CN105006272A - 一种紫外光导电银浆及其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种紫外光固化导电银浆及其制备方法及应用,其工艺步骤如下:用丙烯酸酯低聚物和适当的uv单体,uv光引发剂及适当的助剂与银粉配合制成银含量为50%-85%的紫外光固化导电银浆,然后再三辊机中研磨至细度小于5微米。本发明所制得的紫外光固化导电银浆还能用于激光蚀刻,本发明的紫外光固化银浆具有高耐弯折性能,高导电性能。及优越的印刷适性,性能稳定,及极高的生产效率,符合触摸屏导电银浆的大规模生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电银浆,具体涉及一种触摸屏导电线路生产用紫外光固化银浆的制备方法,属于导电材料领域。
背景技术
利用紫外光固化导电银浆的丝网印刷技术生产触摸屏导电线路在工业上还没有得到运用,目前,导电银浆还是运用低温固化的方式来制得导电线路,由于低温银浆体系中含有大量的溶剂,不利于环保,且在固化的过程中会运用到烘箱,缺点是能耗非常的高。低温银浆在固化的过程中烘烤的时间较长,通常会烘烤30至50分钟,生产效率非常的低下。
激光蚀刻导电膜层工艺是利用脉冲激光通过光学聚焦***将激光束聚焦为10微米到90微米的光斑,聚焦后的光斑,到达材料的去处能量阀值,通过高速扫描振镜***精密快速扫描,从而实现触摸屏上导电膜层的线路制作目的,这样制作的不可视区域更窄,实用性更强。
发明内容
本发明的目的是提供一种本发明旨在提供一种紫外光导电银浆及其制备方法及应用。
本发明解决了现有技术中,银浆烘烤时间长,能耗高,效率低,污染严重这几个缺陷。
本发明的目的是这样实现的:
一种紫外光导电银浆,其特征是,按质量份计由以下组分组成:银粉50-85质量份、丙烯酸酯低聚物10-20质量份、uv单体5-10质量份、光引发剂7-12质量份、添加剂1-3质量份;
所述添加剂由分散剂16质量份、消泡剂39质量份、流平剂39质量份以及储存稳定剂8质量份组成;
其制备方法包括如下步骤:
(1)、在uv单体中加入储存稳定剂和光引发剂,在高速分散机中以800-1000R/min的高剪切力作用下,温度控制在30℃~60℃,直至完全溶解成透明的液体,然后过滤掉杂质,得到引发剂溶液;
(2)、步骤(1)的引发剂溶液中加入丙烯酸酯低聚物以500R/min的剪切力分散30min,温度控制在30℃~60℃,然后过滤掉杂质,得到树脂半成品;
(3)、在树脂半成品中加入银粉,在分散机中以500R/min的速度分散2小时,然后在三辊机上研磨至细度小于5微米,得到uv银浆。
本发明还可以采用以下技术措施解决:
所述银粉为导电微米不定型银粉,包含以下生产步骤:
(1)分别制备浓度为0.5-1.0mol/L的硝酸银溶液和0.5-1.0mol/L的碳酸钠溶液;
(2)将步骤(1)制备得到的硝酸银溶液与碳酸钠溶液混合搅拌得碳酸银溶液,且保持碳酸银溶液温度为25-60℃;
(3)混合搅拌后将碳酸银溶液温度设置为60-80℃,将还原剂直接倾倒入碳酸银溶液中,保持搅拌反应0.5-2h,得到银粉悬浮液;
(4)得到的银粉悬浮液用去离子水清洗,洗液至电导率低于50μs/cm之后,真空抽滤至含水率小于35%,得到银粉;
(5)按银粉、表面活性剂、无水乙醇重量比 100 :0. 5 ~ 2 :10 配制,先将表面活性剂和无水乙醇混合配制乙醇溶液,然后将乙醇溶液加入银粉中搅拌后装盘,60℃干燥15h;
(6)将干燥后银粉粉碎得0.2-4μm的不定型导电银粉。
还原剂为弱还原剂,为葡萄糖或丙三醇。
丙烯酸酯低聚物选自环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯的一种或几种。
所述丙烯酸酯低聚物由环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯组成,环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的质量比为1:2。
uv单体选自1,6己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯基乙氧基丙烯酸酯,乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或多种。
导电微米不定型银粉粒径为50nm-2μm。
uv光引发剂选自a,a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(369)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2甲基-1-丙烷-1-酮(2959)、活性胺中的一种或多种。
将uv银浆通过UV灯固化后,在触摸屏电路板上得到银浆导电涂层(实际上,在UV灯固化之前,需要将uv银浆丝印到触摸屏电路板上,使触摸屏电路板上得到银浆导电涂层),并通过激光蚀刻工艺在触摸屏电路板上制备得到成品导电线路,且制备后触摸屏电路板上的导电线路的线宽和线距为20μm×20μm。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的uv银浆,不含可挥发性溶剂(voc),具备环保的特性。
(2)本发明的uv银浆的制备方法,其生产效率高,无需现有技术中的烘烤等工序,大大节省制备时间,制备后的uv 银浆经过uv灯固化后,通过激光蚀刻将导电线路蚀刻成型。
(3)本发明的uv银浆在触摸屏电路板上的应用中,通过激光蚀刻在触摸屏电路板上形成的导电线路的线宽和线距为20μm×20μm,相比现有技术采用丝印机印刷,其线宽和线距一般在80μm以上,相比现有的激光蚀刻技术,其线宽和线距一般都在35μm以上,大大提高导电线路的精细度,可以在有限的线路板面积上进行更复杂的线路布置或者布置线路时位置更加充裕。
(4)本发明的uv银浆,方块电阻低,在13~15mΩ/□/mil之间,甚至更低,相比普通的20~25mΩ/□/mil要低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
一种紫外光导电银浆,其特征是,按质量份计由以下组分组成:银粉50-85质量份、丙烯酸酯低聚物10-20质量份、uv单体5-10质量份、光引发剂7-12质量份、添加剂1-3质量份;
所述添加剂由分散剂16质量份、消泡剂39质量份、流平剂39质量份以及储存稳定剂8质量份组成;
其制备方法包括如下步骤:
(1)、在uv单体中加入储存稳定剂和光引发剂,在高速分散机中以800-1000R/min的高剪切力作用下,温度控制在30℃~60℃,直至完全溶解成透明的液体,然后过滤掉杂质,得到引发剂溶液;
(2)、步骤(1)的引发剂溶液中加入丙烯酸酯低聚物以500R/min的剪切力分散30min,温度控制在30℃~60℃,然后过滤掉杂质,得到树脂半成品;
(3)、在树脂半成品中加入银粉,在分散机中以500R/min的速度分散2小时,然后在三辊机上研磨至细度小于5微米,得到uv银浆。
本发明采用下表实施例1~5的各组分的质量份组合,进行分类说明:
本发明还可以采用以下技术措施解决:
所述银粉为导电微米不定型银粉,包含以下生产步骤:
(1)分别制备浓度为0.5-1.0mol/L的硝酸银溶液和0.5-1.0mol/L的碳酸钠溶液;
(2)将步骤(1)制备得到的硝酸银溶液与碳酸钠溶液混合搅拌得碳酸银溶液,且保持碳酸银溶液温度为25-60℃;
(3)混合搅拌后将碳酸银溶液温度设置为60-80℃,将还原剂直接倾倒入碳酸银溶液中,保持搅拌反应0.5-2h,得到银粉悬浮液;
(4)得到的银粉悬浮液用去离子水清洗,洗液至电导率低于50μs/cm之后,真空抽滤至含水率小于35%,得到银粉;
(5)按银粉、表面活性剂、无水乙醇重量比 100 :0. 5 ~ 2 :10 配制,先将表面活性剂和无水乙醇混合配制乙醇溶液,然后将乙醇溶液加入银粉中搅拌后装盘,60℃干燥15h;
(6)将干燥后银粉粉碎得0.2-4μm的不定型导电银粉。
还原剂为弱还原剂,为葡萄糖或丙三醇。
丙烯酸酯低聚物选自环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯的一种或几种。
所述丙烯酸酯低聚物由环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯组成,环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的质量比为1:2。
uv单体选自1,6己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯基乙氧基丙烯酸酯,乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或多种。
导电微米不定型银粉粒径为50nm-2μm。
uv光引发剂选自a,a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(369)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2甲基-1-丙烷-1-酮(2959)、活性胺中的一种或多种。
将uv银浆通过UV灯固化后,在触摸屏电路板上得到银浆导电涂层(实际上,在UV灯固化之前,需要将uv银浆丝印到触摸屏电路板上,使触摸屏电路板上得到银浆导电涂层),并通过激光蚀刻工艺在触摸屏电路板上制备得到成品导电线路,且制备后触摸屏电路板上的导电线路的线宽和线距为20μm×20μm。
获得的紫外光固化导电银浆,由于丙烯酸酯低聚物选用的是环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯为体系中提供了优异的固化速度和耐化学品性质,聚酯丙烯酸酯为体系提供了良好的颜料润湿性和优异的印刷性能。而聚氨酯丙烯酸树脂由于其颜料润湿性不够,低官能团的聚氨酯丙烯酸树脂其固化速度很慢,高官能团的聚氨酯丙烯酸酯其柔韧性太差,故不作为我们的首选。
获得的紫外光固化银浆的引发***只选用裂解型的光引发剂,而活性胺的加入只是为我们提供抗氧阻聚。引发原理与特定的银浆是不相同的。
其主要性能进行测试:
具体测试方法:
1:紫外光固化导电银浆粘度测试:用VT-04F旋转粘度计在25℃恒温1小时后,测量银浆样品的粘度,300-700dpa.s为适合。
2:紫外光固化导电银浆印刷适性测试:在手动丝印平台上,分别配上300目和420目的聚酯网版,在缩水的ITO膜上印刷3×3cm的正方形图案,和1×10cm的线条。厚度为9-11微米,然后过主波长为365nm的uv机。目测线条和图案的完整度和平整度。
3:紫外光固化银浆的附着力测试:用百格刀在正方形图案上划出测试百格,然后用3M810的胶带对测试。完全不脱落。
4:紫外光固化导电银浆电阻测试:用万用表测试印刷线条两端的电阻值。然后运用方阻的公式计算其方块电阻。
以上所述的具体实施例,仅为本发明较佳的实施例而已,举凡依本发明申请专利范围所做的等同设计,均应为本发明的技术所涵盖。
Claims (9)
1.一种紫外光导电银浆,其特征是,按质量份计由以下组分组成:银粉50-85质量份、丙烯酸酯低聚物10-20质量份、uv单体5-10质量份、光引发剂7-12质量份、添加剂1-3质量份;
所述添加剂由分散剂16质量份、消泡剂39质量份、流平剂39质量份以及储存稳定剂8质量份组成;
其制备方法包括如下步骤:
(1)、在uv单体中加入储存稳定剂和光引发剂,在高速分散机中以800-1000R/min的高剪切力作用下,温度控制在30℃~60℃,直至完全溶解成透明的液体,然后过滤掉杂质,得到引发剂溶液;
(2)、步骤(1)的引发剂溶液中加入丙烯酸酯低聚物以500R/min的剪切力分散30min,温度控制在30℃~60℃,然后过滤掉杂质,得到树脂半成品;
(3)、在树脂半成品中加入银粉,在分散机中以500R/min的速度分散2小时,然后在三辊机上研磨至细度小于5微米,得到uv银浆。
2.根据权利要求1所述的紫外光导电银浆,其特征在于,银粉为导电微米不定型银粉,包含以下生产步骤:
(1)分别制备浓度为0.5-1.0mol/L的硝酸银溶液和0.5-1.0mol/L的碳酸钠溶液;
(2)将步骤(1)制备得到的硝酸银溶液与碳酸钠溶液混合搅拌得碳酸银溶液,且保持碳酸银溶液温度为25-60℃;
(3)混合搅拌后将碳酸银溶液温度设置为60-80℃,将还原剂直接倾倒入碳酸银溶液中,保持搅拌反应0.5-2h,得到银粉悬浮液;
(4)得到的银粉悬浮液用去离子水清洗,洗液至电导率低于50μs/cm之后,真空抽滤至含水率小于35%,得到银粉;
(5)按银粉、表面活性剂、无水乙醇重量比 100 :0. 5 ~ 2 :10 配制,先将表面活性剂和无水乙醇混合配制乙醇溶液,然后将乙醇溶液加入银粉中搅拌后装盘,60℃干燥15h;
(6)将干燥后银粉粉碎得0.2-4μm的不定型导电银粉。
3.根据权利要求2所述的紫外光导电银浆,其特征在于,还原剂为弱还原剂,为葡萄糖或丙三醇。
4.根据权利要求1所述的紫外光导电银浆,其特征在于,丙烯酸酯低聚物选自环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的紫外光导电银浆,其特征在于,所述丙烯酸酯低聚物由环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯组成,环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的质量比为1:2。
6.根据权利要求1所述的紫外光导电银浆,其特征在于,uv单体选自1,6己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯基乙氧基丙烯酸酯,乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的紫外光导电银浆,其特征在于,导电微米不定型银粉粒径为50nm-2μm。
8.根据权利要求1所述的紫外光导电银浆,其特征在于,uv光引发剂选自a,a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(369)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2甲基-1-丙烷-1-酮(2959)、活性胺中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的紫外光导电银浆在触摸屏上的应用,其特征在于,将uv银浆通过UV灯固化后,在触摸屏电路板上得到银浆导电涂层,并通过激光蚀刻工艺在触摸屏电路板上制备得到成品导电线路,且制备后触摸屏电路板上的导电线路的线宽和线距为20μm×20μm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151028 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |