一種納米銀凹印油墨及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，具體涉及一種含納米銀材料的凹印油墨的配方及制備方法，即一種納米銀凹印油墨及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]凹印油墨也叫凹印液態(tài)油墨，是一種穩(wěn)定的有顏色的膠體分散體系，可用適當(dāng)?shù)挠∷⒎绞綄⑵渫坎荚谶m當(dāng)?shù)幕纳?，使其呈現(xiàn)文字圖案以及顏色和提供信息及吸引力。
[0003]同其它印刷油墨一樣，凹印油墨主要組成部分為有色物質(zhì)(顏料)和連結(jié)料。其中有色物質(zhì)起顯色作用，靠與承印物的顏色不同形成對比，在承印物上顯出圖像來。只有油墨各組分的比例調(diào)配好，才能達(dá)到油墨應(yīng)有的印刷適性和使用性能，才能使印刷油墨與印版、印刷機(jī)、承印材料之間得以良好的配合，使印刷工藝順利進(jìn)行。
[0004]凹印油墨大多是揮發(fā)性溶劑型油墨，由顏料、固體樹脂、揮發(fā)性溶劑、填充料和附加劑組成。凹版印刷的印版是由一個(gè)個(gè)與原稿圖文相對應(yīng)的凹坑與印版的表面所組成的。印刷時(shí)，油墨被充填到凹坑內(nèi)，印版表面的油墨用刮墨刀刮掉，印版與承印物之間有一定的壓力接觸，將凹坑內(nèi)的油墨轉(zhuǎn)移到承印物上，完成印刷。
[0005]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，如柔性電路板、RFID天線等電子器件和產(chǎn)品的問世，傳統(tǒng)的凹印油墨在流動(dòng)性能、光學(xué)性能、耐抗性能等方面難以適應(yīng)新的技術(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對傳統(tǒng)技術(shù)的不足，本發(fā)明特提出一種納米銀凹印油墨及其制備方法，它不僅能解決傳統(tǒng)技術(shù)所面臨的新問題，還具有其它有益效果。
[0007]一種納米銀凹印油墨，通常含有以下成分:小于1nm的銀納米粒子，用量20-50wt% ;大于1nm的納米銀材料和微米銀材料，用量20-50wt% ;不揮發(fā)有機(jī)成分，用量0-1wt % ;揮發(fā)有機(jī)成分，用量20-30wt% ；
[0008]上述大于1nm的納米銀材料和微米銀材料為厚度20_30nm，直徑I OO-1OOOnm的納米銀片、粒徑20-100nm的納米銀粉、粒徑小于Ium的超細(xì)微米銀片粉等。
[0009]上述不揮發(fā)有機(jī)成分為高分子樹脂，優(yōu)選的，所用高分子樹脂為乙基纖維素、羥丙基纖維素、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等。
[0010]上述揮發(fā)有機(jī)成分為高沸點(diǎn)溶劑、表面助劑。優(yōu)選的，所用高沸點(diǎn)溶劑為乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、乙二醇丙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇丙醚醋酸酯、二丙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、松油醇、石油醚等;所用表面助劑為有機(jī)胺、有機(jī)羧酸、聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚物，失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚脂肪醇醚、聚甘油脂肪酸酯、聚硅氧烷、聚醚改性硅氧烷等。[0011 ]本發(fā)明所述一種納米銀凹印油墨的制備方法，包含以下步驟:
[0012](I)將一定量高分子樹脂或其混合物攪拌加高沸點(diǎn)溶劑或其混合物，加熱至60-120 0C溶解30-120min，配制0_5wt %的高分子樹脂溶液，稱為組分A;
[0013](2)將一定量的小于1nm的納米銀粒子材料加入環(huán)己烷中，配制50wt%分散液，稱為組分B，通過高速剪切、超聲等設(shè)備促進(jìn)納米銀粒子單分散；
[0014](3)將一定量的大于1nm的納米銀材料和微米銀材料攪拌加入冷卻的組分A中，并加入前述表面助劑改善其分散，通過研磨、高速剪切、三輥密煉等促進(jìn)分散，得到粘稠的組分C;
[0015](4)將一定量組分B加入到組分C中，攪拌均勻，通過抽真空去除環(huán)己烷，得到粘稠的組分D;
[0016](5)在組分D中加入適量前述的助劑和其混合物，得到凹印油墨。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:由于納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-1OOnm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。當(dāng)宏觀物體被細(xì)分到納米尺度后，其光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)及化學(xué)方面的性質(zhì)將會有顯著的改變，可廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥、化工、軍事、航空航天等眾多領(lǐng)域。納米銀材料具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和量子尺寸相關(guān)的性能。含納米銀材料的凹印油墨主要用于通過凹印實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能線條和圖案的印刷制備，可廣泛應(yīng)用于制造柔性電路板、RFID天線等電子器件和產(chǎn)品。該凹印油墨采用商業(yè)型R2R凹印設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)l_3um厚度、最細(xì)50um線徑的印刷，小于150°C低溫?zé)Y(jié)電阻率低至5uΩ.cm。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019]實(shí)施例1:
[0020](I)將乙基纖維素?cái)嚢杓尤胨捎痛?，加熱?0-80°C溶解60-120min，制成濃度0-50g/L的高分子樹脂溶液，稱為組分A;
[0021 ] (2)將小于1nm的納米銀粒子材料加入環(huán)己燒中，通過高速剪切制成濃度50wt%分散液，稱為組分B ；
[0022](3)將前述的納米銀片(片厚20-30nm，直徑100-300nm)攪拌加入冷卻的組分B中，通過研磨制成含納米銀片40-60wt%的粘稠組分C，研磨過程中添加納米銀片量O-1Owt %前述助劑和其混合物；
[0023](4)將組分B按照一定比例(如1:2，1:1，2:1等)加入到組分C中，攪拌均勻，抽真空去除環(huán)己烷，得到粘稠的組分D;
[0024](5)將前述表面助劑和其混合物攪拌加入D，加入量0_5wt%，得到凹印油墨。
[0025]將上述實(shí)施例1中得到的含納米銀材料凹印油墨用一般商業(yè)型R2R凹印設(shè)備測試，可實(shí)現(xiàn)l-3um厚度、最細(xì)50um線徑的印刷，小于150°C低溫?zé)Y(jié)電阻率在銅版紙上低至5uΩ.cm，在PET薄膜上低至1uΩ.cm。
[0026]實(shí)施例2:
[0027](I)將丙烯酸酯樹脂攪拌加入前述醇醚和醇酯混合溶劑，加熱至SO-1OOtC溶解60-120min，制成濃度0-50g/L的高分子樹脂溶液，稱為組分A;
[0028](2)將小于1nm的納米銀粒子材料加入環(huán)己烷中，通過高速剪切制成濃度50wt%分散液，稱為組分B ；
[0029](3)將粒徑20-100nm的納米銀粉攪拌加入冷卻的組分B中，通過三輥密煉制成含納米銀粉40-60wt%的粘稠組分C，密煉過程中添加納米銀粉量O-1Owt %前述助劑和其混合物；
[0030](4)將組分B按照一定比例(如1:2，1:1，2:1等)加入到組分C中，攪拌均勻，抽真空去除環(huán)己烷，得到粘稠的組分D;
[0031](5)將前述表面助劑和其混合物攪拌加入D，加入量0_5wt%，得到凹印油墨。
[0032]將上述實(shí)施例2中得到的含納米銀材料凹印油墨用一般商業(yè)型R2R凹印設(shè)備測試，可實(shí)現(xiàn)l-3um厚度、最細(xì)50um線徑的印刷，小于150°C低溫?zé)Y(jié)電阻率在銅版紙上低至1uΩ.cm，在PET薄膜上低至20uΩ.cm。
[0033]實(shí)施例3:
[0034](I)將聚氨酯樹脂攪拌加入前述醇醚和醇酯混合溶劑，加熱至SO-1OOtC溶解60-120min，制成濃度0-50g/L的高分子樹脂溶液，稱為組分A;
[0035](2)將小于1nm的納米銀粒子材料加入環(huán)己烷中，通過高速剪切制成濃度50wt%分散液，稱為組分B ；
[0036](3)將片徑小于Ium的微米銀片粉攪拌加入冷卻的組分B中，通過三輥密煉制成含微米銀片粉40-60wt%的粘稠組分C，密煉過程中添加微米銀片粉量0-10wt%前述助劑和其混合物；
[0037](4)將組分B按照一定比例(如1:2，1:1，2:1等)加入到組分C中，攪拌均勻，抽真空去除環(huán)己烷，得到粘稠的組分D;
[0038](5)將前述表面助劑和其混合物攪拌加入D，加入量0_5wt%，得到凹印油墨。
[0039]將上述實(shí)施例3中得到的含納米銀材料凹印油墨用一般商業(yè)型R2R凹印設(shè)備測試，可實(shí)現(xiàn)l-3um厚度、最細(xì)50um線徑的印刷，小于150°C低溫?zé)Y(jié)電阻率在銅版紙上低至20uΩ.cm，在PET薄膜上低至50uΩ.cm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米銀凹印油墨，包括: (1)小于1nm的銀納米粒子，用量20_50wt%； (2)大于1nm的納米銀材料和微米銀材料，用量20_50wt% ； (3)不揮發(fā)有機(jī)成分，用量0_lwt%； (4)揮發(fā)有機(jī)成分，用量20-30wt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米銀凹印油墨，其特征在于:所述的大于1nm的納米銀材料和微米銀材料為厚度20-30nm，直徑10-1OOOnm的納米銀片或者粒徑20-100nm的納米銀粉或者粒徑小于Ium的超細(xì)微米銀片粉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米銀凹印油墨，其特征在于:所述的不揮發(fā)有機(jī)成分為尚分子樹脂。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米銀凹印油墨，其特征在于:所述的高分子樹脂為乙基纖維素、羥丙基纖維素、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米銀凹印油墨，其特征在于:所述的揮發(fā)有機(jī)成分為高沸點(diǎn)溶劑或者表面助劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米銀凹印油墨，其特征在于:所述高沸點(diǎn)溶劑為乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、乙二醇丙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇丙醚醋酸酯、二丙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、松油醇、石油醚。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米銀凹印油墨，其特征在于:所述表面助劑為有機(jī)胺、有機(jī)羧酸、聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚物，失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚脂肪醇醚、聚甘油脂肪酸酯、聚硅氧烷、聚醚改性硅氧烷。8.一種納米銀凹印油墨的制備方法，包含以下步驟: (1)將一定量高分子樹脂或其混合物攪拌加入高沸點(diǎn)溶劑或其混合物，加熱至60-1200C溶解30-120min，配制0_5wt %的高分子樹脂溶液，稱為組分A; (2)將一定量的小于1nm的納米銀粒子材料加入環(huán)己烷中，配制50wt%分散液，稱為組分B，通過高速剪切、超聲等設(shè)備促進(jìn)納米銀粒子單分散； (3)將一定量的大于1nm的納米銀材料和微米銀材料攪拌加入冷卻的組分A中，并加入前述表面助劑改善其分散，通過研磨、高速剪切、三輥密煉等促進(jìn)分散，得到粘稠的組分C; (4)將一定量組分B加入到組分C中，攪拌均勻，通過抽真空去除環(huán)己烷，得到粘稠的組分D; (5)在組分D中加入適量前述的助劑和其混合物，得到凹印油墨。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米銀凹印油墨及其制備方法，包括：小于10nm的銀納米粒子，用量20-50wt％；大于10nm的納米銀材料和微米銀材料，用量20-50wt％；不揮發(fā)有機(jī)成分，用量0-1wt％；揮發(fā)有機(jī)成分，用量20-30wt％。其制備步驟是：將高分子樹脂加入高沸點(diǎn)溶劑得到組分A；將小于10nm的納米銀粒子材料加入環(huán)己烷中得到組分B；將大于10nm的納米銀材料和微米銀材料攪拌加入冷卻的組分A中得到組分C；將一定量組分B加入到組分C中得到組分D；在組分D中加入適量助劑得到凹印油墨。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于制造柔性電路板、RFID天線等電子器件和產(chǎn)品。
【IPC分類】C09D11/102, C09D11/14, C09D11/03, C09D11/107
【公開號】CN105670384
【申請?zhí)枴緾N201610201024
【發(fā)明人】周虎, 胡永能, 黃良輝
【申請人】廣東南海啟明光大科技有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月31日