CN109705658A - 一种书写型导电水性笔墨水 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种书写型水性导电墨水，该书写型水性导电墨水的原料由以下组分组成，各组分以及各组分所占的质量份数比分别为：甲酰胺1～2份、乙醇胺1～2份、丙烯酸树脂4～16份、导电碳黑1～7份、石墨3～10份、分散剂1～10份、水30～70份、消泡剂1～3份、黄原胶0.1～0.8份、丙二醇甲醚10～20份。本发明提供的一种书写型水性导电墨水通过上述组分有机结合，具有成本低、附着力强、导电性能良好、常温下快速成型、书写流畅、不易堵笔、易于保存的优点，尤其适合灌注于常规中性笔中书写使用，满足了市场日益提高的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种书写型水性导电墨水，属于水基油墨组合物技术领域。
背景技术
印刷电子技术是当今世界上发展最快的技术之一。具体而言，该技术是利用传统印刷工艺在各种基底上制造电子器件的方法，其中的印刷过程一般只需要使用能够在材料表面印制图案的普通印刷设备，这些印刷设备可以实现例如丝网印刷、柔性版印刷、凹版印刷、胶版印刷或喷墨印刷等工艺。印刷工艺和油墨材料的协调发展是该领域的核心研究工作。迄今为止导电油墨主要通过丝网印刷、溅射涂布、喷墨印刷和喷枪喷涂等方法沉积而成。现有导电油墨虽然附着牢度强，但是导电油墨的固化方法复杂，需要较为完整的一套印刷流程，而且在印刷后不能立即导电。
在现有技术中，已知有多种技术能够生产可以在多种基底上书写的导电油墨，特别是银基导电油墨。但是，这些油墨面临诸多技术问题。首先，油墨或浆料通常需要印刷设备形成图案，并且需要在高温下固化以形成具有适当导电性的印刷迹线。因此，这类油墨不适合用于生产具有可书写功能和笔类外形的产品，从而不适和用于快速原型和教育玩具行业。其次，这种油墨的干燥/固化过程需时较长，并且油墨在印刷后不会立即导电。第三，这类油墨中多数含有纳米颗粒，而纳米颗粒需要较高的固化温度，并且颗粒型导电墨水存在团聚和阻塞喷头的可能，这很大程度上对于产品造成了限制并降低了大规模的可用性。最后，现有技术中存在的导电油墨在印刷之后所形成的导电迹线很难再进行更改，并且银颗粒成本高昂，这对于作为墨水灌注在书写用笔中进行书写使用多有不便。
在教育玩具行业，也出现了一些导电油墨电容笔类玩具，采用以碳纳米管作为导电主体的导电油墨。这种导电油墨能够实现常温刷写凝结，但由于导电油墨本体粘度高、干燥时间长、硬度大，需要配合特殊设计的导电笔管和笔头进行书写，无法灌注在常见的中性笔中使用，使得生产成本大幅提高，不利于推广使用。
因此，设计一种具有良好导电性、低成本、免烧结、书写顺畅的导电墨水具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种书写型水性导电墨水，克服了传统导电油墨只适用于印刷使用的缺陷，具有良好导电性，成本低，常温可固化，书写流畅，尤其适用于中性笔、圆珠笔等标准笔书写使用。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种书写型水性导电墨水，该书写型水性导电墨水的原料由以下组分组成，各组分以及各组分所占的质量份数比分别为：甲酰胺1～2份、乙醇胺1～2份、丙烯酸树脂4～16份、导电碳黑1～7份、石墨3～10份、分散剂1～10份、水30～70份、消泡剂1～3份、黄原胶0.1～0.8份、丙二醇甲醚10～20份。
本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种书写型水性导电墨水中的导电材料要求导电性好、稳定性高、固化温度低、材料来源广泛，常用的有金粉、银粉、铜粉、镍粉、铝粉、碳黑、石墨以及其他符合粉末；本发明选择石墨作为导电离子，具有足够高的导电性能，能够与显色的导电碳黑匹配成为油墨中的的导电材料，这样虽然导电性没有银粉高，但价格便宜，同时能够满足防静电要求；
(2)本发明提供的一种书写型水性导电墨水采用丙烯酸树脂作为成膜物质，能够使导电粒子在连结料中分散性好、移动性小、到点误差小，能够赋予导电墨水物理和化学稳定性，丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性，同时能够促进书写后的导电墨水快速干燥；
(3)丙烯酸树脂与黄原胶一同作为增稠剂，对水性导电油墨的稠度进行调节，保证水性导电油墨顺滑，具有合适的书写性能；
(4)本发明提供的一种书写型水性导电墨水采用合理比例的分散剂，进一步提高导电墨水中各成分分散性好，避免堵笔现象发生；
(5)消泡剂是在制备水性导电墨水过程中添加的制剂，能够快速消除搅拌过程中产生的气泡，增强抑泡时间，保证各组分粒子均匀分散，从而提高所制备的水性导电油墨的性能；
(6)本发明提供的一种书写型水性导电墨水还添加有丙二醇***作为保湿剂，有利于书写前的保存，防止变干硬化；
(7)本发明提供的一种书写型水性导电墨水中，甲酰胺和乙醇胺作为PH调节剂，能够维持导电墨水整体的ph值，进而确保导电墨水稳定性；
(8)本发明提供的一种书写型水性导电墨水通过上述组分有机结合，具有成本低、附着力强、导电性能良好、常温下快速成型、书写流畅、不易堵笔、易于保存的优点，尤其适合灌注于常规中性笔中书写使用，满足了市场日益提高的需求。
具体实施方式
下面结实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种书写型水性导电墨水，该书写型水性导电墨水的原料由以下组分组成，各组分以及各组分所占的质量份数比分别为：甲酰胺1～2份、乙醇胺1～2份、丙烯酸树脂4～16份、导电碳黑1～7份、石墨3～10份、分散剂1～10份、水30～70份、消泡剂1～3份、黄原胶0.1～0.8份、丙二醇甲醚10～20份。
根据本实施例提供配方所制得的书写型水性导电油墨各项性能检测结果如下：
| 项目 | 技术指标 |
| 粘度(涂04杯) | 700～1100mPa·s |
| 方阻 | 8～11Ω/□ |
| 电阻率 | 5～10kΩ/5cm(1.2mm笔尖) |
| 硬度 | ＞5H |
| 干燥时间 | 10～25s |
| 颗粒度 | ＜500nm |
本发明提供的一种书写型水性导电墨水通过上述组分有机结合，具有成本低、附着力强、导电性能良好、常温下快速成型、书写流畅、不易堵笔、易于保存的优点，尤其适合灌注于常规中性笔中书写使用，满足了市场日益提高的需求。
Claims (1)
1.一种书写型水性导电墨水，其特征在于该书写型水性导电墨水的原料由以下组分组成，各组分以及各组分所占的质量份数比分别为：甲酰胺1～2份、乙醇胺1～2份、丙烯酸树脂4～16份、导电碳黑1～7份、石墨3～10份、分散剂1～10份、水30～70份、消泡剂1～3份、黄原胶0.1～0.8份、丙二醇甲醚10～20份。
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