一種uv型納米銀導電油墨的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種導電油墨的配制技術，具體涉及一種UV型納米銀導電油墨的配制 方法，該制備方法是一種高納米銀固含量、工藝簡單、快速高效、導電性穩定、可實施操作性 強，且節能環保的UV型納米銀導電油墨組合物及其配制方法。
【背景技術】
[0002 ]納米銀作為納米級別的粒子，具有特殊的納米特性，使得納米銀油墨的導電性能 要遠遠好于常規導電油墨，燒結溫度也大大低于常規導電油墨。常規導電油墨印刷后由于 導電金屬顆粒隨機接觸并被非導電的樹脂包圍，增大了電阻率;而納米導電油墨干燥后，有 機金屬化合物把納米顆粒連接在一起，得到三倍以上的導電效率。納米銀導電油墨中，起導 電作用的主要組分就是納米銀。納米銀的形貌、粒徑及分散性等直接影響著油墨的導電性 能，所以納米銀的制備對于納米銀油墨的研制顯得尤為重要。
[0003] 目前，傳統的導電油墨在使用過程中存在大量有機溶劑揮發，而且，電子線路的制 造工序繁瑣，成本高，對環境造成了極大的污染，也嚴重損害了身體健康的問題。印刷電子 技術代表著電子制造業的未來，在基材上直接印制導電油墨形成導電線路，大大簡化了工 序，減少了污染，降低了成本。印刷電子技術中，導電油墨是印刷電子的關鍵因素。UV光固化 油墨是綠色環保油墨之一，它具有不含有重金屬、VOC的排放量和有害溶劑的揮發量比較低 的優點。因此制備UV光固化導電油墨十分有意義，成了現有技術中亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于克服現有技術中存在的缺點與不足，提出一種UV型納米銀導電油 墨的配制方法，該制備方法是一種工藝簡單，快速高效，導電性穩定，可實施操作性強，且節 能環保的UV型納米銀導電油墨及其配制方法，該制備方法研制了一種UV型快速固化的高導 電率納米銀油墨。所述的UV型納米銀導電油墨的配制方法，所述UV型納米銀導電油墨的配 方為：1、預聚物:環氧丙烯酸酯一8%;納米纖維素一 12%。2、稀釋單體:三羥甲基丙烷三丙 烯酸酯(TMPTA) -6.6 % ;新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA) -6.6 %。3、導電填料：自制球形納米 銀粉一18% ;自制片形納米銀粉一42%。4、光引發劑:ITX-2 % ; 1173-2 %。5、助劑:2.8%。 該配方充分發揮納米銀及各配方成分的優點，尤其是其制備過程簡單、快速，有利于日后實 施工業化生產。
[0005] 本發明的目的通過以下技術方案實現:一種UV型納米銀導電油墨的配制方法，包 括以下步驟:首先，以硝酸銀為前驅體，水合肼為還原劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為分散保護 劑在最適實驗條件下制備納米銀顆粒及片狀納米銀;然后，以NPGDA+TMPTA為單體，納米纖 維素與環氧丙烯酸樹脂為預聚物，ITX+1173為光引發劑，球形納米銀與片形納米銀混合作 為導電填料，綜合考慮粘度、附著力和光固化速度等因素，得出UV型納米銀導電油墨的最佳 配方。
[0006] 在步驟A中，以硝酸銀為前驅體，水合肼為還原劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為分散保 護劑，制備納米銀；5%的水合肼溶液滴入硝酸銀與PVP的混合液中，其中硝酸銀濃度為 0.05mol/L，PVP與硝酸銀的摩爾比為1.6:1，反應及攪拌溫度為60°C，攪拌速度300r/min，反 應前混合液攪拌時間為30min，反應完成后的液攪拌時間為30min，離心速度為4000r/min， 離心次數為4次(每次IOmin)，以制備球狀納米銀；以1.8mol/L的水合肼溶液滴入硝酸銀與 PVP的混合液中，其中硝酸銀濃度為0.3mol/L，PVP與硝酸銀的摩爾比為2.2:1，反應溫度為 50°C，滴定時間為80min，攪拌速度lOOOr/min，以制備片狀納米銀。
[0007] 在步驟B中，單體組合為(NPGDA+TMPTA)，即雙官能度單體與三官能度單體的復配， 且TMPTA和NPGDA的復配比例為1:1;步驟B中預聚物選用納米纖維素與環氧丙烯酸樹脂，且 納米纖維素與環氧丙烯酸酯的配比為3:2;光引發劑選用（11乂+1173)，且光引發劑（1了乂+ 1173)含量確定為總油墨除去導電銀粉質量數的10 %。納米銀粉的固含量為60 % ;采用球形 納米銀與片形納米銀混合作為油墨的導電填料，且球狀銀粉與片狀銀粉的量比為3:7。
[0008] 所述UV型納米銀導電油墨的配方為：1.預聚物：環氧丙烯酸酯一8%;納米纖維 素一12 %。2 .稀釋單體:TMPTA-6.6 % ; NPGDA-6.6 %。3 .導電填料：自制球形納米銀粉一 18%;自制片形納米銀粉一42%。4·光引發劑：ITX-2%;1173-2%。5·助劑:2.8%。
[0009] 相對于現有技術，本發明存在以下的優點與有益效果：
[0010] 1、本發明納米銀固含量高，粘度可調，導電率高，應用前景廣。
[0011] 2、本發明配方簡單，產品工藝簡單，效率高，可操作性強，適合大規模生產。
[0012 ] 3、本發明制備的UV型導電油墨納米銀粒徑小，分布窄，穩定性高，與溶劑相容性 好。
[0013] 4、本發明工藝成本低，有害廢棄物產生少，能源消耗少，符合現代化"節能環保，綠 色生產"的要求。
【附圖說明】
[0014] 圖Ia是本發明實施例1所涉及的球狀納米銀的掃描電鏡圖。
[0015]圖Ib是本發明實施例1所涉及的片狀納米銀的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0017] 實施例！
[0018] 制備球狀和片狀納米銀：以硝酸銀濃度為0.05mol/L，水合肼濃度為5%，PVP用量 與硝酸銀的摩爾比為1.6:1;攪拌速度為300r/min，反應及攪拌溫度為60°C;反應前混合液 攪拌時間為30min，反應完成后的液攪拌時間為30min;離心速度為4000r/min，離心次數為4 次(每次IOmin);滴加方式選擇以0.5mL/min的速度向硝酸銀與PVP混合溶液中滴入量取的 水合肼，制得球狀納米銀，如圖Ia所示，是球狀納米銀的掃描電鏡圖。
[0019] 以I .8mol/L的水合肼溶液滴入硝酸銀與PVP的混合液中，其中硝酸銀濃度為 0.3mol/L，PVP與硝酸銀的摩爾比為2.2 :1，反應溫度為50°C，滴定時間為80min，攪拌速度 1000r/min，制得片狀納米銀，如圖Ib所示，是片狀納米銀的掃描電鏡圖。
[0020] 實施例2
[0021]確定預聚物與單體的量比：在未加入導電填料的情況下，設計預聚物與單體的總 量占整個復合體系的80%左右，略高于常規UV油墨的配方;光引發劑占10%左右;流平劑和 分散劑占7%左右。其中預先規定預聚物中環氧丙烯酸酯與納米纖維素的配比為1:1;單體 中NP⑶A與TMPTA也為1:1，設計了五組試驗，其中預聚物和單體的百分含量分別為30%和 53%、40%和43%、50%和33%、60%和23%、70%和13%。
[0022] 五組試驗按照以上配比進行稱取，攪置于燒杯中高速攪拌分散。先分別取少量五 組樣品于旋轉式粘度計上進行粘度測試;然后在有機電路板底材上分別涂布這五組樣品， 并置于UV固化機中進行干燥，計算它們的干燥時間；等油墨完全干燥后，利用百格刀法測試 五組樣品的附著力。
[0023] 綜合考慮粘度、附著力和光固化速度三個因素，樣品中預聚物和單體的百分含量 為50%和33%的配比為配制UV型油墨時比較好的選擇，即預聚物與單體的配比選擇50:33， 即1.5:1 〇
[0024] 實施例3
[0025] 確定單體之間的量比：為了確定兩種單體之間的復配比例，試驗設計了五組不同 的試驗。這五組試驗中，單體總量與預聚物總量的配比為實施例1中所論證的的1.5:1，其他 組分的比例不變，即光引發劑和助劑的比例仍然分別為10%和7%。五組試驗的不同在于 TMPTA和NP⑶A的復配比例不同，其中NP⑶A和TMPTA的百分含量分別為11%和22%、14.7% 和 18.3%、16.5%和 16.5%、18%和 15%、19.8%和 13.2%。
[0026] 五組試驗按照以上配比進行稱取，置于燒杯中高速攪拌分散。先分別取少量五組 樣品于旋轉式粘度計上進行粘度測試;然后在有機電路板底材上分別涂布這五組樣品，并 置于UV固化機中進行干燥，測試它們的干燥時間；等油墨完全干燥后，利用百格刀法測試五 組樣品的附著力。
[0027]綜合考慮油墨的附著力和光固化兩方面的因素，TMPTA和NPGDA的復配比例為1:1 比較適宜。
[0028] 實施例3
[0029]確定預聚物之間的量比：按實施例1中所論證的預聚物與單體的量比為1.5:1，即 預聚物總量為整個體系的50%，單體總量為33% (NPGDA和TMPTA的量比為1:1 )，光引發劑占 10%，其它助劑占7%。在為加入導電填料的情況，試驗研究不同預聚物配比對油墨附著力 和光固化速度的影響，設計了五組不同預聚物配比的試驗，其中環氧丙烯酸樹脂和納米纖 維素的百分含量分別為10%和40%、15%和35%、20%和30%、25%和25%、30%和20%。
[0030] 五組試驗按照以上配比進行原料稱取，把原料在容器中混合，進行高速攪拌分散。 在有機電路板底