[发明专利]导电墨水及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电墨水，具体涉及一种可用于制备RFID天线的高导电率导电墨水及其制备方法和应用。

背景技术

自从2003年RFID这项技术受到追捧以来，其发展趋势相当迅猛，应用范围也相当的广泛，而如何降低RFID标签的成本，其中就如何降低天线的制造成本，是现在RFID技术研究的热点。

在国际上，目前RFID天线一般都采用蚀刻/冲压天线为主，其材料一般为铝或者铜，因为其能提供最大可能的信号给标签上的芯片，并且在标签的方向性和天线的极化等特性上都能与读卡机的询问信号相匹配，同时在天线的阻抗，应用到物品上的RF的性能，以及在有其他的物品围绕贴标签物品时的RF性能等方面都有很好的表现，但是它的缺点就是成本太高而且还污染环境。

导电油墨从只用丝网印刷扩展到胶印、柔性版印刷、凹印，其技术的进步，促进了RFID标签的生产和使用。现在随着新型导电油墨的不断开发，印刷天线的优势越来越突出。导电油墨是由细微导电粒子或其他特殊材料(如导电的聚合物等)组成，印刷到承印物上后，起到导线、天线和电阻的作用。这种油墨印刷在柔性或硬质承印物上可制成印刷电路，用导电油墨印制的天线可接收RFID专用的无线电信号。其优势表现在导电效果出色和成本降低。

如今市场上的一些导电油墨和银胶，虽然可以通过丝网印刷的方法制备RFID标签天线，但由于其导电率还存在一定的局限性，工艺条件不成熟，因此都处于研究开发阶段，没有得到广泛的推广应用。

例如DuPont公司推出了专门用于标签RFID天线印刷的MCM5033油墨，该油墨就是一种含银量较低的油墨，可大大降低高频(HF)及超高频(UHF)天线的制作成本。但是，由于该导电油墨的加工设备和条件还不是很成熟，因此，该导电油墨也还没有得到广泛推广。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种导电墨水及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的导电墨水的制备方法，包括如下步骤：

将噻吩单体、催化剂和掺杂剂在溶剂中，搅拌反应0.1～1小时，然后再加入含有催化剂的溶剂，搅拌反应20～25小时，再加入粘度调节剂，搅拌分散1～4小时，将反应液在层析柱中采用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂进行处理，除去反应液中的阴离子和阳离子，得到的溶液再加入金属粉末，继续搅拌分散1～3小时，得到导电墨水。

所说的阴离子交换树脂优选为苯乙烯系阴离子交换树脂；

所说的阳离子交换树脂优选为苯乙烯系阳离子交换树脂；

为了抑制幅反应，反应温度为10-90℃，优选为10-50℃，更优选10-30℃。

搅拌分散速度为2000-12000转/分，优选4000-10000转/分，最优选5000-9000转/分；

所说的噻吩单体如通式(I)、(II)或(III)所示：

其中：

R¹和R²代表氢或C₁-C₄的烷基，或者是任何一个氢被取代的C₁-C₄的亚烷基，R¹和R²相互独立；

R³代表-(CH₂)_n-CR⁴R⁵-(CH₂)_m-，其中R⁴和R⁵相同或不同，选自氢、含1至18个碳原子的支链或支化烷基、OH、O-CH₂-CH₂-CH₂-SO₃H或含1-18个碳原子的O-烷基，并且n和m相互独立，各为0-9的整数，且n+m≤9。

R⁴和R⁵优选为氢、含1至6个碳原子的直链、OH、O-CH₂-CH₂-CH₂-SO₃H或含1-6个碳原子的烷基，R⁴和R⁵特别优选氢；

本发明优选为通式(II)所示的噻吩；

本发明最优选通式(III)所示的噻吩；