鎳墨水和抗氧化劑和導電涂料的制作方法
【專利說明】鏡墨水和抗氧化劑和導電涂料
[0001] 相關(guān)申請案的交叉引用
[0002] 本申請案主張2012年12月28日申請的名稱為"鎳墨水和抗氧化劑和導電涂料" 的美國臨時專利申請案第61/747, 093號的權(quán)益，所述申請案以全文引用的方式并入本文 中。 【背景技術(shù)】 技術(shù)領域
[0003] 本申請案涉及一種導電墨水，尤其涉及一種包含鎳的導電墨水。
[0004] 相關(guān)技術(shù)描述
[0005] 市場上可獲得的最常見且最高效能的導電墨水為銀墨水。這些墨水的最大缺點為 由于銀含量所產(chǎn)生的成本（每克1美元至2美元不等）。銅墨水亦可獲得且比銀墨水便宜； 然而，銅墨水本身和使用銅墨水印刷的膜易于氧化和腐蝕。
[0006] 鎳（Ni)具有固有的金屬導電性，對氧化與其他類型的腐蝕具高抗性，且具磁性。 基于這些性質(zhì)，Ni墨水適用于許多領域，包含導電墨水、裝飾性金屬油漆、耐腐蝕涂料、抗靜 電涂料，且適用于射頻和電磁屏蔽涂料中。
[0007] 市場上可獲得的導電性可網(wǎng)版印刷的Ni墨水所具有的片電阻介于約5歐姆/平 方/密耳與約300歐姆/平方/密耳之間的范圍內(nèi)，這與金屬墨水可預期的片電阻相比 相對較高。現(xiàn)有Ni墨水的相對低的導電性亦可解釋為何此類材料的供應商不多（例如， 現(xiàn)有供應商包含創(chuàng)意材料有限公司（CreativeMaterials,Corp.)、格溫特郡電子材料有 限公司（GwentElectronicMaterials,Ltd.)、工程導電材料有限責任公司（Engineered ConductiveMaterials，LLC)以及環(huán)氧樹脂公司（Epoxies)等）。現(xiàn)有供應商亦生 產(chǎn)可噴墨印刷的納米Ni墨水（例如應用納米技術(shù)控股有限公司（AppliedNanotech Holdings,Inc.))。雖然，在高于300°C的溫度下固化的納米墨水為高度導電的（例如，其可 在固化之后變成金屬薄膜），但其昂貴且不適用于需要較厚涂層或較低固化溫度的應用中。 由于所述納米材料，其亦較難以大量生產(chǎn)。
[0008] 因此，需要具有改良性質(zhì)的Ni墨水。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 導電墨水可包含鎳組分、多元羧酸組分以及多元醇組分，多元羧酸組分與醇多元 醇組分可反應形成聚酯組分。導電墨水可包含添加劑組分和/或碳組分。
[0010] 在一些實施例中，鎳組分可包含鎳薄片、鎳納米/微米絲以及鎳球中的至少一者。 鎳薄片的厚度可小于約5微米。鎳薄片的直徑可為約100納米至約50微米。鎳薄片的直 徑可為約500納米至約30微米。
[0011] 在一些實施例中，鎳組分可為細絲狀鎳粉。細絲狀鎳粉的最長尺寸可在約2微米 至約10微米范圍內(nèi)。
[0012] 在一些實施例中，鎳組分可具有最長尺寸在約0. 5微米至約50微米范圍內(nèi)的至少 一種粒子。鎳組分可具有最長尺寸在約0.5微米至約30微米范圍內(nèi)的至少一種粒子。鎳 組分可具有最長尺寸在約5微米至約20微米范圍內(nèi)的至少一種粒子。
[0013] 碳組分可包含碳薄片、碳納米/微米絲以及碳球中的至少一者。碳組分可具有石 墨烯、石墨、活性碳、碳納米管以及碳納米纖維中的至少一者。石墨可包含石墨粉。石墨烯 可包含石墨烯薄片。在一些實施例中，至少一個石墨烯薄片的直徑可為約5微米。在一些 實施例中，至少一個石墨稀薄片的直徑可為約100納米至約50微米。
[0014] 在一些實施例中，多元羧酸組分可包含二羧酸。舉例而言，二羧酸可包含以 下各者中的至少一者：丙二酸（propanedioicacid)(胡蘿卜酸（malonicacid))、丁 二酸(butanedioicacid)(瑭拍酸（succinicacid))、戊二酸(pentanedioicacid) (胺膠酸（glutaricacid))、己二酸（hexanedioicacid)(肥酸（adipicacid))、庚二 酸（heptanedioicacid)(薄桃酸（pimelicacid))、辛二酸（octanedioicacid)(檢 酸（subericacid))、壬二酸（nonanedioicacid)(杜轉(zhuǎn)花酸（azelaicacid))、癸二酸 (decanedioicacid)(皮月旨酸（sebacicacid))、十一焼二酸（undecanedioicacid)、十二 焼二酸（dodecanedioicacid)、十三焼二酸（tridecanedioicacid)(巴西酸（brassylic acid))、十四焼二酸(tetradecanedioicacid)、十五焼二酸(pentadecanedioic acid)、十六焼二酸（hexadecanedioicacid)(塔普酸（thapsicacid))、十八焼二酸 (octadecanedioicacid)、順丁稀二酸（maleicacid)、反丁稀二酸（fumaricacid)、戊稀 二酸（glutaconicacid)、愈傷酸（traumaticacid)以及黏康酸（muconicacid)。
[0015] 在一些實施例中，多元羧酸組分可包含三羧酸。舉例而言，三羧酸可包含以下各 者中的至少一者：梓檬酸（citricacid)、異梓檬酸（isocitricacid)、烏頭酸（aconitic acid)、丙三酸（carballylicacid)、對稱苯三甲酸（trimesicacid)以及對苯二甲酸 (terephthalicacid)〇
[0016] 在一些實施例中，多元羧酸組分可包含羥基羧酸。舉例而言，羥基羧酸可包含 以下各者中的至少一者：4_羥基苯甲酸（4-hydroxybenzoicacid)、乙醇酸（glycolic acid)、乳酸（lacticacid)、梓檬酸、杏仁酸（mandelicacid)、0 羥基酸（betahydroxy acid)、co羥基酸（omegahydroxyacid)、水楊酸（salicylicacid)、3_ 羥基丙酸 (3_hydroxypropionicacid)以及 6_ 羥基萘 _2_ 甲酸（6-hydroxynaphthalene-2_carboxy lieacid)〇
[0017] 多元醇組分可包含丙三醇和二醇中的至少一者。在一些實施例中，多元醇組分可 包含以下各者中的至少一者：甘油、二元醇、三元醇、四元醇、五元醇、乙二醇、二乙二醇、聚 乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯1，4- 丁二醇、1，2- 丁二醇、2, 3- 丁二醇、 1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，8-辛二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1，2-戊二 醇、驅(qū)蚊醇（etohexadiol)、對薄荷烷-3, 8-二醇以及2-甲基-2, 4-戊二醇。
[0018]添加劑組分可包含粘度調(diào)節(jié)劑、潤濕劑、流平劑（flowandlevelingagent)、助 粘劑以及腐蝕抑制劑中的至少一者。舉例而言，潤濕劑可包含聚乙二醇。舉例而言，腐蝕 抑制劑可包含以下各者中的至少一者：N，N-二乙基輕胺（N，N-diethylhydroxylamine)、 抗壞血酸（ascorbicacid)、餅（hydrazine)、六亞甲基四胺（hexamine)、苯 二胺（phenylenediamine)、苯并三挫（benzotriazole)、二硫代磷酸鋅（zinc dithiophosphate)、親酸（tannicacid)、磷酸鋅（zincphosphate)以及六氟乙酰丙酮 (hexafluoroacetylacetone)〇
[0019] 在一些實施例中，添加劑組分包含溶劑。所述溶劑可包含粘度調(diào)節(jié)劑、潤濕劑、流 平劑以及助粘劑中的至少一者。所述溶劑可包含醇與水中的至少一者。舉例而言，醇可包 含以下各者中的至少一者：甲醇、乙醇、N-丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、N-辛醇、四氫糠醇 (tetrahydrofurfurylalcohol;THFA)、環(huán)己醇、環(huán)戊醇以及貓品醇（terpineol)。N-丙 醇可包含1-丙醇、2-丙醇以及1-甲氧基-2-丙醇中的至少一者。丁醇可包含1-丁醇與 2_ 丁醇中的至少一者。戊醇可包含1-戊醇、2-戊醇以及3-戊醇中的至少一者。己醇可包 含1-己醇、2-己醇以及3-己醇中的至少一者。N-辛醇可包含1-辛醇、2-辛醇以及3-辛 醇中的至少一者。
[0020] 在一些實施例中，添加劑組分可包含丁基內(nèi)酯。在一些實施例中，添加劑組分可包 含醚。醚可包含甲基乙基醚、二乙醚、乙基丙基醚以及聚醚中的至少一者。
[0021] 在一些實施例中，添加劑組分可包含酮。酮可包含丙酮與甲基乙基酮中的至少一 者。在一些實施例中，酮可包含二酮與環(huán)狀酮中的至少一者。舉例而言，環(huán)狀酮可包含以下 各者中的至少一者：環(huán)己酮、環(huán)戊酮、環(huán)庚酮、環(huán)辛酮、二苯甲酮、乙酰丙酮、苯乙酮、環(huán)丙酮 以及異佛酮（isophorone)〇
[0022] 在一些實施例中，添加劑組分可包含酯。酯可包含以下各者中的至少一者：二元 酯、乙酸乙酯、肥酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、膿膠酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、乙酸甘油 酯以及羧酸酯。
[0023] 在一些實施例中，添加劑組分可包含碳酸酯。碳酸酯可包含碳酸丙烯酯 (propylenecarbonate)〇
[0024] 在一些實施例中，添加劑組分可包含以下各者中的至少一者：二醇醚、二醇醚乙 酸醋、四甲基脲、n-甲基吡略啶酮、乙腈、四氫呋喃（tetrahydrofuran;THF)、二甲基甲酰 胺（dimethylformamide;DMF