专利名称：一种低温固化导电浆料及其制备方法
技术领域：
本发明属于电子浆料领域，具体涉及一种低温固化的导电浆料及其制备方法。
背景技术：
低温固化导电浆料广泛应用在消费电子产品上，比如用于电脑键盘和手机键盘上 的电路布线。通常的低温固化导电浆料以金属银或镍或铝等粉末为导电材料，与有机的热 固化或光固化或热塑性树脂材料及溶剂，或者再添加分散剂、表面活性剂等助剂，混合搅拌 成膏状浆料，以便于通过印刷工艺在基材上制作电路导线图形。低温固化的导电浆料通常应用在对导线电阻要求不是很高的电路上，膏状的浆料 用印刷工艺制作成电路图形后，在不到150°C的温度下即可固化，形成与基材附着性良好， 导电性能满足应用要求的电路导线。具有生产效率高，成本低的特点。对于在PET等薄膜基材上制作的薄膜开关电路，生产上常用的低温固化导电浆料 为使用银粉末的浆料，浆料中银粉末的含量高低对导电性能有很大影响，浆料的成本高低 取决于浆料中银粉含量的高低。
发明内容
本发明的目的提供一种低温固化的导电浆料，该浆料能够改善低温固化导电银浆 料的导电性能，或者在保持导电性能不变的情况下，降低浆料中银粉的含量，降低成本。本发明的目的是通过下述技术方案来实现的，一种低温固化的导电浆料，，其特征 在于，该浆料由下述重量百分比的原料制成30 70wt %的银粉，70 30wt%的有机载体。所述有机载体为10 30衬％的热塑性树脂、50 80wt%溶剂和10 20衬％的 添加剂。所述热塑性树脂为聚酰胺树脂和醛酮树脂的混合物，其中聚酰胺树脂与醛酮树脂 按照质量比例在5 95 15 85之间以任意比例混合。所述溶剂为丁基卡必醇醋酸酯或丁基卡必醇中的一种。所述添加剂为30 50wt%表面活性剂、5 50衬％石墨烯或石墨烯微片和0 45wt%导电树脂的混合物。所述表面活性剂为BYK210、卵磷脂、脂肪酸甘油脂、聚山梨酸酯或烷基聚醚中的一 种或多种的混合物。所述导电树脂为聚乙炔或聚吡咯(PPY)、聚噻吩(PTH)、聚对苯乙烯(PPV)、聚苯胺 (PANI)、聚吡啶、聚苯硫醚、聚3，4-乙撑二氧噻吩或聚苯乙烯磺酸盐(PED0T/PSS)高分子或 其衍生物。本发明还给出了一种低温固化导电浆料的制备方法，该方法包括下述步骤1)称取30 70wt%，粒径为1 5 μ m的球形银粉；备用；2)配制70 30wt%的有机载体其中热塑性树脂占10 30wt%、溶剂占50 80wt%和添加剂占10 20wt% ；
将50 80wt%溶剂丁基卡必醇醋酸酯或丁基卡必醇搅拌加热至80°C;加入10 30wt%热塑性树脂，并搅拌至树脂溶融；热塑性树脂采取聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量 比例5 95 15 85混合的混合物；3)在溶融的溶剂中依次加入步骤2)中10 20衬％的添加剂，其中，表面活性剂 占30 50wt %，石墨烯或石墨烯微片占5 50wt %，导电树脂占0 45wt %，搅拌至石墨 烯或石墨烯微片在溶剂内均勻分散，即得有机载体；4)将步骤1)称量好的银粉与上述步骤3)配制好的有机载体预混合，机械搅拌均 勻；5)将步骤4)混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨至浆料粒度10微 米以下，即得成品。本发明通过在现有的低温固化导电浆料中，添加适量改善导电性能的石墨烯或石 墨烯微片，及导电高分子聚合物，经过物理搅拌混合成均勻的膏状浆料。本发明的石墨烯和石墨烯微片是近年来新发现的物质，其结构为单层或多层的石 墨片，厚度从数纳米到数百纳米。是具有规整的二维晶体结构，导电性能非常好，电荷迁移 率高达10000cm2/V*S以上。同时具有很好的导热性能，导热系数5000W/(m*k)，和优异的 柔韧性。通过在现有的浆料体系中添加石墨烯或石墨烯微片，并加入适量的导电高分子聚 合物，因石墨烯和石墨烯微片均为纳米尺度的材料，少量添加，数量上也非常大，在减少了 金属银含量的情况下，石墨烯和石墨烯微片仍可以在银颗粒之间起到电荷传导的作用，保 持导电性能不会因为银颗粒的减少而下降。在同等银含量的情况下，可提高浆料的导电性 能。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。除另有说明，本发明下述所采用的原料加入量均为重量百分比。实施例11)称取30 %，粒径为1 5 μ m的球形银粉，备用；2)配制70%的有机载体其中有机载体中溶剂丁基卡必醇醋酸酯占80%，热塑性 树脂占10%，添加剂占10% ；将溶剂丁基卡必醇醋酸酯搅拌加热至80°C ；加入热塑性树脂，并搅拌至树脂溶融； 热塑性树脂采取聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量比例5 95混合的混合物；3)在溶融的溶剂里依次加入步骤2)中的添加剂，其中，添加剂中表面活性剂 (毕克公司的BYK210)占30 %，石墨烯或石墨烯微片占25 %，导电树脂聚3，4-乙撑二氧噻 吩占45%，搅拌至石墨烯或石墨烯微片在溶剂内均勻分散即得有机载体；4)将步骤1)称量好的银粉与上述步骤3)配制好的有机载体预混合，机械搅拌均 勻；5)将步骤4)混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨至浆料粒度为10 微米以下，得到成品。实施例21)称取70 %，粒径为1 5 μ m的球形银粉，备用；
2)配制30%的有机载体其中溶剂丁基卡必醇醋酸酯占50%，热塑性树脂占 30%，添加剂占20% ；将溶剂丁基卡必醇搅拌加热至80°C ；加入热塑性树脂，并搅拌至树脂溶融；热塑性 树脂采取聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量比例15 85混合的混合物；3)在溶融的溶剂里依次加入步骤2)中的添加剂，其中，添加剂中表面活性剂脂 肪酸甘油脂和聚山梨酸酯占50 %，石墨烯或石墨烯微片占5 %，导电树脂聚乙炔或聚吡咯 (PPY)占45%，搅拌至石墨烯或石墨烯微片在溶剂内均勻分散即得有机载体；4)将步骤1)称量好的银粉与上述步骤3)配制好的有机载体预混合，机械搅拌均 勻；5)将步骤4)混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨至浆料粒度为10 微米以下，得到成品。实施例31)称取50 %，粒径为1 5 μ m的球形银粉，备用；2)配制50%的有机载体其中溶剂丁基卡必醇醋酸酯占60%，热塑性树脂占 25%，添加剂占15% ；将溶剂丁基卡必醇搅拌加热至80°C;加入热塑性树脂，并搅拌至树脂溶融；热塑性 树脂采取聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量比例10 90混合的混合物；3)在溶融的溶剂里依次加入步骤2)中的添加剂，其中，添加剂中表面活性剂卵 磷脂占50 %，石墨烯或石墨烯微片占50 %，搅拌至石墨烯或石墨烯微片在溶剂内均勻分散 即得有机载体；4)将步骤1)称量好的银粉与上述步骤3)配制好的有机载体预混合，机械搅拌均 勻；5)将步骤4)混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨至浆料粒度为10 微米以下，得到成品。实施例41)称取20 %，粒径为1 5 μ m的球形银粉，备用；2)配制80%的有机载体其中溶剂丁基卡必醇醋酸酯占60%，热塑性树脂占 20%，添加剂占20% ；将溶剂丁基卡必醇搅拌加热至80°C ；加入热塑性树脂，并搅拌至树脂溶融；热塑性 树脂采取聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量比例15 85混合的混合物；3)在溶融的溶剂里依次加入步骤2)中的添加剂，其中，添加剂中表面活性剂烷 基聚醚占35%，石墨烯或石墨烯微片占25%，导电树脂聚噻吩(PTH)占40%，搅拌至石墨烯 或石墨烯微片在溶剂内均勻分散即得有机载体；4)将步骤1)称量好的银粉与上述步骤3)配制好的有机载体预混合，机械搅拌均 勻；5)将步骤4)混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨至浆料粒度为10 微米以下，得到成品。本发明中导电树脂不仅限于上述实施例所例举的种类，还可以是聚对苯乙烯 (PPV)、聚苯胺(PANI)、聚吡啶、聚苯硫醚或聚苯乙烯磺酸盐(PED0T/PSS)高分子或其衍生物。
权利要求
一种低温固化导电浆料，其特征在于，该浆料由下述重量百分比的原料制成30～70wt％的银粉，70～30wt％的有机载体；所述有机载体为10～30wt％的热塑性树脂、50～80wt％溶剂和10～20wt％的添加剂。
2.如权利要求1所述的低温固化导电浆料，其特征在于，所述热塑性树脂为聚酰胺树 脂和醛酮树脂的混合物，其中聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量比例在5 95 15 85之 间以任意比例混合。
3.如权利要求1所述的低温固化导电浆料，其特征在于，所述溶剂为丁基卡必醇醋酸 酯或丁基卡必醇中的一种。
4.如权利要求1所述的低温固化导电浆料，其特征在于，所述添加剂为30 50衬％表 面活性剂、5 50衬％石墨烯或石墨烯微片和0 45wt%导电树脂的混合物。
5.如权利要求4所述的低温固化导电浆料，其特征在于，所述表面活性剂为BYK210或 卵磷脂、脂肪酸甘油脂、聚山梨酸酯或烷基聚醚中一种或多种的混合物。
6.如权利要求4所述的低温固化导电浆料，其特征在于，所述导电树脂为聚乙炔或聚 吡咯PPY、聚噻吩PTH、聚对苯乙烯PPV、聚苯胺PANI、聚吡啶、聚苯硫醚、聚3，4-乙撑二氧噻 吩或聚苯乙烯磺酸盐PEDOT/PSS。
7.根据权利要求1所述的一种低温固化导电浆料的制备方法，其特征在于，该方法包 括下述步骤1)称取30 70wt%，粒径为1 5μ m的球形银粉；备用；2)配制70 30wt%的有机载体其中热塑性树脂占10 30wt%、溶剂占50 80wt% 和添加剂占10 20wt% ；将50 80wt%溶剂丁基卡必醇醋酸酯或丁基卡必醇搅拌加热至80°C ；加入10 30wt%热塑性树脂，并搅拌至树脂溶融；热塑性树脂采取聚酰胺树脂与醛酮树脂按照质量 比例5 95 15 85混合的混合物；3)在溶融的溶剂中依次加入步骤2)中10 20wt%的添加剂，其中，表面活性剂占 30 50wt %，石墨烯或石墨烯微片占5 50wt %，导电树脂占0 45wt %，搅拌至石墨烯 或石墨烯微片在溶剂内均勻分散，即得有机载体；4)将步骤1)称量好的银粉与上述步骤3)配制好的有机载体预混合，机械搅拌均勻；5)将步骤4)混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨至浆料粒度小于10微 米以下，即得成品。
全文摘要
本发明公开了一种低温固化导电浆料及其制备方法，其特征在于，该浆料由下述重量百分比的原料制成30～70wt％的银粉，70～30wt％的有机载体。所述有机载体为10～30wt％的热塑性树脂、50～80wt％溶剂和10～20wt％的添加剂。该浆料的制备方法为1)称取银粉，备用；2)配备有机载体；3)制备有机载体；4)将银粉与配制好的有机载体预混合；5)将混合好的预混合物在三辊研磨机上进行混合，研磨，即得成品。该浆料能够改善低温固化导电银浆料的导电性能，或者在保持导电性能不变的情况下，降低浆料中银粉的含量，降低成本。
文档编号H05K1/09GK101937737SQ20101029305
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者唐李晟 申请人:彩虹集团公司