CN105400281A - 一种水性uv导电油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性UV导电油墨及其制备方法，以该导电油墨的总重量为基准，由以下质量百分含量的组分组成：40～60％的导电聚合物PEDOT、10～30％的去离子水、1～8％的氧化剂、10～20％的纳米铜粉、0.2～1.2％的稳定剂、2～5％的粘合剂、1～6％的流平剂、0.2～1.2％的消泡剂、0.2～2％的阻聚剂和10～30％的溶剂。采用本发明的技术方案，由于采用价格相对低廉的导电聚合物PEDOT和纳米铜制备导电油墨，大大降低了成本且操作简单，易于实现工业化生产；同时本发明的技术方案在印刷过程中无需对油墨进行高温烧结不仅简化了工艺同时提高了导电油墨的稳定性和一致性。
Description
技术领域
本发明属于高分子导电材料领域，尤其涉及一种水性UV导电油墨及其制备方法。
背景技术
水性UV(紫外光固化)导电油墨是近年来发展的一种新型油墨，水性UV油墨干燥速度快，环境污染低，能源消耗少，成为当前油墨行业普遍认可的新型油墨品种，主要应用于无线射频识别(RFID)、印制线路板(PCB)、电子屏显示器、传感器、电子纸、太阳能电池和薄膜开关等领域，水性UV导电油墨代表了薄膜印刷电子材料、甚至整个印刷电子产业的发展方向，有望成为未来改变人类生活方式的前沿技术。目前应用于印制电子行业的导电油墨主要是填充型导电油墨，所用的导电填料多为无机填料,如金、银、铜、镍、炭黑、石墨、碳纤维等,其中,金属银以良好的导电性、稳定性而应用最为广泛。水性UV导电油墨以水性光固化树脂为连接料，添加纳米银粉为填料，并辅以其他成分制备而成。其印刷原理是用将银系导电油墨印刷于上述印制线路板等基材上，先放置于烘箱中干燥，随后经紫外固化机固化，将其在大约150℃～350℃下烧结，待冷却至常温。烧结后银导电层的电导率可以达到2.4×10-5Ω·cm，表面电阻可达0.1Ω/□(□为方块电阻印刷工艺，指一个正方形的薄膜导电材料边到边之间的电阻，方块电阻的特性为任意大小的正方形边到边的电阻都是一样的，仅与导电膜的厚度等因素有关)以下，完全可以满足RFID天线及PCB线路板等方面的应用需求。
但以下原因制约了水性UV导电油墨的工业化应用：(1)印刷过程中会发生化学反应，且烧结的温度高。如美国化学学会的ShlomoMagdassi等在论文“Triggeringthesinteringofsilvernanoparticlesatroomtemperature”中指出，当纳米银颗粒与反向充电聚合电解质接触后，会自发形成金属结合，从而实现导电油墨的常温烧结，但是实验装备较为复杂。(2)银是常温下导电性最好的金属，但纳米银粉价格昂贵是制约水性UV导电油墨工业化广泛应用的主要原因。研究能解决上述问题的新型水性UV导电油墨，是国内外印刷油墨行业的研究热点，因此对水性UV导电油墨的研究和开发有很重要的现实意义。
故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种水性UV导电油墨及其制备方法，。
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供以下技术方案：
一种水性UV导电油墨，以该导电油墨的总重量为基准，由以下质量百分含量的组分组成：
导电聚合物PEDOT(聚3,4-乙撑二氧噻吩)：40～60％；所述PEDOT是EDOT(3，4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物；
去离子水：10～30％；
氧化剂：1～8％；所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸镁、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或者多种；
溶剂，10～30％；所述溶剂为二乙二醇丁醚、桐油或正丙醇中的的一种或多种；
纳米铜粉导电填料，10～20％；
稳定剂：0.2～1.2％；所述稳定剂为十六烷基三甲基溴化铵、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、十二烷基三甲基溴化铵或聚乙烯吡咯烷酮中的的一种或多种；
粘合剂：2～5％；所述粘合剂为2,2-二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或聚丙烯酰胺中的的一种或多种；
流平剂：1～6％；所述流平剂为TEGOGlide100、纯丙烯酸流平剂、环氧乙烷或环氧丙烷中的一种或多种；
消泡剂：0.2～1.2％；所述消泡剂为消泡剂6800、消泡剂810、消泡剂D105、消泡剂T-20GA或消泡剂DF-100中的一种或多种；
阻聚剂：0.2～2％；所述阻聚剂为对苯二酚、酚噻嗪、β－苯基萘胺、甲基氢醌THQ或亚甲基蓝中一种或多种。
优选地，所述导电聚合物PEDOT与所述氧化剂在去离子水中发生氧化反应形成导电聚合物水溶液。
优选地，所述氧化剂为次氯酸钙(Ca(ClO)2)，所述导电聚合物PEDOT与所述次氯酸钙的氧化反应过程如下：
优选地，所述纳米铜粉的颗粒直径小于50nm，纯度大于99.9％。
优选地，还包括质量百分含量为5～10％的颜料。
为了克服现有技术的缺陷，本发明还公开了一种水性UV导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：制备导电聚合物PEDOT水溶液；
步骤S2：将质量比为10～20％的纳米铜粉、0.2～1.2％的稳定剂、2～5％的粘合剂、1～6％的流平剂、0.2～1.2％的消泡剂、0.2～2％的阻聚剂、10～30％的溶剂与步骤S1制备的导电聚合物PEDOT水溶液均匀混合，加热至65～80℃持续搅拌1小时，然后在常温下冷却2小时，得油墨混合物；
步骤S3：将步骤S2中得到的油墨混合物以喷墨打印的方式打印在已预热至60～95℃的基板上形成油墨图形后将该基板放入热风干燥箱中30分钟干燥成型；
步骤S4：对基板上的油墨图形进行紫外光固化。
优选地，所述步骤S1进一步包括以下步骤：
将重量百分比40～60％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量10～30％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟，再倒入1～8％氧化剂，所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸镁、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或者多种；
将圆底烧瓶加热并保持50～80℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，形成导电聚合物PEDOT水溶液。
优选地，所述氧化剂为次氯酸钙(Ca(ClO)2)时，在所述步骤S1中，所述PEDOT与所述次氯酸钙的氧化反应过程如下：
优选地，在所述步骤S2中还包括加入颜料的步骤，所述颜料的质量百分比为5～10％。
优选地，在所述步骤S3中，所述基板选用经玻纤增强后的PET板。
与现有技术相比较，由于本发明的技术方案，采用价格相对低廉、比容量高的导电聚合物PEDOT和纳米铜制备导电油墨，相比现有技术中采用纳米银颗粒，大大降低了成本且操作简单，易于实现工业化生产；本发明的技术方案在印刷过程中无需对油墨进行高温烧结，只需将准备印刷的基底预热至60～95℃，再采用喷墨打印的方式将本发明制备的水性UV导电油墨采用喷墨打印的方式打印在预热好的基底上，预热好的基底能加快油墨在基底打印成型，最后将基底干燥成型并紫外光固化。因此本发明不仅简化了工艺同时提高了导电油墨的稳定性和一致性。
附图说明
图1为本发明一种水性UV导电油墨的其制备方法的流程示意图。
图2为本发明实施例1的水性UV导电油墨的SEM照片。
图3为本发明实施例2的水性UV导电油墨的SEM照片。
图4为本发明实施例3的水性UV导电油墨的SEM照片。
图5为本发明实施例4的水性UV导电油墨的SEM照片。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
现有技术中其印刷原理是用将银系导电油墨印刷于印制线路板等基材上，先放置于烘箱中干燥，随后经紫外固化机固化，将其在大约150℃～350℃下烧结，待冷却至常温。纳米银粉价格昂贵极大制约了导电油墨的工业化应用；同时高温烧结会引入不确定的化学反应，从而无法保证导电油墨的稳定性和一致性，使其在实际应用中增加了不确定性。
为了克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种成本低、工艺简单且性能优良的水性UV导电油墨，以该油墨的总重量为基准，其主要由以下百分含量的组分组成：
40～60％的导电聚合物、10～30％的去离子水、1～8％的氧化剂、10～20％的导电填料、0.2～1.2％的稳定剂、2～5％的粘合剂、1～6％的流平剂、0.2～1.2％的消泡剂、0.2～2％的阻聚剂以及10～30％的溶剂，其中，导电聚合物为40～60％的PEDOT(聚3,4-乙撑二氧噻吩)，价格相对低廉、比容量高的特点。导电聚合物是决定水性UV导电油墨性能的关键。导电聚合物PEDOT是EDOT(3,4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物，具有特殊的电学、光学性质，其分子结构简单、能隙小、电导率高(600S/cm)等特点。
由于PEDOT本身为不溶性聚合物，不能直接利用其特殊的导电性能。但在试验中发现，加入氧化剂进行氧化反应后能使PEDOT形成水溶性聚合物，并具有高导电性。氧化剂为次氯酸钙、次氯酸镁、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或者多种，用于和PEDOT发生化学反应生成具有高导电率的聚合物水溶液。
在多次试验中，发现次氯酸钙(Ca(ClO)2)与PEDOT发生氧化反应后，聚合物水溶液的导电性能得到大大提升，具体反应过程如下：
PEDOT是EDOT(3，4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物，PEDOT(3,4-乙撑二氧噻吩聚合物)在次氯酸钙Ca(ClO)2下氧化反应机理：其中OCl-(次氯酸)是氧化剂，它将PEDOT(3,4-乙撑二氧噻吩聚合物)中的噻吩(a)氧化成其相应的噻吩-1-氧化物(b)。同理，噻吩-1-氧化物(b)被氧化成其相应的噻吩-1,1-二氧化物(c)。在此反应中，噻吩-1-氧化物(b)被假定为噻吩-1,1-二氧化物(c)中的一个反应中间体。最终，噻吩-1,1-二氧化物(c)更进一步的氧化去除了化合物中的SO2，并通过水的亲核反应，让羟基附着到噻吩-1,1-二氧化物(c),由此形成了具有高导电率的聚合物水溶液。
上述形成的高分子导电聚合物虽然在水溶状态导电性能不错，但在其固化后，导电性能会大大降低。为了提升本发明水性UV导电油墨的导电性能，在上述导电聚合物中加入纳米铜粉导电填料，从而极大提升油墨的导电性能。
优选地，纳米铜粉的颗粒直径小于50nm，纯度大于99.9％，从而使纳米铜粉能够均匀混合在油墨中。
纳米铜粉在常温下容易氧化，氧化后的纳米铜粉的导电性能大大降低。因此本发明配方中加入稳定剂防止纳米铜粉的氧化，进一步的，稳定剂为十六烷基三甲基溴化铵、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、十二烷基三甲基溴化铵或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
油墨的印刷粘度是保证印品质量的关键因素，本发明配方中的粘合剂能控制油墨的粘度。进一步的，粘合剂为2,2-二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或聚丙烯酰胺中的的一种或多种；特别优选地采用具有良好的絮凝性的聚丙烯酰胺(PAM)。粘合剂有絮凝性和增稠作用，能避免油墨和混合溶剂之间会发生分离现象。
本发明配方中的溶剂为用来稀释油墨的助剂，将上述PEDOT发生化学反应生成具有高导电率的聚合物水溶液和其他助剂进行稀释。进一步的，溶剂为二乙二醇丁醚、桐油或正丙醇中的一种或多种。
本发明配方中的流平剂主要用来改善紫外光固化油墨的流动性，使油墨能够在基材上流平。如果流平性不好，会导致印刷品出现桔皮、流挂、缩孔等不良的现象，不仅起不到良好的导电效果，而且还会降低其他性能。进一步的，流平剂为TEGOGlide100、纯丙烯酸流平剂、环氧乙烷或环氧丙烷中的的一种或多种；
本发明配方中的消泡剂是能消除紫外光固化导电油墨在搅拌中出现的气泡的一种助剂。因为油墨中的一些助剂如表而活性剂、流平剂等会在油墨搅拌、研磨的过程中产生气泡。进一步的，消泡剂为消泡剂6800、消泡剂810、消泡剂D105、消泡剂T-20GA或消泡剂DF-100中的一种或多种；
本发明配方中的阻聚剂是一种阻碍或者延迟固化反应的一种助剂，能抑制不饱和物的热聚合，同时能避免印刷过程中设备结胶和堵塞。进一步的，阻聚剂为对苯二酚、酚噻嗪、β－苯基萘胺、甲基氢醌THQ或亚甲基蓝中的的一种或多种。
在本发明的一种优选实施方式中，油墨还包括质量百分含量为5～10％颜料，通过添加不同种类的颜料从而使油墨可以具有多种颜色，满足不能场合的应用需求。颜料是否添加可根据水性UV导电油墨的实际需求，不加颜料的水性UV导电油墨为光油；需要可以为有机颜料或无机颜料中的一种或两种。
为了克服现有技术的缺陷，本发明还提出了一种水性UV导电油墨的制备方法，参见图1所示，包括以下步骤：
步骤S1：制备导电聚合物PEDOT水溶液；该进一步包括以下步骤：
将重量百分比40～60％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量10～30％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟，再倒入1～8％氧化剂，所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸镁、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或者多种；
将圆底烧瓶加热并保持50～80℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，形成导电聚合物PEDOT水溶液。
氧化剂为次氯酸钙(Ca(ClO)2)时，在所述步骤S1中，所述PEDOT与所述次氯酸钙的氧化反应过程如下：
PEDOT是EDOT(3，4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物，PEDOT(3,4-乙撑二氧噻吩聚合物)在次氯酸钙Ca(ClO)2下氧化反应机理：其中OCl-(次氯酸)是氧化剂，它将PEDOT(3,4-乙撑二氧噻吩聚合物)中的噻吩(a)氧化成其相应的噻吩-1-氧化物(b)。同理，噻吩-1-氧化物(b)被氧化成其相应的噻吩-1,1-二氧化物(c)。在此反应中，噻吩-1-氧化物(b)被假定为噻吩-1,1-二氧化物(c)中的一个反应中间体。最终，噻吩-1,1-二氧化物(c)更进一步的氧化去除了化合物中的SO2，并通过水的亲核反应，让羟基附着到噻吩-1,1-二氧化物(c),由此形成了具有高导电率的聚合物水溶液。
步骤S2：将质量比为10～20％的纳米铜粉、0.2～1.2％的稳定剂、2～5％的粘合剂、1～6％流平剂、0.2～1.2％消泡剂、0.2～2％阻聚剂、10～30％溶剂与步骤S1制备的导电聚合物PEDOT水溶液均匀混合，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上,加热至65～80℃持续搅拌1小时，然后在常温下冷却2小时，得油墨混合物；
优选地，当然也可以根据水性UV导电油墨的实际需求，不加颜料的水性UV导电油墨为光油；需要添加的颜料的种类为任何想添加的颜色，可以为有机颜料或无机颜料中的一种或两种，需要添加的颜料重量百分比为5～10％。
步骤S3：将步骤S2中得到的油墨混合物以喷墨打印的方式打印在已预热至60～95℃的基板上形成油墨图形后将该基板放入热风干燥箱中30分钟干燥成型，从而无需高温烧结，大大提高了导电油墨的稳定性和一致性。
步骤S4：对基板上的油墨图形进行紫外光固化，通过紫外光固化，使导电油墨能够具有稳定的结构，保持稳定的导电性能。
优选地，基板选用经玻纤增强后的PET板，因为纯的PET的耐热性能不高，热变形温度仅为90℃左右，但经玻纤增强后的PET力学性能类似于PC、PA等工程塑料，热变形温度可达到225℃。
以下再通过具体实验过程中的实施例对本发明进一步的说明。
实施例1
第一步，PEDOT的合成：将重量百分比40％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量28％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟,再倒入氧化剂1％次氯酸钙，将圆底烧瓶加热并保持80℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，由此生成了具有高导电率的聚合物水溶液。
第二步，将上述生成的重量百分比为40％PEDOT高导电率的聚合物水溶液及其他助剂按照一定的比例混合,装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上,65℃加热搅拌1小时，然后再常温下冷却2小时,即得所要制备的油墨。其中按重量百分比，助剂选用：(50nm99.9％的纳米铜粉10％，稳定剂：十六烷基三甲基溴化铵1％；粘合剂2,2-二羟甲基丙酸，2％，流平剂为TEGOGlide100，1％；消泡剂为消泡剂6800，0.2％；阻聚剂为对苯二酚、，1％；溶剂为二乙二醇丁醚15.8％。)，不加任何颜料拟生成水性UV导电油墨光油。
第三步，将准备印刷的经玻纤增强后的PET板预热至60℃，然后采用喷墨打印的方式将上述制备的水性UV导电油墨采用喷墨打印的方式打印在经玻纤增强后的PET样条上，然后将打印好的样条放入热风干燥箱中30分钟干燥成型，最后进行紫外光固化。
实施例2
第一步，PEDOT的合成：将重量百分比45％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量10％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟,再倒入氧化剂2％次氯酸镁，将圆底烧瓶加热并保持60℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，由此生成了具有高导电率的聚合物水溶液。
第二步，将上述生成的PEDOT高导电率的聚合物水溶液及其他助剂按照一定的比例混合,装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上,75℃加热搅拌1小时，然后再常温下冷却2小时,即得所要制备的油墨。其中按重量百分比，助剂选用：(50nm99.9％的纳米铜粉16％，稳定剂：十二烷基三甲基溴化铵0.2％；粘合剂为二羟甲基丁酸，1％，流平剂为纯丙烯酸流平剂,1.8％；消泡剂为消泡剂消泡剂810，0.5％；阻聚剂为酚噻嗪，0.8％；溶剂为桐油16％。)，同时添加6.7％有机颜料红146。
第三步，将准备印刷的经玻纤增强后的PET板预热至85℃，然后采用喷墨打印的方式将上述制备的水性UV导电油墨采用喷墨打印的方式打印在经玻纤增强后的PET样条上，然后将打印好的样条放入热风干燥箱中30分钟干燥成型，最后进行紫外光固化。
实施例3
第一步，PEDOT的合成：将重量百分比45.2％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量10％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟,再倒入氧化剂5％次氯酸钠，将圆底烧瓶加热并保持70℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，由此生成了具有高导电率的聚合物水溶液。
第二步，将上述生成的PEDOT高导电率的聚合物水溶液及其他助剂按照一定的比例混合,装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上,80℃加热搅拌1小时，然后再常温下冷却2小时,即得所要制备的油墨。其中按重量百分比，助剂选用：(50nm99.9％的纳米铜粉12％，稳定剂：十六烷基三甲基溴化铵0.5％；粘合剂为聚丙烯酰胺，1.5％，流平剂为环氧乙烷，1％；消泡剂为消泡剂D105，0.8％；阻聚剂为β－苯基萘胺，1％；溶剂为桐油18％。；)，同时添加5％酞青蓝。
第三步，将准备印刷的经玻纤增强后的PET板预热至90℃，然后采用喷墨打印的方式将上述制备的水性UV导电油墨采用喷墨打印的方式打印在经玻纤增强后的PET样条上，然后将打印好的样条放入热风干燥箱中30分钟干燥成型，最后进行紫外光固化。
实施例4
第一步，PEDOT的合成：将重量百分比50％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量10％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟,再倒入氧化剂3％次氯酸钙，将圆底烧瓶加热并保持65℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，由此生成了具有高导电率的聚合物水溶液。
第二步，将上述生成的PEDOT高导电率的聚合物水溶液及其他助剂按照一定的比例混合,装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上,80℃加热搅拌1小时，然后再常温下冷却2小时,即得所要制备的油墨。其中按重量百分比，助剂选用：((50nm99.9％的纳米铜粉18％，稳定剂：聚乙烯吡咯烷酮1％；粘合剂为聚丙烯酰胺，1％，流平剂为纯丙烯酸流平剂，1％；消泡剂为消泡剂DF-100，0.2％；阻聚剂为亚甲基蓝，0.2％；溶剂为正丙醇10.6％。)，同时添加5％颜料橙36(科莱恩HL)。
第三步，将准备印刷的经玻纤增强后的PET板预热至95℃，然后采用喷墨打印的方式将上述制备的水性UV导电油墨采用喷墨打印的方式打印在经玻纤增强后的PET样条上，然后将打印好的样条放入热风干燥箱中30分钟干燥成型，最后进行紫外光固化。
以下再对上述实施例的水性UV导电油墨的性能进行检测。
为了测量本发明技术方案的水性UV导电油墨的导电性能，将通过上述实施例制备的水性UV导电油墨分别喷墨印刷于电路板上，放入热风干燥箱中30分钟干燥成型，最后进行紫外光固化，冷却至常温。采用用JSM6460型扫描电子显微镜对上述实施例油墨膜层扫描后的SEM照片，具体如图2、图3、图4和图5所示，分别为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的SEM照片。同时采用美国sensION+EC5便携式电导率测试油墨膜层的电导率，同时对以上4个实施例分别用4M胶带用力撕拉墨膜30次，再测撕拉后的油墨膜层电导率。
实施例1中，油墨中的粒子颗粒较大且不紧密，存在较大的间隙，因此薄膜的电阻较大，其电导率仅为0.15×10-5Ω·cm，方块电阻为203.1Ω/□(□为方块电阻印刷工艺，指一个正方形的薄膜导电材料边到边之间的电阻)；实施例3中，油墨中导电聚合物粒子均匀和紧密，能形成好的导电通路，因此，此时的复合薄膜电导率达到5.62×10-5Ω·cm，其电阻较低，方块电阻仅为0.23Ω/□。实施例2和实施例4其电导率介于实施例1和实施例3之间，其值请详见表1。其实验结果如表1所示，墨膜撕拉前后方块电阻、电导率变化不大，表明油墨具有良好的附着力。
表1水性UV导电油墨撕拉30次前后方块电阻、电导率试验结果
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种水性UV导电油墨，其特征在于，以该导电油墨的总重量为基准，由以下质量百分含量的组分组成：
导电聚合物PEDOT(聚3,4-乙撑二氧噻吩)：40～60％；所述PEDOT是EDOT(3，4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物；
去离子水：10～30％；
氧化剂：1～8％；所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸镁、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或者多种；
溶剂，10～30％；所述溶剂为二乙二醇丁醚、桐油或正丙醇中的的一种或多种；
纳米铜粉导电填料，10～20％；
稳定剂：0.2～1.2％；所述稳定剂为十六烷基三甲基溴化铵、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、十二烷基三甲基溴化铵或聚乙烯吡咯烷酮中的的一种或多种；
粘合剂：2～5％；所述粘合剂为2,2-二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或聚丙烯酰胺中的的一种或多种；
流平剂：1～6％；所述流平剂为TEGOGlide100、纯丙烯酸流平剂、环氧乙烷或环氧丙烷中的一种或多种；
消泡剂：0.2～1.2％；所述消泡剂为消泡剂6800、消泡剂810、消泡剂D105、消泡剂T-20GA或消泡剂DF-100中的一种或多种；
阻聚剂：0.2～2％；所述阻聚剂为对苯二酚、酚噻嗪、β－苯基萘胺、甲基氢醌THQ或亚甲基蓝中一种或多种。
2.根据权利要求1所述的水性UV导电油墨，其特征在于，所述导电聚合物PEDOT与所述氧化剂在去离子水中发生氧化反应形成导电聚合物水溶液。
3.根据权利要求2所述的水性UV导电油墨，其特征在于，所述氧化剂为次氯酸钙(Ca(ClO)2)，所述导电聚合物PEDOT与所述次氯酸钙的氧化反应过程如下：
4.根据权利要求1或2所述的水性UV导电油墨，其特征在于，所述纳米铜粉的颗粒直径小于50nm，纯度大于99.9％。
5.根据权利要求1或2所述的水性UV导电油墨，其特征在于，还包括质量百分含量为5～10％的颜料。
6.一种水性UV导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：制备导电聚合物PEDOT水溶液；
步骤S2：将质量比为10～20％的纳米铜粉、0.2～1.2％的稳定剂、2～5％的粘合剂、1～6％的流平剂、0.2～1.2％的消泡剂、0.2～2％的阻聚剂、10～30％的溶剂与步骤S1制备的导电聚合物PEDOT水溶液均匀混合，加热至65～80℃持续搅拌1小时，然后在常温下冷却2小时，得油墨混合物；
步骤S3：将步骤S2中得到的油墨混合物以喷墨打印的方式打印在已预热至60～95℃的基板上形成油墨图形后将该基板放入热风干燥箱中30分钟干燥成型；
步骤S4：对基板上的油墨图形进行紫外光固化。
7.根据权利要求6所述的水性UV导电油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括以下步骤：
将重量百分比40～60％的PEDOT置于1000ml的圆底烧瓶中,加入重量10～30％的去离子水,以400r/min的速度进行机械搅拌10分钟，再倒入1～8％氧化剂，所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸镁、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或者多种；
将圆底烧瓶加热并保持50～80℃之间，以800r/min的速度进行机械搅拌50分钟,然后再常温下冷却1小时，形成导电聚合物PEDOT水溶液。
8.根据权利要求7所述的水性UV导电油墨的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为次氯酸钙(Ca(ClO)2)时，在所述步骤S1中，所述PEDOT与所述次氯酸钙的氧化反应过程如下：
9.根据权利要求6或7所述的水性UV导电油墨的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括加入颜料的步骤，所述颜料的质量百分比为5～10％。
10.根据权利要求6或7所述的水性UV导电油墨的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述基板选用经玻纤增强后的PET板。
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