[发明专利]一种软磁铁氧体印刷油墨及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种软磁铁氧体印刷油墨及其应用，尤其涉及一种软磁铁氧体印刷油墨及其在13.56MHz RFID标签印制天线上的应用，属于印刷油墨和印刷电子领域。

背景技术

随着印刷电子技术的快速发展，印刷电子功能性油墨的研发极为迫切。目前，印刷电子用关键材料--导电油墨倍受关注，但其他功能性油墨开发相对较少。软磁铁氧体价格低廉，性能优异，将其制备成功能性油墨，在RFID标签（RFID是Radio Frequency Identification的简称，中文译为电子标签，又称无线射频识别技术）、传感器、信息存储、污水处理等领域有很大的应用价值。目前，电子标签线圈主要通过蚀刻法、绕线法和印刷方式制作。其中，蚀刻法制作电子标签线圈成本高，存在严重的环境污染问题。印刷方式制作电子标签线圈，具有设备投入少，生产效率高，制作成本低、天线结构应用灵活，环保问题少等特点。

对于工作频率13.56MHz的电子标签来讲，当标签天线线圈的分布电感与模块输入的等效电容构成谐振回路时，标签可以吸收到能量最大，标签才能可靠的工作。电感线圈是电子标签内部构成谐振电路的重要部分，在相应工作频率上的电感量值及品质因子Q值是判断线圈质量的关键物理量。标签工作在13.56MHz附近，其电感量值通常在2-6μH。电感量值与线圈的圈数、大小形状和介质有关。线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。采用磁芯线圈，多股粗线圈均可提高线圈的Q值。在空芯线圈中增加铁氧体磁芯，可增加线圈的电感量值。

目前，RFID标签成本及其小型化是限制其应用推广的难题。13.56MHz的标签天线线圈的难点是电感量值较小，同时如果进一步缩小13.56MHz RFID标签天线的尺寸，电感量值将更难达到使用要求。线圈的匝数不同或有无磁芯时，电感量值的大小不同。线圈匝数越多，电感量值越大，但同时也限制了标签尺寸无法进一步减小。

因此，提供一种软磁铁氧体印刷油墨及其在13.56MHz RFID标签印制天线的应用，有利于解决该技术领域的技术难题。

发明内容

本发明的主要目的是根据印刷电子领域发展需求，提供一种软磁铁氧体印刷油墨。

本发明的软磁铁氧体印刷油墨，由如下重量百分比的组分组成：

一种优选技术方案，其特征在于：所述软磁铁氧体为纳米级γ-Fe₂O₃或微米级锰锌铁氧体。

一种优选技术方案，其特征在于：所述溶剂型树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯。

一种优选技术方案，其特征在于：所述高沸点溶剂为HDBE（混合二元酸酯，二价酸酯）、DBE（混合二元酸酯，二价酸酯）、丙三醇、乙酸乙酯、二乙二醇丁醚和环己酮中的一种或两种以上的复合溶剂。

一种优选技术方案，其特征在于：所述助剂为附着力促进剂和/或流平剂。

一种优选技术方案，其特征在于：所述附着力促进剂为聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或乙酰丙酮基钛酸酯螯合物（乙酰丙酮钛）。

一种优选技术方案，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸酯、聚醚硅氧烷共聚物或有机硅表面助剂。

本发明软磁铁氧体印刷油墨的制备方法，包括：按配方依次称取一定量的纳米或微米级软磁铁氧体、溶剂型树脂、高沸点溶剂和助剂，混合后，用三辊研磨机或球磨机或卧式砂磨机进行研磨，分散均匀后即制得软磁铁氧体印刷油墨。

上述溶剂型树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等；高沸点溶剂包括HDBE、DBE、二乙二醇丁醚、乙酸乙酯、丙三醇、环己酮等或其复合溶剂；助剂包括附着力促进剂和/或流平剂等。

本发明的另一目的在于提供一种上述软磁铁氧体印刷油墨的应用。

一种软磁铁氧体印刷油墨的应用，将所述软磁铁氧体印刷油墨印刷在RFID标签印制天线的正面或者背面，起到磁芯的作用，增大13.56MHz RFID标签印制天线线圈的电感量值，满足实际使用需求，有利于RFID标签的小型化。

线圈匝数不变时，增加磁芯，线圈的电感量值会增加。因此，将软磁铁氧体油墨应用于13.56MHz的RFID标签印制天线中，起到磁芯的作用，使线圈的电感量值增加，有利于RFID标签的稳定读取或者使RFID标签天线的尺寸进一步减小。

本发明的优点：

（1）本发明制备的软磁油墨细度小于15μm，粘度为10～60Pa·s，干燥速度为80～120s（干燥温度120℃），附着力≥4B。