[发明专利]一种耐腐蚀碳系导电油墨及其在RFID天线制作中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电油墨，尤其涉及一种耐腐蚀碳系导电油墨及其在RFID天线制作中的应用。

背景技术

随着物联网产业的兴起，电子标签逐渐进入人们的视野。现代社会电子标签广泛应用于物流与供应链管理、防伪和安全控制、交通、生产管理和控制、识别和食品安全追溯等众多领域，其应用范围已延伸至生活的方方面面。而天线是电子标签的重要组成部分，其印制效果决定了最终的使用性能。更具体地说，耐腐蚀RFID导电油墨及标签天线制作是涉及一种高碳粉含量，高分散均匀、高电导率以及粘度可调，工艺简单的导电油墨混合物及天线的印制流程。

无线射频识别（RFID）天线是由芯片、天线等多层构成的射频电路。利用不同材料的特性所发挥的不同作用，完成电子标签在产品射频识别上的功能。其中，天线层是电子标签的主要功能层，它是按照射频识别所要求的功能而设计的电子线路，通过将导电银浆或导电碳浆网印在PET上或镀铝PET薄膜上，再与面层、保护层和底层等合成而成。因此，电子标签天线的制印至关重要。

RFID天线的生产方法主要有蚀刻法、线圈缠绕法和直接印刷法。相对而言，直接印刷法是直接在底基材上印刷油墨来实现的，具有生产效率高、适应性强、成本低、准确性好、无污染等特点，更加适合RFID天线的大规模推广使用。

银系导电油墨以其高导电性而广泛地应用在RFID天线的印刷上，但具有以下的不足之处：

（1）在银系导电油墨中，银含量高达45 wt%~74 wt%，而银粉的价格较贵，造成单个RFID天线的成本较高，不利于提高经济效益。

（2）导电油墨的导电机理在于溶剂的挥发和粘结剂的固化收缩，导电填料粒子之间的距离接近到足以与相邻粒子接通或通过电子跃迁形成连续的导电通道或导电网络。而银系导电油墨的固化收缩需要较高的固化温度和较长的固化时间，造成资源浪费。

为了解决以上问题，亟需一种高导电性，低成本，高稳定性，耐腐蚀的导电油墨及天线的印制方法。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷和不足，通过对导电油墨的研制及天线印制的改进，提供一种耐腐蚀、导电性稳定的碳系导电油墨，该油墨的导电填料采用超导碳黑和片状石墨的组合，满足低固含量和高稳定性的特点。并提出一种工艺简单、快速高效、可操作性强且成本低、节能环保的RFID天线的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种碳系导电油墨，包括以下质量百分比的组分：超导碳黑3 wt%～7 wt%，导电石墨22 wt%～25 wt%，载体粘合剂30 wt%～35 wt%，载体溶剂35 wt%～40 wt%，助剂0.2 wt%～1 wt%。

所述的超导碳黑为超导碳黑BP2000，其结构高、比表面积大、表面的极性基团少，用其填充的材料具有较好的导电性；

所述的导电石墨为片状石墨，其独特的结构增加了其与导电碳黑之间的接触面积，极易形成导电网络，增强导电性。

所述的载体粘合剂为氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）树脂液，具有粘度可调、流动性好、成膜性好、耐磨性好、加工性和表面光泽改善等优点。

所述的载体溶剂为783慢干水，其具有调节体系粘度、调节干燥速度、溶解树脂粘合剂的作用。

所述的助剂为分散剂、润湿剂和偶联剂中的一种或几种。

上述的碳系导电油墨在标签天线印刷中的应用。

一种由上述碳系导电油墨制作标签天线的方法，包括以下步骤：

（1）将质量百分数为60 wt%～65 wt %的银粉和35 wt%～40 wt%的丝网树脂混匀，形成导电银浆；

（2）采用丝网印刷技术将碳系导电油墨印制在镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，然后将镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜浸泡在NaOH溶液中1～3 min；

（3）采用丝网印刷技术依次将绝缘上光油和导电银浆印制在镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，烘干。

所述的镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其镀铝层厚度为7μm～12μm。

所述的NaOH溶液的质量百分浓度为5wt%～8wt%。