金属薄膜材料上用阻值小于15mΩ的黑色油墨及其制备方法与流程

本发明涉及表面处理技术，特别涉及电子产品表面处理材料，具体的，是一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨及其制备方法。

背景技术：

1、电子3c产品及部件上的金属薄膜材料主要有铜箔和铝箔，主要应用于以下几个方向：动力电池及电池包装、3c数码、储能系统、电子电路、电解电容器；为符合应用条件，通常需要在铜箔或铝箔材料表面进行涂层加工，如动力电池铜箔需要在铜箔表面涂一层负极活性浆料，电池包装需要在铝箔一面贴合绝缘pet层制得铝塑膜，并在铝塑膜铝层另一面涂覆一层绝缘黑色油墨；随着应用方向的深入，在保持铜箔、铝箔材料本身的导电性能前提下，提供一款黑色涂覆油墨，达到外观、保护、防氧化、可再印刷要求，显得尤为必要。

2、现阶段的金属薄膜材料上的黑色油墨包括蓝相的绝缘黑色油墨、一般碳系导电黑色油墨；

3、一般炭系导电黑色油墨按照特定方式测试电阻阻值通常在200mω-300ω，导电性能属于一般，无法应对导电性要求较高的阻值要求范围为≤50mω，，电阻要求更高的≤15mω的黑色导电涂层则更加稀少，并且能够通过凹版涂布得到15mω以下阻值的黑色涂层更是难度非常大。

4、因此，有必要提供一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨及其制备方法来实现上述目的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨及其制备方法，通过溶剂型石墨烯浆料、导电炭黑、导电镍粉共同作用后，通过与饱和聚酯树脂、分散剂、溶剂、消光粉、助剂进行复配后达到特定测试条件下，电阻小于15mω的目的，其中导电油墨层干膜厚度在4-8μm范围，在该干膜层厚度范围内，油墨不易露底，能够达到足够的遮盖性能，同时导电性能能够保证；解决导电黑色油墨关于遮盖、附着力、油墨流动适用性、导电性、色相方面平衡的技术问题；不会因为粉体含量过高导致附着力、油墨流动性、色相方面产生巨大偏差。

2、技术方案之一如下：

3、一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，组分包括树脂溶液基料、快干溶剂、慢干溶剂、分散剂1、分散剂2、导电炭黑、导电石墨烯浆料、导电镍粉、气象二氧化硅消光剂、流平助剂；以份数计：

4、饱和聚酯树脂溶液基料             35-53份；

5、分散剂1                          3-6份；

6、分散剂2                          1-2份；

7、导电炭黑                         6-10份；

8、慢干溶剂                         8-14份；

9、导电石墨烯浆料                   7-12份；

10、导电镍粉                         6-10份；

11、快干主溶剂                       15-25份；

12、气相二氧化硅                     2-5份；

13、流平助剂                         0.1-1份；

14、异氰酸酯固化剂                   2-5份。

15、进一步的，饱和聚酯树脂液为东洋纺103树脂搭配东洋纺600树脂按照1:1配比混合而成，混合时，先分别对东洋纺103树脂、东洋纺600树脂用环己酮：丁酯：丁酮＝20:20:20溶解成固含为40％的树脂液，再混合；

16、慢干溶剂选择沸点为150-180℃的酮类或酯类溶剂，快干溶剂选择沸点为70-100℃的酮类或酯类，快干溶剂、慢干溶剂搭配使得油墨在干燥过程中溶剂呈梯度挥发，提升涂层表面效果及流平效果。

17、进一步的，分散剂1和分散剂2分别为迪高685分散剂、博彻斯0451分散剂；添加数量比为3:1；独使用迪高685分散剂对导电炭黑的分散效果，油墨分散性不好，会所产生的少量絮凝物，搭配博彻斯0451分散剂后会对导电炭黑分散效果加以提升，同时提升油墨展色性，使得油墨看上去更黑，效果更好，同时由于博彻斯0451分散剂属于高分子量非离子型分散剂，对石墨烯浆料中的石墨烯颗粒分散性具有提升作用，油墨流动性更加，同时对附着力具有促进作用；选用的两款分散剂均为100％固含，分散剂有效成分较高时可以尽可能减少分散剂的用量，进而减小因为分散剂用量导致可能出现的电阻升高或附着力下降的问题。

18、进一步的，导电炭黑、导电石墨烯浆料、导电镍粉分别选用特密高250g、戴勒化工石墨烯浆料sg08、利鑫佳(苏州)导电镍粉lxj2605；混和后形成的混合物用做导电组，单独使用导电炭黑无法达到电阻15mω以下的效果，单独使用石墨烯浆料则没有遮盖性，单独使用导电镍粉则颜色为金属灰色，同时遮盖性差，石墨烯浆料与导电炭黑搭配使用经过实验验证导电性稍差，若大量增加石墨烯浆料的用量则会增加成本，不适宜量产，同时由于石墨烯吸油值非常高，会造成附着力下降的不良现象，而导电镍粉选择粒径在1μm左右时，加入到配方中既能提升导电性，同时不会影响黑度、附着力性能。

19、进一步的，导电镍粉不能研磨，否则会破坏镍粉的导电性能，使用高速分散方式进行添加。

20、技术方案之二：

21、一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨制备方法，步骤包括：

22、1)在溶解好的树脂溶液中分别加入适量的分散剂1、分散剂2，以600r/min的转速分散10min，得到均相流动液体；

23、2)加入适量的导电炭黑，慢干溶剂调整研磨前的粘度，以800rpm的速度分散10分钟，分散液温度达到40℃后停止分散，待用；

24、3)将分散好的物料转移至砂磨机，以1200-1300r/min的转速进行砂磨，待达到细度＜4μm的效果后停止研磨，取出待用；

25、4)依次加入导电石墨烯浆料，导电镍粉，气象二氧化硅消光剂、并以800r/min的速度分散20分钟；

26、5)添加流平助剂，加入快干溶剂调整干燥速度，以800rpm的速度分散10分钟后300目过滤得到成品。

27、与现有技术相比，本发明通过溶剂型石墨烯浆料、导电炭黑、导电镍粉共同作用后，通过与饱和聚酯树脂、分散剂、溶剂、消光粉、助剂进行复配后达到特定测试条件下，电阻小于15mω的目的，其中导电油墨层干膜厚度在4-8μm范围，在该干膜层厚度范围内，油墨不易露底，能够达到足够的遮盖性能，同时导电性能能够保证；解决导电黑色油墨关于遮盖、附着力、油墨流动适用性、导电性、色相方面平衡的技术问题；不会因为粉体含量过高导致附着力、油墨流动性、色相方面产生巨大偏差。

技术特征：

1.一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：组分包括树脂溶液基料、快干溶剂、慢干溶剂、分散剂1、分散剂2、导电炭黑、导电石墨烯浆料、导电镍粉、气象二氧化硅消光剂、流平助剂；以份数计：

2.根据权利要求1所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：饱和聚酯树脂液为东洋纺103树脂搭配东洋纺600树脂按照1:1配比混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：东洋纺103树脂、东洋纺600树脂混合时，先分别对东洋纺103树脂、东洋纺600树脂用环己酮：丁酯：丁酮＝20:20:20溶解成固含为40％的树脂液，再混合。

4.根据权利要求3所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：快干溶剂、慢干溶剂搭配使得油墨在干燥过程中溶剂呈梯度挥发，提升涂层表面效果及流平效果。

5.根据权利要求4所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：慢干溶剂选择沸点为150-180℃的酮类或酯类溶剂，快干溶剂选择沸点为70-100℃的酮类或酯类。

6.根据权利要求1所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：分散剂1和分散剂2分别为迪高685分散剂、博彻斯0451分散剂；添加数量比为3:1；独使用迪高685分散剂对导电炭黑的分散效果，油墨分散性不好，会所产生的少量絮凝物，搭配博彻斯0451分散剂后会对导电炭黑分散效果加以提升，同时提升油墨展色性，使得油墨看上去更黑，效果更好，同时由于博彻斯0451分散剂属于高分子量非离子型分散剂，对石墨烯浆料中的石墨烯颗粒分散性具有提升作用，油墨流动性更加，同时对附着力具有促进作用；选用的两款分散剂均为100％固含，分散剂有效成分较高时可以尽可能减少分散剂的用量，进而减小因为分散剂用量导致可能出现的电阻升高或附着力下降的问题。

7.根据权利要求1所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：导电炭黑、导电石墨烯浆料、导电镍粉分别选用特密高250g、戴勒化工石墨烯浆料sg08、利鑫佳(苏州)导电镍粉lxj2605。

8.根据权利要求1所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：导电炭黑、导电石墨烯浆料、导电镍粉混和后形成的混合物用做导电组，单独使用导电炭黑无法达到电阻15mω以下的效果，单独使用石墨烯浆料则没有遮盖性，单独使用导电镍粉则颜色为金属灰色，同时遮盖性差，石墨烯浆料与导电炭黑搭配使用经过实验验证导电性稍差，若大量增加石墨烯浆料的用量则会增加成本，不适宜量产，同时由于石墨烯吸油值非常高，会造成附着力下降的不良现象，而导电镍粉选择粒径在1μm左右时，加入到配方中既能提升导电性，同时不会影响黑度、附着力性能。

9.根据权利要求8所述的一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨，其特征在于：导电镍粉不能研磨，否则会破坏镍粉的导电性能，使用高速分散方式进行添加。

10.一种金属薄膜材料上用阻值小于15mω的黑色油墨制备方法，其特征在于：步骤包括：

技术总结
本发明金属薄膜材料上用阻值小于15mΩ的黑色油墨及其制备方法，组分包括树脂溶液基料、快干溶剂、慢干溶剂、分散剂1、分散剂2、导电炭黑、导电石墨烯浆料、导电镍粉、气象二氧化硅消光剂、流平助剂；以份数计：饱和聚酯树脂溶液基料35‑53份；分散剂13‑6份；分散剂21‑2份；导电炭黑6‑10份；慢干溶剂8‑14份；导电石墨烯浆料7‑12份；导电镍粉6‑10份；快干主溶剂15‑25份；气相二氧化硅2‑5份；流平助剂0.1‑1份；异氰酸酯固化剂2‑5份。

技术研发人员：缪云飞,汪小峰,高显波,范海军,鲁斌,王全
受保护的技术使用者：苏州市贝特利高分子材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15