一种稳定光固化导电油墨的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种稳定光固化导电油墨的制备方法，属于导电油墨制备技术领域。
【背景技术】
[0002]导电喷墨即可以喷的导电油墨，是利用喷墨印刷技术制备微电子器件不可或缺的耗材，其质量的好坏直接影响到电子部件导电性能的优劣。由于喷墨印刷技术独有的非接触式数码可控印刷方法，既可以在任何形状的基材上进行图案化又可节省耗材，其突出的优势深受人们的重视，传统印刷逐渐向喷墨印刷转变。喷墨印刷技术应用于柔性或硬质电路板上，起到导线、天线或电阻等作用。导电喷墨在电子领域的应用十分广泛，如无线电频率识别标签设备，光电，医疗补丁，医疗成像等。特别是可以在微电子领域发挥着不可忽视的作用。将导电油墨以喷墨印刷的方式应用在柔性基材上，随后经过干燥固化和导电处理，最终得到的柔性印刷电路板，可用于薄膜开关、透明接触式开关、IC卡、RFID、电子发光板、落座传感器及压力传感器等电子设备。
[0003]但是可以用来制备含有纳米金属导电喷墨的金属有很多，如金、银、铜、钯、铝等。其中，银独特的化学性质使其成为理想的功能性喷墨油墨成分。与多数金属一样，银容易被氧化，在银的表面会形成氧化银。这一氧化过程可能发生在制备油墨的过程中，可能在印刷过程，还可能是油墨印刷到基材后。银主要的优点在于其氧化后仍具有导电性，而像较便宜的金属，如铜和铝，它们也容易被氧化，
可绝缘层的形成阻止了粒子之间的导电性。此外，银纳米粒子稳定，可形成从为微米到纳米的各种粒子尺寸，但是在直流通电或湿热条件下，银离子易发生迀移而引起短路，所以需要一种较为稳定的，不会引起银离子迀移的方法很有必要。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前制备含有纳米金属导电喷墨时，使用纯银金属时在直流通电或湿热条件下，银离子易发生迀移而引起短路，而其他金属易氧化绝缘的问题，提供了一种将铜粉包裹银粉，随后酸解部分铜银，使其溶解并置换，通过铜银复合制备导电喷墨油墨的方法，使导电油墨使用更加稳定。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按固液比1:10，称取铜粉置于质量浓度为50%的乙醇溶液中，在200?250W下超声洗涤10?15min，随后对其过滤并收集滤渣，再按固液比1:10，将其置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中浸泡洗涤10?15min，待浸泡洗涤完成后，用质量浓度为20%的硫酸溶液淋洗3?5次，随后用去离子水洗涤至pH至7.0，在65?80°C烘箱中干燥6?8h，制备得干燥铜粉；
(2)按固液比1:5，将其置于0.111101/1的硝酸银溶液中活化10?151^11，随后再次过滤并收集滤渣，用去离子水洗涤至pH至7.0，随后在200?300W超声振荡下，按固液比1:10，将其置于银氨溶液中，在20?30°C下以50?150r/min速度缓慢搅拌混合25?30min，随后过滤并收集滤渣，用去离子水洗涤3?5次，在65?80°C下干燥6?8h，制备得银包铜颗粒； (3)按固液质量比1:5，将上述制备的银包铜颗粒与质量浓度为30%的硝酸溶液搅拌混合，随后将其置于85?90°C下水浴加热反应2?3h，随后趁热过滤并收集滤液，制备得铜银酸解液；
(4)按重量份数计，分别量取45?65份上述制备的铜银酸解液、15?20份聚乙烯吡咯烷酮和20?35份去离子水与烧杯中，在200?300W超声振荡下搅拌混合10?15min;
(5)待混合完成后，滴加与聚乙烯吡咯烷酮等质量的三乙胺，控制滴加速度为lmL/min，待滴加完成后，在5000?6000r/min下离心分离10?15min，收集上层清液并旋转蒸发至原体积的1/8，制备得纳米铜银凝胶液；
(6)按重量份数计，分别称量15?25份聚丙烯树脂、15?20份上述制备的纳米铜银凝胶液、3?5份2，4，6_三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和57?60份去离子水，在20?30°C下搅拌混合10?15min，随后200?300W下超声振荡处理10?15min，随后继续搅拌混合蒸发水分，直至在20?30 °C下混合液粘度为28?30cps后，即可制备得一种稳定光固化导电油墨。
[0006]本发明的应用方法是:首先将上述制备的稳定光固化导电油墨放置到喷墨打印机中，利用喷墨印刷技术将其喷印到柔性电路版聚酰亚胺薄膜基材上;随后，把滴有导电油墨的聚酰亚胺薄膜放置到60°C的热台上，进行水分蒸发；当水分充分蒸发后，再将承印物放置在主波长为365nm的紫外灯下，在光强lOmW/cm2下照射20s。最后，将其放在马弗炉中进行3个小时的烧结，烧结温度为300°C。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备的稳定光固化导电油墨稳定高效，最低电阻率可达5X10—5Ω.cm；
(2)通过铜银粉末进行改性制备稳定导电油墨，安全绿色，对环境无污染。
【具体实施方式】
[0008]首先按固液比1:10，称取铜粉置于质量浓度为50%的乙醇溶液中，在200?250rf超声洗涤10?15min，随后对其过滤并收集滤渣，再按固液比1:10，将其置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中浸泡洗涤10?15min，待浸泡洗涤完成后，用质量浓度为20%的硫酸溶液淋洗3?5次，随后用去离子水洗涤至pH至7.0，在65?80 °C烘箱中干燥6?8h，制备得干燥铜粉;按固液比1:5，将其置于0.lmol/L的硝酸银溶液中活化10?15min，随后再次过滤并收集滤渣，用去离子水洗涤至pH至7.0，随后在200?300W超声振荡下，按固液比1:10，将其置于银氨溶液中，在20?30°C下以50?150r/min速度缓慢搅拌混合25?30min，随后过滤并收集滤渣，用去离子水洗涤3?5次，在65?80 °C下干燥6?8h，制备得银包铜颗粒;按固液质量比1:5，将上述制备的银包铜颗粒与质量浓度为30%的硝酸溶液搅拌混合，随后将其置于85?90°C下水浴加热反应2?3h，随后趁热过滤并收集滤液，制备得铜银酸解液;按重量份数计，分别量取45?65份上述制备的铜银酸解液、15?20份聚乙烯吡咯烷酮和20?35份去离子水与烧杯中，在200?300W超声振荡下搅拌混合10?15min;待混合完成后，滴加与聚乙烯吡咯烷酮等质量的三乙胺，控制滴加速度为lmL/min，待滴加完成后，在5000?6000r/min下离心分离10?15min，收集上层清液并旋转蒸发至原体积的1/8，制备得纳米铜银凝胶液;按重量份数计，分别称量15?25份聚丙烯树脂、15?20份上述制备的纳米铜银凝胶液、3?5份2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和57?60份去离子水，在20?30 °C下搅拌混合10?15min，随后200?300W下超声振荡处理10?15min，随后继续搅拌混合蒸发水分，直至在20?30 °C下混合液粘度为28?30cps后，即可制备得一种稳定光固化导电油墨。
[0009]实例I
首先按固液比1:10，称取铜粉置于质量浓度为50%的乙醇溶液中，在200W下超声洗涤lOmin，随后对其过滤并收集滤渣，再按固液比1:10，将其置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中浸泡洗涤1min，待浸泡洗涤完成后，用质量浓度为20%的硫酸溶液淋洗4次，随后用去离子水洗涤至PH至7.0，在67°C烘箱中干燥7h，制备得干燥铜粉；按固液比1: 5，将其置于0.lmol/L的硝酸银溶液中活化12min，随后再次过滤并收集滤渣，用去离子水洗涤至pH至7.0，随后在2501超声振荡下，按固液比1:10，将其置于银氨溶液中，在25°(:下以75^1^11速度缓慢搅拌混合27min，随后过滤并收集滤渣，用去离子水洗涤4次，在67 V下干燥7h，制备得银包铜颗粒;按固液质量比1:5，将上述制备的银包铜颗粒与质量浓度为30%的硝酸溶液搅拌混合，随后将其置于87°C下水浴加热反应2.5h，随后趁热过滤并收集滤液，制备得铜银酸解液;按重量份数计，分别量取50份上述制备的铜银酸解液、15份聚乙烯吡咯烷酮和35份去离子水与烧杯中，在250W超声振荡下搅拌混合12min;待混合完成后，滴加与聚乙烯吡咯烷酮等质量的三乙胺，控制滴加速度为lmL/min，待滴加完成后，在5500r/min下离心分离12min，