[发明专利]一种低电阻率高稳定性导电油墨及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油墨制备技术领域，特别是涉及一种低电阻率高稳定性导电油墨及其制备方法。

背景技术

导电油墨作为一种功能性印刷电子材料，是印制电子技术中使用的关键电子材料，在薄膜开关、柔性印制电路、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统(Radio frequency identification，RFID)等电子行业中的应用日愈增多。目前，市场已经有各种导电油墨，如银浆、铜浆、碳浆油墨等，但这些导电油墨通常存在如下缺点：1、碳浆油墨的导电性能较差，一般不用于制作低电阻的导电材料；2、铜浆油墨由于铜的化学性质较为活波，容易氧化，其应用受到一定的局限；3、银浆油墨因导电填料银粒子之间的接触面积小，接触不稳定，制备的导电油墨虽然具有高的电阻率但性能不稳定。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低电阻率高稳定性导电油墨及其制备方法，能够解决现有导电油墨存在的上述缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低电阻率高稳定性导电油墨，包括如下重量份的组分：环氧树脂20～30份、导电填料30～50份、聚乙二醇2000 1～3份、钛酸酯偶联剂5～10份、丙酮40～50份、N,N-二甲基苄胺 8～10份、颜料5～8份；其中，所述导电填料为纳米银粉和纳米银棒的混合物；

所述纳米银粉的制备方法为：

将一定体积比的N,N-二甲基甲酰胺、硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮加入三颈烧瓶中，在125～130℃下，磁力搅拌回流反应30～45min，冷却至室温后，在5000～6000r/min的转速下离心分离30min，所得固体分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤3～5次，并置于室温干燥箱内干燥得到所述纳米银粉；

所述纳米银棒的制备方法为：

将一定体积比例的氯化钯溶液、硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮加入三颈烧瓶中，在150～160℃下，磁力搅拌回流反应60～90min，冷却至室温后，在1500～1800 r/min的转速下离心分离30min，所得固体分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤3～5次，并置于室温干燥箱内干燥得到所述纳米银棒。

在本发明一个较佳实施例中，所述N,N-二甲基甲酰胺、硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮的体积比为10:1:1。

在本发明一个较佳实施例中，所述硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔体积比为1:7～8。

在本发明一个较佳实施例中，所述氯化钯溶液、硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮的体积比为1:2:3；所述氯化钯溶液、硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔体积比为10:1:3。

在本发明一个较佳实施例中，所述纳米银粉和纳米银棒的质量比例为1:1。

在本发明一个较佳实施例中，所述纳米银粉的平均直径为30～40nm；所述纳米银棒的直径为80～90nm，长度为8～10nm。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种低电阻率高稳定性导电油墨的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备纳米银粉；

（2）制备纳米银棒：

（3）混料：将干燥处理后的酚醛树脂、聚乙二醇2000、钛酸酯偶联剂、颜料和丙酮按配方量依次放置于搅拌反应釜中，以20～30 r/min的转速搅拌混合均匀，然后将搅拌速率增大到300～500r/min，分三次加入步骤（1）和步骤（2）中制备的纳米银粉和纳米银棒，搅拌混合60～90min至均匀；

（4）消泡处理：将步骤（3）中得到的混合物料置于0.1～0.3MPa的真空度下，边搅拌边进行抽真空脱泡60～90min，使混合物料的气泡含量小于0.1%；

（5）固化成型：向步骤（4）中消泡处理后的混合物料中加入配方量的N,N-二甲基苄胺，在搅拌条件下进行超声处理，然后加热固化得到所述低电阻率高稳定性导电油墨。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述超声功率为2000W，超声时间为15～20min。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述加热固化的温度为160℃，时间为10min。

本发明的有益效果是：本发明一种低电阻率高稳定性导电油墨的制备方法简便，容易实现，其通过配方设计、纳米银粉和纳米银棒的制备，提高了导电填料之间及导电填料与其他组分之间的接触面积，从而提高了导电填料的导电稳定性，使所制备的导电填料具有电阻率低、稳定性高和力学综合性能好等特点，具有广阔的应用前景。

具体实施方式