專利名稱：絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于印刷的油墨組合物及其制備方法，尤其涉及一種導電油墨組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
導電油墨是一種具有一定程度導電性能的特殊油墨，由導電顆粒(銀、銅、碳)分散在連接料中形成的一種導電性復合材料，印刷到承印物上后，起到導線、天線的作用。一般情況下，導電油墨應該具有良好的耐彎折性，其在柔性基材上(PET等塑料膜片)印刷的導電線路不應在彎折處折斷或者電阻發(fā)生較大變化；另外，導電油墨應該對各種不同基材具有廣泛的適應性，對基材具有較強的附著力；導電油墨本身電阻率越低越好，有利于降低成本；由于部分塑料基材在高溫下易翹曲、甚至損壞，導電油墨一般要求低溫固化和較短的固化時間，低溫固化導電油墨可減少工時，提高生產(chǎn)效率；最后導電油墨應具有良好的印刷適性。目前，市場上的導電油墨常采用熱塑性樹脂作為導電油墨的粘結(jié)劑，然而熱塑性樹脂本身的耐化學性、電阻穩(wěn)定性不太理想，且制備的導電油墨中溶劑、稀釋劑含量偏高，揮發(fā)性有機物(VOC)含量高。而熱固性粘結(jié)劑體系本身穩(wěn)定性和耐化學性能較好，且由于其分子量較小、多為液態(tài)，其制備的導電油墨溶劑、稀釋劑使用量較低。但一般情況下，熱固性樹脂固化溫度較高、固化 時間較長，且其固化膜脆性較大。如何配制綜合性能更優(yōu)、且更符合應用要求的導電油墨組合物，是本領(lǐng)域人員長期面臨的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種力學強度高、電學性能穩(wěn)定、耐化學性能優(yōu)良、對基材粘結(jié)力好、VOC含量較低的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，還相應提供一種該絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，所述導電油墨組合物包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分:導電材料粉末20% 70% (優(yōu)選60% 70%)；環(huán)氧樹脂1% 20% (優(yōu)選1% 10%)；環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑 0.2% 15% (優(yōu)選0.2% 5%)；熱塑性樹脂1% 30% (優(yōu)選1% 5%)； 有機溶劑5% 60% (優(yōu)選20% 30%);和環(huán)氧樹脂增韌劑0% 5%。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，所述導電材料粉末優(yōu)選為各種形貌的銀粉、鍍銀銅粉、導電石墨、導電炭黑中的至少一種。但最優(yōu)選為低松裝比的高導電片狀銀粉，其最大片徑優(yōu)選不超過50 μ m，這樣有利于降低導電油墨電阻率。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，特別采用了熱固性-熱塑性混合粘結(jié)劑樹脂體系。通過調(diào)整兩種樹脂的比例和不同組合，可實現(xiàn)導電油墨在不同基材上的廣泛適用性和多種用途，使導電油墨既具有熱固性體系的優(yōu)良溫度穩(wěn)定性和耐化學性，又具有熱塑性體系的柔韌性和對基材的高附著力。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，所述熱固性樹脂優(yōu)選為環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂優(yōu)選為低粘度(樹脂在室溫下粘度小于40Pa.s)雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、月旨環(huán)型液體環(huán)氧樹脂中的一種或者多種。所述環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑優(yōu)選為分散型固化劑、熱固化型潛伏性固化劑或陽離子型潛伏性固化劑。對于分散型固化劑，其應易于分散在環(huán)氧樹脂中，且分散穩(wěn)定性好，并具有很好的耐溶劑性；對于陽離子型潛伏性固化劑，由于其本身溶于樹脂體系，有利于降低導電油墨粘度，提高導電油墨的固化量，降低揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量。更優(yōu)選的環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑在100°C 150°C條件下且30min內(nèi)能使所述環(huán)氧樹脂固化完全，且室溫下適用期長于半年，儲存穩(wěn)定性好，可實現(xiàn)低溫短時固化。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，所述熱塑性樹脂優(yōu)選為聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、氯醋樹脂(含羧基官能團)、改性聚酯、改性丙烯酸樹脂中的至少一種。此類優(yōu)選的熱塑性樹脂的特點在于:與環(huán)氧樹脂具有較好的相容性，混合后的熱固性-熱塑性混合粘結(jié)劑樹脂體系在儲存和固化成膜后無分相和缺陷，添加的熱塑性樹脂不僅能夠提高導電油墨對部分基材的附著力，同時還能起到一定的增韌效果。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，所述有機溶劑優(yōu)選包括二價酸酯(DBE)、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、二丙二醇甲醚、乙二醇苯醚、乙醇酸正丁酯、異佛爾酮、甲乙酮、環(huán)己酮、100#溶劑油、150#溶劑油、1，3-丁二醇、正丁醇中的一種或多種。所述有機溶劑優(yōu)選為真溶劑與假溶劑和助溶劑組成的混合溶劑(其中，100#溶劑油、150#溶劑油為假溶劑；1，3-丁二醇、正丁醇為助溶劑；其余均為真溶劑)，這些有機溶劑的組合可用來溶解該樹脂體系和調(diào)整油墨的干燥速度以及粘度，以獲得最適合于絲網(wǎng)印刷工藝和不同印刷工藝要求的導電油墨，以保證導電油墨在低溫短時揮發(fā)徹底，較少殘留，保證導電油墨組合物具有良好的溶劑釋放性。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，所述環(huán)氧樹脂增韌劑優(yōu)選為丁腈橡膠、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、核殼結(jié)構(gòu)橡膠微納米顆粒改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種，其可有效提高導電油墨固化膜的柔韌性。上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中，還優(yōu)選包括有質(zhì)量分數(shù)0.5% 5%的功能性助劑；所述功能性助劑優(yōu)選包括消泡劑、流平劑、抗氧化劑、粘結(jié)力促進劑、流變助劑中的一種或多種。所述消泡劑為有機硅消泡劑；所述流平劑優(yōu)選為有機硅流平劑和/或丙烯酸流平劑；所述粘結(jié)力促進劑為各種形式的硅烷偶聯(lián)劑、低分子量聚酯樹脂等，硅烷偶聯(lián)劑可用來提高對金屬、玻璃和陶瓷的粘結(jié)力，低分子量聚酯樹脂可用來提高對部分塑料的粘結(jié)力；所述流變助劑(觸變劑)優(yōu)選為氣相二氧化硅、氫化蓖麻油、氫化蓖麻油改性物、聚酰胺蠟、BYK-410或BYK430，其可改良導電油墨的粘度特性、粘彈特性等流變學特性，改善導電油墨的抗沉降性能和印刷適性，保證導電油墨在不同應用場合都具有良好的應用效果?？偟膩碚f，上述優(yōu)選的功能性助劑可以改良導電油墨組合物的粘度特性、粘彈特性等流變學特性和印刷特性。
作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法，包括以下步驟:
(I)熱塑性樹脂體系的制備:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取有機溶劑，再按所述質(zhì)量分數(shù)稱取熱塑性樹脂粉末，將其和有機溶劑混合，得到固含量為15% 30%的熱塑性樹脂體系；(2)熱固性樹脂體系的制備:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂增韌劑和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑，將三者混合均勻后得到熱固性樹脂體系；(3)添加導電材料粉末:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取導電材料粉末，將其與步驟(I)中配制得到的熱塑性樹脂體系混合；然后可選擇性添加功能性助劑，并再次混合均勻；(4)兩種樹脂體系的混合:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取步驟(2)中制得的熱固性樹脂體系和步驟(3)中得到的混合產(chǎn)物，再次混合均勻；(5)混合溶劑調(diào)節(jié):添加步驟(I)中配制的有機溶劑調(diào)節(jié)步驟(4)中得到的混合產(chǎn)物的粘度后，再經(jīng)三滾軋制，使油墨細度小于5 μ m，得到最終的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。上述的制備方法，所述步驟(2)中，優(yōu)選的，混合操作是在行星式攪拌機中進行，混合時分兩步進行，先在1000r/min 1500r/min公轉(zhuǎn)速度下攪拌30s 90s,再在500r/min 1000r/min公轉(zhuǎn)速度下攬祥60s 180s ；所述步驟(3)中，優(yōu)選的，混合操作是在行星式攪拌機中進行，混合時分三步進行，先在800r/min 1200r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌IOs 40s,再在1200r/min 1500r/min公轉(zhuǎn)速度下攪拌60s 120s,最后在500r/min 900r/min公轉(zhuǎn)速度下攪拌30s 60s ；所述步驟(4)中，優(yōu)選的，混合操作是在行星式攪拌機中進行，混合時分兩步進行，先在1000r/min 1500r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌30s 90s,再在500r/min 1000r/min公轉(zhuǎn)速度下攪拌60s 180s。上述的制備方法`，所述步驟(I)中，所述混合優(yōu)選是指在50°C 150°C的油浴中使熱塑性樹脂粉末溶解于有機溶劑中。本發(fā)明通過選擇合理的熱固性樹脂及其固化劑，并通過添加其它熱塑性樹脂、增韌劑等手段，制備得到一種綜合性能優(yōu)良的導電油墨。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:(I)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物對金屬、陶瓷、玻璃及聚合物表面均具有很好的附著力，且印刷性能良好；(2)該絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物由于采用了熱固性樹脂配方，導電性能穩(wěn)定，耐化學性能優(yōu)良；(3)該絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中溶劑含量相對較低，有利于降低油墨揮發(fā)性有機物(VOC)含量?？偟膩碚f，本發(fā)明提供了一種綜合性能優(yōu)良的低溫導電油墨組合物，該導電油墨具有力學強度高、電學性能穩(wěn)定、耐化學性能優(yōu)良等優(yōu)點，對金屬、陶瓷、PET等多種基材具有良好的粘結(jié)力、良好的絲網(wǎng)印刷性能和較低的VOC含量等特點，可用于薄膜開關(guān)、印刷觸點、射頻識別、柔性電路及多層線路板等領(lǐng)域。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。除另有說明，本發(fā)明下列實施例中所采用的原料加入量百分數(shù)均為質(zhì)量百分比。
實施例1:一種本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，該導電油墨組合物包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分(可參見下表I):片狀銀粉Ferro SF70A100 份；脂環(huán)族三官能團環(huán)氧樹脂TDE-8511.20份；環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(深圳初創(chuàng)應用材料有限公司ICAM-8409) 0.33份；三元氯醋樹脂3.36份；異佛爾酮10.26份；二丙二醇甲醚20.55份；150# 溶劑油5.13 份；核殼結(jié)構(gòu)橡膠微納米顆粒改性環(huán)氧樹脂 5.60份；觸變劑BYK-410 (BYK 公司)1.00 份；抗氧化劑SRE-701 (美國施瑞科技) 0.80份；和消泡劑SRE-2022A (美國施瑞科技) 0.80份。

本實施例的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法包括以下步驟:1.熱塑性樹脂體系的制備:按大約4: 2: I的質(zhì)量比分別稱取二丙二醇甲醚、異佛爾酮和150#溶劑油，將三種溶劑混合均勻后制得混合溶劑；再按上述質(zhì)量配比適當稱取三元氯醋樹脂粉末和混合溶劑，使其在90°C的油浴中溶解徹底，制得固含量約在30%左右的氯醋樹脂溶液待用。2.熱固性樹脂體系的制備:按上述質(zhì)量配比稱取適量的環(huán)氧樹脂TDE-85、核殼結(jié)構(gòu)橡膠微納米顆粒改性環(huán)氧樹脂(深圳初創(chuàng)應用材料有限公司H0037)和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(ICAM-8409)，在行星式攪拌機中混合均勻得到環(huán)氧樹脂體系，混合時的工藝條件為1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥60s、120s。3.添加導電材料粉末:按上述質(zhì)量配比稱取片狀銀粉Ferro SF70A，將片狀銀粉Ferro SF70A與步驟I中配制得到的氯醋樹脂溶液混合，然后采用行星式攪拌機分別在960r/min> 1460r/min 和 850r/min 公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥 30s、120s 和 50s。4.添加功能性助劑:按上述質(zhì)量配比分別稱取觸變劑、抗氧化劑、消泡劑與上述步驟3后得到的產(chǎn)物混合均勻，混合時采用行星式攪拌機分別在960r/min、1460r/min和850r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌30s、120s和50s。5.兩種樹脂體系的混合:按上述質(zhì)量配比稱取步驟2中制得的環(huán)氧樹脂體系和步驟4中得到的混合產(chǎn)物，經(jīng)行星式攪拌機混合均勻，為抑制發(fā)熱，混合工藝條件控制為:1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥60s、120s。6.混合溶劑調(diào)節(jié):通過適當添加步驟I中配制的混合溶劑調(diào)節(jié)步驟5中得到的混合產(chǎn)物的粘度后，再經(jīng)三滾軋制，使得油墨細度小于5 μ m，得到最終的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。本實施例制得的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的性能測試結(jié)果如下表2所示。實施例2:一種本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，該導電油墨組合物包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分(可參見下表I):
片狀銀粉Ferro SF70A100 份；環(huán)氧樹脂DER-331 (陶氏化學雙酚A型環(huán)氧樹脂)9.97份；環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(ICAM-8403)(深圳初創(chuàng)應用材料有限公司)2.09份；PVB (B-98)(益世通化學新型材料有限公司) 2.98份；DBE5.94 份；二丙二醇甲醚23.73份；150# 溶劑油5.94 份；丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂861340 (深圳佳迪達化工有限公司)3.99份；觸變劑BYK-410 (BYK 公司)0.90 份；抗氧化劑SRE-701 (美國施瑞科技) 0.80份；和消泡劑SRE-2022A (美國施瑞科技) 0.50份。本實施例的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法包括以下步驟:1.熱塑性樹脂體系的制備:按大約4: I: I的質(zhì)量比分別稱取二丙二醇甲醚、DBE和150#溶劑油，將三種溶劑混合均勻后制得混合溶劑；再按上述質(zhì)量配比適當稱取PVB(B-98)樹脂粉末和混合溶劑，使其在90°C的油浴中溶解徹底，制得固含量約在15%左右的PVB (B-98)溶液待用。2.熱固性樹脂體系的制備:按上述質(zhì)量配比稱取適量的環(huán)氧樹脂DER-331、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(ICAM-8403)，在行星式攪拌機中混合均勻得到環(huán)氧樹脂體系，混合時的工藝條件為1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌60s、120s。3.添加導電材料粉末:按上述質(zhì)量配比稱取片狀銀粉Ferro SF70A，將片狀銀粉Ferro SF70A與步驟I中配制得到的PVB溶液混合，然后采用行星式攪拌機分別在960r/min> 1460r/min和850r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥30s、120s和50s。4.添加功能性助劑:按上述質(zhì)量配比稱取觸變劑、抗氧化劑和消泡劑與上述步驟3后得到的產(chǎn)物混合均勻，混合時采用行星式攪拌機分別在960r/min、1460r/min和850r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌30s、120s和50s。5.兩種樹脂體系的混合:按上述質(zhì)量配比稱取步驟2中制得的環(huán)氧樹脂體系和步驟4中得到的混合產(chǎn)物，經(jīng)行星式攪拌機混合均勻，混合工藝條件控制為:1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌60s、120s。6.混合溶劑調(diào)節(jié):通過適當添加步驟I中配制的混合溶劑調(diào)節(jié)步驟5中得到的混合產(chǎn)物的粘度后，再經(jīng)三滾軋制，使得油墨細度小于5 μ m，得到最終的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。本實施例制得的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的性能測試結(jié)果如下表2所示。實施例3:一種本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物,該導電油墨組合物包含以下質(zhì)量配比的組分(可參見下表I):片狀銀粉Ferro SF70A100 份；環(huán)氧樹脂DER-3318.82 份；環(huán)氧樹脂潛伏性固化 劑(深圳初創(chuàng)ICAM-8403) 3.14份；
三元氯醋樹脂3.17份；異佛爾酮9.46份；二丙二醇甲醚18.92份；150# 溶劑油4.73 份；丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂861340 (深圳佳迪達化工有限公司)4.41份；觸變劑BYK-410 (BYK 公司)1.10 份；抗氧化劑SRE-701 (美國施瑞科技)0.80份；和消泡劑SRE-2022A (美國施瑞科技)0.80份。本實施例的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法包括以下步驟:1.熱塑性樹脂體系的制備:按大約4: 2: I的質(zhì)量比分別稱取二丙二醇甲醚、異佛爾酮和150#溶劑油，將三種溶劑混合均勻后制得混合溶劑；再按上述質(zhì)量配比適當稱取三元氯醋樹脂粉末和混合溶劑，使其在90°C的油浴中溶解徹底，制得固含量約在30%左右的氯醋樹脂溶液待用。2.熱固性樹脂體系的制備:按上述質(zhì)量配比稱取適量的環(huán)氧樹脂DER-331、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(ICAM-8403)，在行星式攪拌機中混合均勻得到環(huán)氧樹脂體系，混合時的工藝條件為1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌60s、120s。3.添加導電材料粉末:`按上述質(zhì)量配比稱取片狀銀粉Ferro SF70A，將片狀銀粉Ferro SF70A與步驟I中配制得到的氯醋樹脂溶液混合，然后采用行星式攪拌機分別在960r/min> 1460r/min 和 850r/min 公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥 30s、120s 和 50s。4.添加功能性助劑:按上述質(zhì)量配比稱取觸變劑、抗氧化劑、消泡劑與上述步驟3后得到的產(chǎn)物混合均勻，混合時采用行星式攪拌機分別在960r/min、1460r/min和850r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌30s、120s和50s。5.兩種樹脂體系的混合:按上述質(zhì)量配比稱取步驟2中制得的環(huán)氧樹脂體系和步驟4中得到的混合產(chǎn)物，經(jīng)行星式攪拌機混合均勻，為抑制發(fā)熱，混合工藝條件控制為:1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥60s、120s。6.混合溶劑調(diào)節(jié):通過適當添加步驟I中配制的混合溶劑調(diào)節(jié)步驟5中得到的混合產(chǎn)物的粘度后，再經(jīng)三滾軋制，使得油墨細度小于5 μ m，得到最終的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。本實施例制得的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的性能測試結(jié)果如下表2所示。實施例4:一種本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物,該導電油墨組合物包含以下質(zhì)量配比的組分(可參見下表I):片狀銀粉Ferro SF70A 100 份；環(huán)氧樹脂TDE-8510.37 份；環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(ICAM-8409)(深圳初創(chuàng)應用材料有限公司)0.38份；PVB (B-98)(益世通化學新型材料有限公司)3.12份；DBE5.27 份；二丙二醇甲醚21.10份；
150# 溶劑油5.27 份；核殼結(jié)構(gòu)橡膠微納米顆粒改性環(huán)氧樹脂H0037 (深圳初創(chuàng))5.18份；觸變劑BYK-410 (BYK 公司)0.90 份；抗氧化劑SRE-701 (美國施瑞科技)0.80份；和消泡劑SRE-2022A (美國施瑞科技)0.60份。本實施例的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法包括以下步驟:1.熱塑性樹脂體系的制備:按大約4: I: I的質(zhì)量比分別稱取二丙二醇甲醚、DBE和150#溶劑油，將三種溶劑混合均勻后制得混合溶劑；再按上述質(zhì)量配比適當稱取PVB(B-98)樹脂粉末和混合溶劑，使其在90°C的油浴中溶解徹底，制得固含量約在15%左右的PVB (B-98)溶液待用。2.熱固性樹脂體系的制備:按上述質(zhì)量配比稱取適量的環(huán)氧樹脂TDE-85、核殼結(jié)構(gòu)橡膠微納米顆粒改性環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑(ICAM-8409),在行星式攪拌機中混合均勻得到環(huán)氧樹脂體系，混合時的工藝條件為1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌60s、120s。3.添加導電材料粉末:按上述質(zhì)量配比稱取片狀銀粉Ferro SF70A，將片狀銀粉Ferro SF70A與步驟I中配制得到的PVB溶液混合，然后采用行星式攪拌機分別在960r/min、1460r/min和850r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攬祥30s、120s和50s。4.添加功能性助劑:按上述質(zhì)量配比稱取觸變劑、抗氧化劑和消泡劑與上述步驟3后得到的產(chǎn)物混合均勻，混合時采用行星式攪拌機分別在960r/min、1460r/min和850r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌30s、120s和50s。

5.兩種樹脂體系的混合:按上述配比稱取步驟2中制得的環(huán)氧樹脂體系和步驟4中得到的混合產(chǎn)物，經(jīng)行星式攪拌機混合均勻，混合工藝條件控制為:1260r/min和860r/min公轉(zhuǎn)速度下分別攪拌60s、120s。6.混合溶劑調(diào)節(jié):通過適當添加步驟I中配制的混合溶劑調(diào)節(jié)步驟5中得到的混合產(chǎn)物的粘度后，再經(jīng)三滾軋制，使得油墨細度小于5 μ m，得到最終的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。本實施例制得的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的性能測試結(jié)果如下表2所示。表1:各實施例的導電油墨組合物的組分配比
權(quán)利要求
1.一種絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述導電油墨組合物包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分: 導電材料粉末20% 70% ； 環(huán)氧樹脂1% 20% ； 環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑 0.2% 15% ； 熱塑性樹脂1% 30% ； 有機溶劑5% 60% ;和 環(huán)氧樹脂增韌劑0% 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述導電材料粉末為銀粉、鍍銀銅粉、導電石墨、導電炭黑中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為低粘度雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)型液體環(huán)氧樹脂中的一種或者多種；所述環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑為分散型固化劑、熱固化型潛伏性固化劑或陽離子型潛伏性固化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述熱塑性樹脂為聚乙烯醇縮丁醛、氯醋樹脂、改性聚酯、改性丙烯酸樹脂中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述有機溶劑包括二價酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、二丙二醇甲醚、乙二醇苯醚、乙醇酸正丁酯、異佛爾酮、甲乙酮、環(huán)己酮、100#溶劑油、150#溶劑油、1，3-丁二醇、正丁醇中的一種或多種；所述有 機溶劑為真溶劑、假溶劑和助溶劑組成的混合溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂增韌劑為丁腈橡膠、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、核殼結(jié)構(gòu)橡膠微納米顆粒改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其特征在于，所述絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物中還包括有質(zhì)量分數(shù)0.5% 5%的功能性助劑，所述功能性助劑包括消泡劑、流平劑、抗氧化劑、粘結(jié)力促進劑、流變助劑中的一種或多種；所述消泡劑為有機硅消泡劑；所述流平劑為有機硅流平劑和/或丙烯酸流平劑；所述粘結(jié)力促進劑為各種形式的硅烷偶聯(lián)劑或低分子量聚酯樹脂；所述流變助劑為氣相二氧化硅、氫化蓖麻油、氫化蓖麻油改性物、聚酰胺蠟、BYK-410或BYK430。
8.—種如權(quán)利要求1 7中任一項所述的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物的制備方法，包括以下步驟: (I)熱塑性樹脂體系的制備:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取有機溶劑，再按所述質(zhì)量分數(shù)稱取熱塑性樹脂粉末，將其和有機溶劑混合，得到固含量為15% 30%的熱塑性樹脂體系； (2 )熱固性樹脂體系的制備:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂增韌劑和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑，將三者混合均勻后得到熱固性樹脂體系； (3)添加導電材料粉末:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取導電材料粉末，將其與步驟(I)中配制得到的熱塑性樹脂體系混合；然后可選擇性添加功能性助劑，并再次混合均勻； (4)兩種樹脂體系的混合:按所述質(zhì)量分數(shù)稱取步驟(2)中制得的熱固性樹脂體系和步驟(3)中得到的混合產(chǎn)物，再次混合均勻；(5)混合溶劑調(diào)節(jié):添加步驟(I)中配制的有機溶劑調(diào)節(jié)步驟(4)中得到的混合產(chǎn)物的粘度后，再經(jīng)三滾軋制，使油墨細度小于5 μ m，得到最終的絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于: 所述步驟(2)中，混合操作是在行星式攪拌機中進行，混合時分兩步進行，先在IOOOr/min 1500r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌30s 90s，再在500r/min 1000r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌 60s 180s ； 所述步驟(3)中，混合操作是在行星式攪拌機中進行，混合時分三步進行，先在800r/min 1200r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌IOs 40s，再在1200r/min 1500r/min公轉(zhuǎn)速度下攬祥60s 120s，最后在500r/min 900r/min公轉(zhuǎn)速度下攬祥30s 60s ； 所述步驟(4)中，混合操作是在行星式攪拌機中進行，混合時分兩步進行，先在IOOOr/min 1500r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌30s 90s，再在500r/min 1000r/min公轉(zhuǎn)速度下攬拌 60s 180so
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中，所述混合是指在50°C 150°C的油浴中使熱塑性樹脂粉 末溶解于有機溶劑中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物，其包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分導電材料粉末20%～70%；環(huán)氧樹脂1%～20%；環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑0.2%～15%；熱塑性樹脂1%～30%；有機溶劑5%～60%和環(huán)氧樹脂增韌劑0～5%；其制備方法包括以下步驟先將熱塑性樹脂粉末和有機溶劑混合，然后混合環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂增韌劑和環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑得到熱固性樹脂體系，再添加導電材料粉末至熱塑性樹脂體系，并將其與熱固性樹脂體系混合，最后添加有機溶劑調(diào)節(jié)粘度，得到絲網(wǎng)印刷導電油墨組合物。本發(fā)明的產(chǎn)品具有力學強度高、電學性能穩(wěn)定、耐化學性能優(yōu)良、對基材粘結(jié)力好、VOC含量較低等優(yōu)點。
文檔編號C09D11/10GK103146259SQ20131009006
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者秦峻, 堵永國, 劉陽, 張磊, 劉卓峰, 張為軍 申請人:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學, 湖南有色中央研究院有限公司