一种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及印刷领域，尤其涉及一种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法。包括以下物质，纳米银，石墨烯改性助剂、硝化纤维素、十六烷基三甲基氯化铵、有机改性聚二甲基硅氧烷、分散剂、份润湿剂、有机溶剂。利用本发明制备的石墨烯改性的纳米银水性导电油墨具有良好的导电线路透光性、表面硬度及耐化学溶剂等性能。利用本发明制备的石墨烯改性纳米银水性导电油墨可应用于显示器面板、LED显示、薄膜太阳能电池及电磁屏蔽等领域。
【专利说明】一种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法
[0001] 本发明涉及印刷领域，尤其涉及一种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 导电油墨，是用导电材料(金、银、铜和碳)分散在连结料中制成的糊状油墨，俗称 糊剂油墨。其特点是具有一定程度导电性质，可作为印刷导电点或导电线路之用。导电油墨 的印刷方法很广，如丝网印刷、凸版印刷、柔性版印刷、凹版印刷和平板印刷等。具体可根据 膜厚的要求选择不同的印刷方法。导电油墨从种类上来分主要有金系导电油墨、银系导电 油墨、铜系导电油墨和碳系导电油墨四大类。其中银系导电油墨导电效果较好，印刷质量 高，因而得以广泛的应用，但是由于金属银价格昂贵而致使银系导电油墨相对价格较高。
[0003] 目前，为了取得较好的导电效果，传统纳米银导电油墨中银的固含量较高在50-80%，因而成本比较高。而石墨烯是一种很好的导电材料且价格相对银而言比较便宜，因而 在导电油墨中添加一定量的石墨烯代替银粉做导电填料，既可以保证油墨的良好导电性又 可以减少银粉消耗，降低成本。
[0004] 目前，触摸屏的可视区通常采用刻蚀好的ΙΤ0导电线路，而现有的导电银浆基本上 为不透明的银灰色或灰白色，银粉为微米级颗粒或片型，这种油性体系银浆中金属银的含 量为40-75%，贵金属银用量较多、成本高，银粉含量占油墨总量5%以下的透明丝网印刷导 电油浆目前还没有。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术银系导电油墨中银含量较高导致成本太高，现有导电浆透明 度低等问题，提供一种新型的石墨烯改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法。为了达到 上述目的，本发明的技术方案为：
[0006] -种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨，按照重量分数包括以下物质： 纳米银 0,02-3份， 石墨烯改性助剂 0.00卜3份， 硝化纤维素 0.02-10份， 十六烷基三甲基氯化铵 0.001-3份，
[0007] 有机改性聚二曱基硅氧烷 0.001-3份， 分散剂 0.001-3份， 润湿剂 0.1-2份， 有机溶剂 70-100份；
[0008] 所述纳米银为纳米银棒、纳米银线、纳米银片、纳米银球中的至少一种。
[0009] 作为优选，所述石墨烯改性助剂成分包括石墨烯和纳米助剂。
[0010] 作为优选，所述纳米助剂为二氧化钛纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒 或氧化铁纳米颗粒中的至少一种。
[0011] 作为优选，所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的至少一 种。
[0012] 作为优选，所述润湿剂为脂肪酸酯硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯改性剂中 的至少一种。
[0013] 作为优选，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯、丁酮 和环己酮中的至少一种。
[0014] 上述一种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)将石墨烯改性助剂、硝化纤维素、十六烷基三甲基氯化铵、有机改性聚二甲基 硅氧烷、分散剂、润湿剂加入分散机中混合均匀，得到混合物a，
[0016] (2)将纳米银在三辊机中研磨，然后与有机溶剂混合，得到混合物b，
[0017] ⑶将混合物b加入混合物a中在90-95 °C下混合1.5_2h，得到石墨烯改性的纳米银 水性导电油墨成品。
[0018] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，利用本发明制备的石墨烯改性 的纳米银水性导电油墨具有良好的导电线路透光性、表面硬度及耐化学溶剂等性能。利用 本发明制备的石墨烯改性纳米银水性导电油墨可应用于显示器面板、LED显示、薄膜太阳能 电池及电磁屏蔽等领域。
【具体实施方式】
[0019] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对 本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
[0020] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0021 ]实施例1，本实施例提供一种石墨稀改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法。将 0.5KG硝化纤维素，1KG十六烷基三甲基氯化铵，0.5KG有机改性聚二甲基硅氧烷，0.5KG聚羧 酸钠盐，0.5KG脂肪酸酯硫酸盐，石墨烯和二氧化钛纳米颗粒0.5KG，在分散机中搅拌均匀。 加入在三辊机中研磨过的纳米银棒0.5KG和乙醇70KG的混合溶液。在95°C下，恒温1.5h，得 到纳米银水性导电油墨。
[0022]将上述制得的纳米银水性导电油墨以PET塑料膜为基底，使用200目的网版，进行 丝网印刷，再在温度为135°C的条件下干燥固化25分钟，最终得到厚度为13μπι的固化的复合 导电油墨膜。
[0023] 对上述固化油墨膜进行检测，其表面电阻为102.4πιΩ ;使用中华铅笔，对其进行硬 度测试，硬度为3Η。将上述固化油墨膜对折后，采用2kg砝码施加压力，来回对折10次，测得 表面电阻为251.3mΩ。
[0024] 实施例2，本实施例提供一种石墨稀改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法。将 0.2KG硝化纤维素，2KG十六烷基三甲基氯化铵，0.3KG有机改性聚二甲基硅氧烷，0.5KG聚羧 酸钠盐，0.5KG脂肪酸酯硫酸盐，石墨烯和二氧化钛纳米颗粒0.5KG，在分散机中搅拌均匀。 加入在三辊机中研磨过的纳米银棒0.5KG和乙醇80KG的混合溶液。在90°C下，恒温1.5h，得 到纳米银水性导电油墨。
[0025]将上述制得的纳米银水性导电油墨以PET塑料膜为基底，使用20目的网版，进行丝 网印刷，再在温度为135°C的条件下干燥固化25分钟，最终得到厚度为13μπι的固化的复合导 电油墨膜。
[0026] 对上述固化油墨膜进行检测，其表面电阻为102.4πιΩ ;使用中华铅笔，对其进行硬 度测试，硬度为3Η。将上述固化油墨膜对折后，采用2kg砝码施加压力，来回对折10次，测得 表面电阻为242. lm Ω。
[0027] 实施例3,本实施例提供一种石墨烯改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法。将 0.5KG硝化纤维素，3KG十六烷基三甲基氯化铵，0.5KG有机改性聚二甲基硅氧烷，0.5KG聚羧 酸钠盐，0.5KG脂肪酸酯硫酸盐，石墨烯和二氧化钛纳米颗粒1KG，在分散机中搅拌均匀。加 入在三辊机中研磨过的纳米银棒1KG和乙醇80KG的混合溶液。在95 °C下，恒温2h，得到纳米 银水性导电油墨。
[0028]将上述制得的纳米银水性导电油墨以PET塑料膜为基底，使用200目的网版，进行 丝网印刷，再在温度为135°C的条件下干燥固化25分钟，最终得到厚度为13μπι的固化的复合 导电油墨膜。
[0029] 对上述固化油墨膜进行检测，其表面电阻为102.4πιΩ ;使用中华铅笔，对其进行硬 度测试，硬度为3Η。将上述固化油墨膜对折后，采用2kg砝码施加压力，来回对折10次，测得 表面电阻为254.9mΩ。
[0030] 实施例4，本实施例提供一种石墨稀改性的纳米银水性导电油墨及其制备方法。将 0.5KG硝化纤维素，3KG十六烷基三甲基氯化铵，0.5KG有机改性聚二甲基硅氧烷，0.5KG聚羧 酸钠盐，0.5KG脂肪酸酯硫酸盐，石墨烯和二氧化钛纳米颗粒1KG，在分散机中搅拌均匀。加 入在三辊机中研磨过的纳米银棒1.5KG和乙醇90KG的混合溶液。在95°C下，恒温2h，得到纳 米银水性导电油墨。
[0031] 将上述制得的纳米银水性导电油墨以PET塑料膜为基底，使用200目的网版，进行 丝网印刷，再在温度为135°C的条件下干燥固化25分钟，最终得到厚度为13μπι的固化的复合 导电油墨膜。
[0032] 对上述固化油墨膜进行检测，其表面电阻为102.4πιΩ ;使用中华铅笔，对其进行硬 度测试，硬度为3Η。将上述固化油墨膜对折后，采用2kg砝码施加压力，来回对折10次，测得 表面电阻为248.3mΩ。
[0033] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
[0034] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨，其特征在于，按照重量分数包括W下物质： 纳米银 0.02-3份， 石墨雌旋性勘剂 0.001 ...3份， 硝化纤维素 0.02-10份、 十六烷基王甲基氯化矮 0.说)1 -3徐， 有机旋性聚二甲基娃氧聽 0.00 ? -3份， 分散剂 化001-3份， 润湿剂 化1-2份， 有机溶剂 70-100份; 所述纳米银为纳米银棒、纳米银线、纳米银片、纳米银球中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨，其特征在于，所述石 墨締改性助剂成分包括石墨締和纳米助剂。3. 根据权利要求2所述的一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨，其特征在于，所述纳 米助剂为二氧化铁纳米颗粒、氧化侣纳米颗粒、氧化锋纳米颗粒或氧化铁纳米颗粒中的至 少一种。4. 根据权利要求1所述的一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨，其特征在于，所述分 散剂为聚簇酸钢盐、聚丙締酸钟盐、聚丙締酸钢盐中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨，其特征在于，所述润 湿剂为脂肪酸醋硫酸盐、烷基酪聚氧乙締酸、聚氧乙締改性剂中的至少一种。6. 根据权利要求1所述的一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨，其特征在于，所述有 机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、乙酸乙醋、甲酸乙醋、下酬和环己酬中的至少一种。7. 根据权利要求1-6任意一项所述一种石墨締改性的纳米银水性导电油墨的制备方 法，其特征在于，包括W下步骤： (1) 将石墨締改性助剂、硝化纤维素、十六烷基Ξ甲基氯化锭、有机改性聚二甲基娃氧 烧、分散剂、润湿剂加入分散机中混合均匀，得到混合物a， (2) 将纳米银在Ξ漉机中研磨，然后与有机溶剂混合，得到混合物b， (3) 将混合物b加入混合物a中在90-95 °C下混合1.5-化，得到石墨締改性的纳米银水性 导电油墨成品。
【文档编号】C09D11/52GK105936769SQ201610352760
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】车云霞, 吕艳红
【申请人】青岛瑞利特新材料科技有限公司