一种耐高温PCB板用的碳系水性导电油墨及其制备方法与流程

本发明涉及pcb板用导电油墨，尤其是涉及一种耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨及其制备方法。

背景技术：

1、在pcb行业中，印刷电路使用的电子浆料需具备导电性好、附着力高、印刷适应性好及性能稳定等性能特点。

2、金属系电子浆料导电性好，且固化温度高、时间长，因而存在成本高、能源消耗高的问题。碳系电子浆料因成本低、性能稳定被广泛应用，但目前市面上使用的电子碳浆为溶剂型，voc排放高，环保性差。

3、开发水性电子碳浆是解决这一问题的有效途径，pcb板在制作过程中不可避免的要经历焊接操作，这就对水性碳浆在高温下的附着力有着较高的要求。

4、因此，需要研究一种耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，能够同时具备成本低、性能稳定的特点，同时能够达到pcb板在高温下的附着力要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，解决现有技术的印刷电路使用的电子浆料无法兼顾导电性好、附着力高、印刷适应性好、性能稳定以及成本与环保性之间的关系的技术问题。

2、本发明提出一种耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，使用炭黑、石墨和碳纳米管复合的碳系物质作为导电填料，在碳浆制备过程中构筑三维电子传输通道，提升油墨导电性能；后加入水性耐高温树脂对碳材料进行包覆，树脂可均匀分散于碳材料表面，赋予油墨耐高温性能，使其在经高温处理后仍具有优异附着力，且导电性能好，还具有印刷适应性好，适用于对pcb板领域，使得pcb板具有电路清晰连续、无气泡等优点。并且，碳系物质含量大，成本低、性能稳定，能够很好地兼顾导电油墨导电性好、附着力高、印刷适应性好、性能稳定以及成本低与环保性佳之间的关系。

3、本发明还提供上述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨的制备方法，该方法工艺简单、操作方便，可进行大规模生产。

4、具体的，本发明公开耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，按质量分数计,由以下成分组成：

5、水性耐高温树脂   15-30%，

6、分散剂           3-8%，

7、溶剂             8-15%，

8、碳系物质         17-30%,

9、水               余量；

10、所述碳系物质为炭黑、石墨、碳纳米管的混合物。

11、优选的，按质量分数计，所述水性耐高温树脂中，包含以下成分：

12、丙烯酸单体   20-30%，

13、聚氨酯单体   8-12%，

14、助剂         8-10%。

15、优选的，所助剂包括乳化剂、中和剂。

16、优选的，所述碳系物质中，炭黑占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的5-8%，石墨占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的10-18%，石墨占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的2-4%。

17、优选的，所述溶剂为异己二醇和异丙醇的混合物，所述异己二醇和异丙醇的质量比为（1-3）：1。

18、优选的，所述分散剂为byk-水性湿润分散剂、disponer w-18水性润湿剂、sago-9710水性润湿分散剂中的一种或多种的混合物。

19、优选的，还包括消泡剂，所述消泡剂占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的0.5-2%。

20、优选的，所述消泡剂为defomw-0506水性消泡剂、tego foamex 805n水性消泡剂、标美硅氟消泡剂sf-809b中的一种或多种的混合物。

21、优选的，所述水为去离子水。

22、上述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨的制备方法，包含以下步骤：

23、将分散剂，溶剂，和/或消泡剂，和/或水混合，再加入碳系物质搅拌均匀，得到碳浆；

24、将碳浆与球磨珠混合搅拌后过滤，得到初级碳浆；

25、将初级碳浆研磨，后往里加入水性耐高温树脂，混匀后得到耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

27、（1）本发明的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，使用炭黑、石墨和碳纳米管复合的碳系物质作为导电填料，在碳浆制备过程中构筑三维电子传输通道，提升油墨导电性能；后加入水性耐高温树脂对碳材料进行包覆，树脂可均匀分散于碳材料表面，赋予油墨耐高温性能，使其在经高温处理后仍具有优异附着力，且导电性能好，还具有印刷适应性好，适用于对pcb板领域，使得pcb板具有电路清晰连续、无气泡等优点。并且，通过加入特定配制的溶剂，提高耐高温树脂在体系中的分散性和对碳材料的包覆性，同时可调整油墨的表面张力，改善油墨的润湿性和流平性，提高印刷适应性。

28、（2）本发明的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，碳系物质含量大，在保证导电性、附着力的基础上减少油墨voc排放，简化了印刷废液回收处理工艺，经济环保、绿色低碳，能够很好地兼顾导电油墨导电性好、附着力高、印刷适应性好、性能稳定以及成本低与环保性佳之间的关系。

29、（3）本发明的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨的制备方法，该方法工艺简单、操作方便，可进行大规模生产。

技术特征：

1.一种耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，按质量分数计,由以下成分组成：

2.根据权利要求1所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，按质量分数计，所述水性耐高温树脂中，包含以下成分：

3.根据权利要求2所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，所助剂包括乳化剂、中和剂。

4.根据权利要求1所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，所述碳系物质中，炭黑占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的5-8%，石墨占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的10-18%，石墨占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的2-4%。

5.根据权利要求1所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，所述溶剂为异己二醇和异丙醇的混合物，所述异己二醇和异丙醇的质量比为（1-3）：1。

6.根据权利要求1所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，所述分散剂为byk-水性湿润分散剂、disponer w-18水性润湿剂、sago-9710水性润湿分散剂中的一种或多种的混合物。

7.根据权利要求1所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，还包括消泡剂，所述消泡剂占耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨总质量的0.5-2%。

8.根据权利要求7所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，所述消泡剂为defomw-0506水性消泡剂、tego foamex 805n水性消泡剂、标美硅氟消泡剂sf-809b中的一种或多种的混合物。

9.根据权利要求8所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨，其特征在于，所述水为去离子水。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的耐高温pcb板用的碳系水性导电油墨的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种耐高温PCB板用的碳系水性导电油墨及其制备方法，涉及PCB板用导电油墨技术领域。耐高温PCB板用的碳系水性导电油墨，按质量分数计,由以下成分组成：水性耐高温树脂15‑30%，分散剂3‑8%，溶剂8‑15%，碳系物质17‑30%，水余量；所述碳系物质为炭黑、石墨、碳纳米管的混合物。本发明的耐高温PCB板用的碳系水性导电油墨在经高温处理后仍具有优异附着力，且导电性能好，还具有印刷适应性好，电路清晰连续、无气泡等优点；并且，碳系物质含量大，成本低、性能稳定，能够很好地兼顾导电油墨导电性好、附着力高、印刷适应性好、性能稳定以及成本低与环保性佳之间的关系。

技术研发人员：陈良峰,邓稳,江民权,杨雄,李强,胡斌,何自立,张正伟
受保护的技术使用者：深圳市龙腾电路科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12