專利名稱：彩色導(dǎo)電油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色導(dǎo)電油墨及其制備方法，屬于導(dǎo)電印刷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，微電子技術(shù)正向各個(gè)領(lǐng)域滲透，導(dǎo)電印刷技術(shù)作為一種高新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。例如薄膜開(kāi)關(guān)電路版就是將油墨印刷在PET薄膜上，然后將印好的薄膜與裝潢藝術(shù)面板等組合而成；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形美觀、耐環(huán)境性優(yōu)良、使用壽命長(zhǎng)(100萬(wàn)次以上)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)、手機(jī)、電子玩具、測(cè)量裝置和醫(yī)療儀器等。油墨印刷電路板工藝簡(jiǎn)單，效率高，而且還節(jié)約金屬銅，是降低微電子產(chǎn)品成本的一條有效途徑，其他還有用在接觸式傳感面板、印刷扁平精細(xì)電纜、低成本太陽(yáng)能電池、液晶顯示器用電流以及紅外線探測(cè)敏感元件等，在微電子領(lǐng)域的應(yīng)用是多種多樣的。但在現(xiàn)有導(dǎo)電印刷技術(shù)中，上述產(chǎn)品的傳統(tǒng)制作方法是用僅有黑色或白色兩種單一色彩的導(dǎo)電炭漿或銀漿，采用絲網(wǎng)印刷的方式生產(chǎn)，因絲網(wǎng)印刷方式產(chǎn)量低、成本高，所以不可能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，市場(chǎng)不僅需要多彩的導(dǎo)電油墨，而且需要可以采用凹版印刷方式的彩色導(dǎo)電油墨，以大大提高生產(chǎn)效率，因此，彩色導(dǎo)電油墨已成為導(dǎo)電印刷技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有導(dǎo)電印刷技術(shù)中存在的色彩單調(diào)和絲網(wǎng)印刷效率低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種彩色導(dǎo)電油墨及其制備方法，這種彩色導(dǎo)電油墨不僅克服了傳統(tǒng)的導(dǎo)電油墨只有黑色或白色的色彩單調(diào)的缺點(diǎn)，而且具有電阻率可調(diào)，導(dǎo)電性能穩(wěn)定、耐彎曲性好，附著力強(qiáng)的特點(diǎn)，特別適于用作彩色電路板的印刷，又因其高導(dǎo)電性與低電阻率可被靈活應(yīng)用，提高了設(shè)計(jì)的靈活性，因而也適用于諸如RFID標(biāo)簽、“智能衣”等多種新型電子設(shè)備。。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種彩色導(dǎo)電油墨，含有30～38％的聚酮樹(shù)脂液、15～20％的硝化棉液、6～10％的聚苯胺、10～16％的鈦白粉、5～9％的染料、20～30％的復(fù)合稀釋劑、1～3％的鈦酸酯、2～5％的芥酸酰胺、0.5～1.5％的除靜電劑和0.5～1％的蠟粉，以上百分比均為質(zhì)量百分比。
其中，聚酮樹(shù)脂液由質(zhì)量百分比為35～45％的固體聚酮樹(shù)脂和55～65％的異丙醇組成，硝化棉液由質(zhì)量百分比為25～35％的1/8號(hào)硝化棉、15～25％的乙酯、15～25％的丁酯和25～35％的異丙醇組成，復(fù)合稀釋劑由質(zhì)量百分比為35～45％的乙酯、5～15％的丁酮和45～55％的異丙醇組成。
本發(fā)明提供的上述彩色導(dǎo)電油墨的制備方法是(1)用質(zhì)量百分比為35～45％的固體聚酮樹(shù)脂和55～65％的異丙醇制備好聚酮樹(shù)脂液；用質(zhì)量百分比為25～35％的1/8號(hào)硝化棉、15～25％的乙酯、15～25％的丁酯和25～35％的異丙醇制備好硝化棉液；用質(zhì)量百分比為35～45％的乙酯、5～15％的丁酮和45～55％的異丙醇制備好復(fù)合稀釋劑待用；(2)將鈦白粉作表面處理后使其具有高導(dǎo)電性；(3)最后按構(gòu)成彩色導(dǎo)電油墨的配方量將聚酮樹(shù)脂液、硝化棉液、聚苯胺、鈦白粉、染料與復(fù)合稀釋劑、鈦酸酯、芥酸酰胺、除靜電劑和蠟粉混合，經(jīng)研磨加工得彩色導(dǎo)電油墨。
由于這種彩色導(dǎo)電油墨是將聚酮樹(shù)脂液和硝化棉液混合后加入金屬高分子化合物聚笨胺來(lái)作油墨的連結(jié)料；再將合適的鈦白粉作表面處理后使之具有高導(dǎo)電性，能與各色染料相匹配而成為油墨中的導(dǎo)電顏料；然后與溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成。因此本發(fā)明提供的彩色導(dǎo)電油墨具有如下突出特點(diǎn)1、所用的油墨樹(shù)脂能滿足彩色導(dǎo)電油墨連接料的特性要求。
連接料是導(dǎo)電油墨中的成膜物質(zhì)，一般導(dǎo)電油墨中的連接料并不一定要求是導(dǎo)電性的聚合物，但彩色導(dǎo)電油墨的連接料必須要有導(dǎo)電性能。作為連接料的樹(shù)脂在彩色導(dǎo)電油墨中既起到導(dǎo)電顏料的密封作用，又起到導(dǎo)電粒子連結(jié)成膜的作用，所以需要采用有電阻變化小，穩(wěn)定性高的且可以導(dǎo)電的高分子聚合物作為連接料，還要使導(dǎo)電粒子在連接料中分散性好、移動(dòng)性小、導(dǎo)電誤差小，能夠賦于油墨膜的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。連接料在印刷圖形前使導(dǎo)電顏料構(gòu)成一定粘度的印料，以完成印刷方式的圖形轉(zhuǎn)移，印刷后經(jīng)過(guò)固化過(guò)程，使導(dǎo)電顏料的微粒與微粒之間，微粒與基材之間形成穩(wěn)定的結(jié)合。本發(fā)明中利用聚酮樹(shù)脂液和硝化棉液混合后加入金屬高分子化合物聚笨胺作為油墨連接料，可以完全滿足制備彩色導(dǎo)電油墨的要求。
2、其中的導(dǎo)電顏料可以很方便地將導(dǎo)電油墨調(diào)制成各種顏色的導(dǎo)電油墨。
導(dǎo)電顏料就是導(dǎo)電粒子，它要求導(dǎo)電性好，穩(wěn)定性高，固化溫度低，材料來(lái)源廣泛，常用的有金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、鋁粉、碳黑、石墨及其他復(fù)合粉末。本發(fā)明選擇合適的鈦白粉作表面處理后使之具有高導(dǎo)電性，能與各色染料相匹配而成為油墨中的導(dǎo)電顏料，這樣雖然導(dǎo)電性沒(méi)有銀粉高，但價(jià)格便宜，也能滿足防靜電要求，如用量得當(dāng)，對(duì)油墨的物理性能影響不大。
3、所用的復(fù)合稀釋劑作為油墨的溶劑提高了該油墨的印刷適應(yīng)性。
溶劑在導(dǎo)電油墨中的主要作用是(1)溶解樹(shù)脂，使導(dǎo)電微粒(即顏料)在聚合物中充分的分散，給予墨性；(2)調(diào)節(jié)粘度，給與印刷適應(yīng)性；(3)調(diào)節(jié)油墨的干燥速度。彩色導(dǎo)電油墨的溶劑特別要求能與樹(shù)脂、導(dǎo)電顏料完全相匹配，以保證彩色導(dǎo)電油墨的印刷性能，本發(fā)明中的復(fù)合稀釋劑完全滿足彩色導(dǎo)電油墨對(duì)溶劑的要求，使之能在凹版上具有良好的印刷適性，生產(chǎn)效率比絲網(wǎng)印刷方式大為提高。
所以本發(fā)明制備的彩色導(dǎo)電油墨產(chǎn)品由于其高導(dǎo)電性與低電阻率可被靈活應(yīng)用，提高了設(shè)計(jì)的靈活性，適用于從RFID標(biāo)簽到“智能衣”的多種新型電子設(shè)備，其獨(dú)特的化學(xué)系統(tǒng)維持了外界應(yīng)力下的低電阻率，寬泛的固化條件以及高靈活性滿足了許多低成本基座的應(yīng)用；可印刷的濕材料及可使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備生產(chǎn)帶來(lái)低成本的快速加工。這種色彩多異的導(dǎo)電油墨不僅彌補(bǔ)了顏料在抗靜電涂料和電磁屏蔽涂料等包裝應(yīng)用上的空白，且其材料來(lái)源廣、生產(chǎn)成本低，能滿足市場(chǎng)日益提高的需要。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡明。
實(shí)施例1(1)用質(zhì)量百分比為40％的固體聚酮樹(shù)脂和60％的異丙醇合成聚酮樹(shù)脂液。
(2)用質(zhì)量百分比為30％的1/8號(hào)硝化棉、20％的乙酯、20％的丁酯和30％的異丙醇合成硝化棉液。
(3)用質(zhì)量百分比為40％的乙酯、10％的丁酮和50％的異丙醇制成復(fù)合稀釋劑。
(4)將鈦白粉用常規(guī)方法作表面處理后使之具有高導(dǎo)電性。
(5)取32％的聚酮樹(shù)脂液、15％的硝化棉液、8％的聚苯胺、12％的鈦白粉、6％的紅色染料、22％的復(fù)合稀釋劑、1％的鈦酸酯、3％的芥酸酰胺、0.5％的除靜電劑和0.5％的蠟粉；以上百分比均為質(zhì)量百分比，混合后按照常規(guī)油墨的制造方法經(jīng)研磨加工得紅色導(dǎo)電油墨。
按上述制作彩色導(dǎo)電油墨的具體步驟操作，制備成的紅色導(dǎo)電油墨產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)如下表

將該導(dǎo)電油墨產(chǎn)品用凹版印刷方式在PET薄膜上印刷，制作的電腦鍵盤符合要求。
實(shí)施例2按上述實(shí)施例1的操作方法聚酮樹(shù)脂液制備好聚酮樹(shù)脂液、硝化棉液、復(fù)合稀釋劑以后，取31％的聚酮樹(shù)脂液、16％的硝化棉液、8％的聚苯胺、10％的鈦白粉、7％的藍(lán)色染料、24％的復(fù)合稀釋劑、1％的鈦酸酯、2％的芥酸酰胺、0.5％的除靜電劑和0.5％的蠟粉；以上百分比均為質(zhì)量百分比，混合后按照常規(guī)油墨的制造方法經(jīng)研磨加工得黃色導(dǎo)電油墨。
按上述制作彩色導(dǎo)電油墨的具體步驟操作，制備成的藍(lán)色導(dǎo)電油墨產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)如下細(xì)度10μm粘度1000～3000cp表面電阻 ≤5Ω/cm2(可根據(jù)需要調(diào)節(jié))體積電阻(墨膜厚10μm)≤1×10-2Ω·cm(可根據(jù)需要調(diào)節(jié))鉛筆硬度 ≥3H附著力 100％(膠帶剝離試驗(yàn))耐熱性 (85℃52℃，480h)電阻值變化在10％以內(nèi)耐濕性 (40℃190％RH480h)電阻值變化在10％以內(nèi)耐彎曲性 在360度范圍內(nèi)折曲3次，電阻值的變化在15％以內(nèi)將本品采用絲網(wǎng)印刷方式在聚酯膜上印刷，制作成的薄膜開(kāi)關(guān)耐按壓，無(wú)裂紋，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
實(shí)施例3(1)用質(zhì)量百分比為45％的固體聚酮樹(shù)脂和55％的異丙醇合成聚酮樹(shù)脂液。
(2)用質(zhì)量百分比為35％的1/8號(hào)硝化棉、18％的乙酯、25％的丁酯和22％的異丙醇合成硝化棉液。
(3)用質(zhì)量百分比為42％的乙酯、12％的丁酮和46％的異丙醇制成復(fù)合稀釋劑。
(4)將鈦白粉用常規(guī)方法作表面處理后使之具有高導(dǎo)電性。
(5)取30％的聚酮樹(shù)脂液、15％的硝化棉液、9％的聚苯胺、12％的鈦白粉、6％的黃色染料、24％的復(fù)合稀釋劑、1％的鈦酸酯、2％的芥酸酰胺、0.5％的除靜電劑和0.5％的蠟粉；以上百分比均為質(zhì)量百分比，混合后按照常規(guī)油墨的制造方法經(jīng)研磨加工得藍(lán)色導(dǎo)電油墨。
按上述制作導(dǎo)電油墨的具體步驟操作，制備成的黃色導(dǎo)電油墨產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)如下細(xì)度≤5μm粘度1000～3000cp表面電阻 ≤5Ω/cm2(可根據(jù)需要調(diào)節(jié))體積電阻(墨膜厚1.5μm)≤1×10-2Ω·cm(可根據(jù)需要調(diào)節(jié))鉛筆硬度 ≥2H附著力100％(膠帶剝離試驗(yàn))耐熱性(85℃52℃，480h)電阻值變化在10％以內(nèi)耐濕性(40℃190％RH480h)電阻值變化在10％以內(nèi)耐彎曲性 在360度范圍內(nèi)折曲3次，電阻值的變化在15％以內(nèi)將本品采用凹版印刷方式在PVC片材上印刷，制作成的電子產(chǎn)品包裝袋能起屏弊作用。
權(quán)利要求
1.一種彩色導(dǎo)電油墨，含有30～38％的聚酮樹(shù)脂液、15～20％的硝化棉液、6～10％的聚苯胺、10～16％的鈦白粉、5～9％的染料、20～30％的復(fù)合稀釋劑、1～3％的鈦酸酯、2～5％的芥酸酰胺、0.5～1.5％的除靜電劑和0.5～1％的蠟粉，以上百分比均為質(zhì)量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色導(dǎo)電油墨，其特征是聚酮樹(shù)脂液由質(zhì)量百分比為35～45％的固體聚酮樹(shù)脂和55～65％的異丙醇組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彩色導(dǎo)電油墨，其特征是硝化棉液由質(zhì)量百分比為25～35％的1/8號(hào)硝化棉、15～25％的乙酯、15～25％的丁酯和25～35％的異丙醇組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彩色導(dǎo)電油墨，其特征是復(fù)合稀釋劑由質(zhì)量百分比為35～45％的乙酯、5～15％的丁酮和45～55％的異丙醇組成。
5.一種權(quán)利要求1所述的彩色導(dǎo)電油墨的制備方法，其特征是采用如下步驟(1)用質(zhì)量百分比為35～45％的固體聚酮樹(shù)脂和55～65％的異丙醇制備好聚酮樹(shù)脂液；用質(zhì)量百分比為25～35％的1/8號(hào)硝化棉、15～25％的乙酯、15～25％的丁酯和25～35％的異丙醇制備好硝化棉液；用質(zhì)量百分比為35～45％的乙酯、5～15％的丁酮和45～55％的異丙醇制備好復(fù)合稀釋劑待用；(2)將鈦白粉作表面處理后使其具有高導(dǎo)電性；(3)最后按構(gòu)成彩色導(dǎo)電油墨的配方量將聚酮樹(shù)脂液、硝化棉液、聚苯胺、鈦白粉、染料與復(fù)合稀釋劑、鈦酸酯、芥酸酰胺、除靜電劑和蠟粉混合，經(jīng)研磨加工得彩色導(dǎo)電油墨。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種彩色導(dǎo)電油墨及其制備方法，該彩色導(dǎo)電油墨含有30～38％的聚酮樹(shù)脂液、15～20％的硝化棉液、6～10％的聚苯胺、10～16％的鈦白粉、5～9％的染料、20～30％的復(fù)合稀釋劑、1～3％的鈦酸酯、2～5％的芥酸酰胺、0.5～1.5％的除靜電劑和0.5～1％的蠟粉；其制備方法是先分別制備好聚酮樹(shù)脂、硝化棉液和復(fù)合稀釋劑待用，并將鈦白粉作表面處理使之具有高導(dǎo)電性，再按配方量將聚酮樹(shù)脂液、硝化棉液、聚苯胺、鈦白粉、染料與復(fù)合稀釋劑、鈦酸酯、芥酸酰胺、除靜電劑和蠟粉混合，經(jīng)研磨加工而得。該油墨具有電阻率可調(diào)、導(dǎo)電性穩(wěn)定、耐彎曲性好、附著力強(qiáng)的特點(diǎn)，且適應(yīng)凹版印刷方式，能大大提高生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)C09D11/10GK1903952SQ200610019768
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者錢俊, 黎厚斌, 劉武輝, 馬立勝 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)