[发明专利]环保型纳米银导电墨水附着力促进涂层浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型纳米银导电墨水附着力促进涂层浆料及其制备方法，属于涂料行业。

背景技术

印刷电子是指利用印刷技术低成本地制造电子产品的技术。近几年来，印刷电子已经在我国广泛发展，用于制造透明导电薄膜、RFID标签、TFT、柔性线路等。相比于传统的硅基电路制作工艺，印刷电子技术将提供更具低成本、柔性化、可批量生产的优势。实现这一技术的关键原材料是导电浆料，根据导电颗粒的类型和大小，可分为不同的种类，其中纳米银导电浆料是最具发展前途的一种。

纳米银导电墨水低温度干燥（100℃~150℃）便可获得高导电性，极大地拓展了承印物的使用范围，例如PET、纸张等；银颗粒粒径处于纳米级别，适合于印刷精细线路；纳米银导电墨水化学稳定性高，抗氧化，以上优点使其能够广泛应用于电子产品印刷。使用纳米银导电墨水印刷电子产品，大多数情况下，承印基材为薄膜（PET、PI、PE等），要求墨层干燥后电阻低、附着力高。薄膜的表面性质对墨层的附着力有重大影响，经过预处理（电晕放电或化学腐蚀）的薄膜表面能高（40达因以上）并且粗糙，能与纳米银导电墨水产生高的结合力。未经处理的薄膜表面光滑，表面能低，不易吸附其他物质，且纳米银导电墨水采用环保型溶剂，对薄膜没有溶解、溶胀能力，致使附着力较低。

提高纳米导电墨水在低能薄膜表面附着力的途径有：1.在导电墨水中加入树脂，但树脂的量大于3%就会对导电墨水的导电性产生极大的降低，同时对附着力的提高不明显。2.导电墨水印刷后高温加热（大于300℃），附着力提高明显，但大部分薄膜无法经受如此高的温度。3.在薄膜表面涂布附着力促进涂层，能同时与薄膜和导电墨水产生高的结合力，显著提高导电墨水在薄膜上的附着力。涂层中的多孔性纳米颗粒有强大的吸附力，能够将墨层中的多余保护剂吸附到底部，银颗粒中间的绝缘层变薄，可以降低墨层的电阻。此种方法具有涂布工艺简单，涂层浆料制备成本低，附着力提高明显等优点，可广泛用于印刷电子行业。

目前由于纳米银导电墨水还未大量用于印刷电子产品，未见到纳米银导电墨水专用附着力促进涂层的专利和文章报道。申请号为200880106452.0的中国专利公布了改进的层间附着力的聚氨酯涂层，未添加无机填料，未解决提高纳米银导电墨水附着力和导电性方面的作用。申请号为201010130782.2的中国专利公开了一种具有高附着力的纳米银墨水，其添加了氨基丙基三甲氧基硅烷，但未解决降低墨层电阻的问题。申请号为201010611523.1的中国专利公开了一种高附着力PE粉末涂料，其采用有毒溶剂丙酮和环己烷，并未解决提高纳米银导电墨水在基材的附着力和降低电阻的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能提高纳米银导电墨水在低表面能薄膜附着力的涂层浆料，该浆料采用环保型溶剂，组成成份对环境友好。浆料经过涂布后，所需成膜条件低（70~90℃，1~2分钟），对各种低表面能薄膜均有良好的附着，涂布均匀性高，具有优良的耐水、耐磨、耐刮擦性以及柔性。在涂层表面印刷纳米银导电墨水，两者能产生强的结合，并能吸收导电墨水中多余的保护剂到涂层内部，一定程度上降低了墨层的电阻，根据导电墨水成分的不同，可使电阻下降30%~99.9%。涂层能提高纳米银导电墨水的润湿铺展性能，印刷的线条均匀性良好。

为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案：

一种环保型纳米银导电墨水附着力促进涂层浆料，其组成和重量配比为：树脂连结料（10~24份），溶剂（52~70份），无机填料（15~25份），助剂（5~8份）。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述的树脂连结料包含聚氨酯、乙基纤维素、醛酮树脂、氯化聚丙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种或多种复配。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述的树脂连结料是液体聚氨酯（异丙醇、乙酸乙酯作为溶剂，固含量30%）和氯化聚丙烯固体粉末；液体聚氨酯和氯化聚丙烯固体粉末的质量比范围为0.67~4。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述的溶剂包含异丙醇、正丙醇、乙酸乙酯、乙二醇、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚中的至少一种或多种复配。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述的无机填料包括碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、高岭土、氧化铝、二氧化硅中的至少一种或多种复配，无机填料平均粒径小于100nm。所述的无机填料可优选氧化铝和二氧化硅粉末，粒径在7～100nm，氧化铝和二氧化硅粉末两者的质量比范围为0.5~12.5。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述的助剂包括偶联剂和消泡剂。