.s，使用400目網(wǎng)紗過(guò)濾之后得到導(dǎo)電油墨。
[0022]實(shí)施例1
[0023](I)取銀包覆碳復(fù)合納米粉末，質(zhì)量占總油墨質(zhì)量的60%，平均顆粒直徑在300nm左右，加入雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(質(zhì)量占總油墨質(zhì)量的15% )，加入2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮2%，加入雙季戊四醇五/六丙烯酸酯酯化叔胺4%，加入改性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂10 %，加入正丁醇和783慢干水各0.5 %，加入0.5 %的硅烷偶聯(lián)劑和2 %的增稠型締合劑2026，以300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌20分鐘。
[0024](2)繼續(xù)加入添加劑(流平劑0.5%和消泡劑0.5% )和溶劑5%，混合之后采用盤式攪拌以3300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌60分鐘，然后將分散完成的基墨加入活性稀釋劑，將粘度調(diào)至60mpa.s,使用400目網(wǎng)紗過(guò)濾之后包裝。
[0025]實(shí)施例2
[0026](I)取銀包覆碳復(fù)合納米粉末，質(zhì)量占總油墨質(zhì)量的60%，平均顆粒直徑在450nm左右，加入雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂(質(zhì)量占總油墨質(zhì)量的12% )，加入2-羥基-4’ -(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮3%，加入4- (N，N- 二甲氨基)苯甲酸乙酯3%，加入改性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂13%，加入正丁醇和783慢干水各0.5%，加入0.5%的硅烷偶聯(lián)劑和I %的增稠型締合劑2026，以350轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌20分鐘。
[0027](2)繼續(xù)加入添加劑(流平劑0.5%和消泡劑0.5% )和溶劑5%，混合之后采用盤式攪拌以3200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌80分鐘，然后將分散完成的基墨加入活性稀釋劑，將粘度調(diào)至80mpa.s,使用400目網(wǎng)紗過(guò)濾之后包裝。
[0028]實(shí)施例3
[0029](I)取銀包覆碳復(fù)合納米粉末，質(zhì)量占總油墨質(zhì)量的60%，平均顆粒直徑在500nm左右，加入雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(E44，質(zhì)量占總油墨質(zhì)量的12% )，加入1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮和2-羥基-4’ - (2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮各1.5%，加入酯化叔胺3 %，加入多官能度聚氨酯丙烯酸酯12%，加入正丁醇和783慢干水各1%，加入0.5%的硅烷偶聯(lián)劑和I %的增稠型締合劑2026，以350轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30分鐘。
[0030](2)繼續(xù)加入添加劑(流平劑0.5%和消泡劑0.5% )和溶劑4%，混合之后采用盤式攪拌以3200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌60分鐘，然后將分散完成的基墨加入活性稀釋劑，將粘度調(diào)至75mpa.s,使用400目網(wǎng)紗過(guò)濾之后包裝。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例加入流平劑(如改性聚丙烯酸酯)、消泡劑(如甘油三羥基聚醚)可改善油墨性能，阻聚劑(如對(duì)羥基苯甲醚)等，有利于進(jìn)一步提高油墨的穩(wěn)定性和成型性等。本發(fā)明可應(yīng)用于印刷電子領(lǐng)域，通過(guò)5支并排的UV紫外燈管(每支UV紫外燈管的功率為15KW，在有效距離為1cm內(nèi)的功率為160W/CM2)可實(shí)現(xiàn)印刷圖案的快速初干，實(shí)現(xiàn)印刷速度的大幅提升。
[0032]以上所述僅以實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本發(fā)明的實(shí)施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，含有60?70%的銀包覆碳復(fù)合納米粉末，I?3%的紫外光引發(fā)劑，I?5%的光敏增感劑，10?15%的環(huán)氧樹(shù)脂，2?8%的添加劑，10?15%的紫外光固化樹(shù)脂，6?15%的溶劑，以上百分比均為質(zhì)量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述銀包覆碳復(fù)合納米粉末的粒徑范圍為300?500nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述的紫外光引發(fā)劑為:2_羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、2-羥基-4’ -(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述的光敏增感劑為:雙季戊四醇五/六丙烯酸酯酯化叔胺、酯化叔胺、或4-(N，N- 二甲氨基)苯甲酸乙酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述的環(huán)氧樹(shù)脂為:雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂或氨型環(huán)氧樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述的紫外光固化樹(shù)脂為:改性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述的添加劑為:乙基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑、桐油酸二聚體多元胺、締合型增稠劑2026中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述的溶劑為:正丁醇、乙酸丁脂、乙二醇一丁醚、環(huán)己酮、783慢干水、縮水甘油醚中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的紫外光固化型復(fù)合納米導(dǎo)電油墨的固化方法，其特征在于，包括以下步驟: 按配比將銀包覆碳復(fù)合納米粉末、紫外光引發(fā)劑、光敏增感劑、環(huán)氧樹(shù)脂、添加劑、紫外光固化樹(shù)脂、溶劑機(jī)械攪拌均勻混合制成導(dǎo)電油墨漿料； 在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，采用UV光固化使印刷電子圖案表面的導(dǎo)電油墨快速初干。
【文檔編號(hào)】C09D11/52GK104371425SQ201410725098
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】吳偉, 蔣昌忠 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)深圳研究院