水性纳米银喷印导电墨水的制备与应用研究

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印制电子是指应用印刷的方式,将功能材料印制在基材上,低成本、高效率地制造电路及电子器件的技术。相比于丝网印刷等方式,喷印技术以其工艺简单、基材适用性广、定位精确等优势受到广泛关注。导电墨水作为导电图形的基本材料,是印制电子发展的关键。在纳米金属、导电高分子、碳材料等诸多导电组分中,纳米银以其优异的导电性和抗氧化能力,体现出更大的应用优势。基于绿色环保的行业发展趋势,水性墨水具有更广阔的应用前景。因此,开展水性纳米银喷印导电墨水的研究有着重要的意义。首先,本文以自制的纳米银溶胶为原料,经离心、洗涤、再分散等操作工艺得到高纯度的纳米银浓缩水溶胶,添加不同组成原料在超声作用下制备得到不同配方比例的导电墨水。以墨水的附着力、稳定性、粘度、保湿性、表面张力、起泡性、印制图形导电性能为调节参数,比较了不同添加组分及其含量对导电墨水性能的影响。研究结果表明,羧甲基纤维素钠能明显提高导电墨水附着力,Spredox D-260是良好的分散稳定剂,丙三醇有较好的保湿性,Surfynol465、BYK-028分别具有很好地降低墨水体系表面张力和减少泡沫的效果。其次,本文考察了自制银含量为15wt%的导电墨水在不同类型纸张、塑料薄膜基材上的印刷适性,同时研究了多种后处理方式对印制图形导电性能的影响。研究表明,间隙型高光相纸有较好的印刷适性,且印制图形经过压实处理后方块电阻值降至800mΩ/□。基于PI的优异耐热性,热处理是聚酰亚胺薄膜基印制图形较好的后处理方式,在350oC下加热处理30min即可使印制图形的方块电阻值降至208mΩ/□。最后,本文对自制导电墨水的应用进行了初步研究,结果表明,以自制的导电墨水为喷印材料,在印制电路板和无线射频电子标签天线方面有一定的应用前景。
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