论文部分内容阅读
无线射频识别(RFID)技术已经广泛应用在运输、物流、包装、绿色食品追溯等领域。但是由于技术限制,RFID标签只能使用蚀刻、丝网印刷、柔版印刷等方式制作。制作成本较高而且周期性长,限制了RFID技术的灵活应用。采用喷墨导电油墨印制RFID标签天线不论是从制造工艺还是制造成本方面考虑,都是对传统天线制备方法的挑战。由于传统的制作方式限制,RFID标签天线印制工艺依旧未能实现定制化,可变性,造价更低、导电性能更优越的标签天线印制方法是研究的趋势。本论文自主研发RFID标签天线用喷墨导电墨水,并尝试两种方式制作银导电墨水:一种是纳米银导电墨水,通过在纳米银分散液中添加各种助剂实现喷墨墨水的性能。论文选用液相还原法制取纳米银胶,测试不同条件下所得到的银胶性质,包括纳米银粒径分布区间。浓缩纳米银分散液,在纳米银胶内添加助剂以满足喷墨打印要求;摒弃传统喷墨墨水向分散液中添加导电填料的方式,避免了离心、洗涤等繁琐的处理工序同时有效的节约工时和材料。配制之后的墨水通过在不同的承印物上进行打印测试,并在不同条件下烧结,测试所得导电膜的电学性能。另一种是制作无颗粒型喷墨导电墨水。无颗粒型导电银墨水本身是一种银盐化合物溶液,烧结过程使银盐分解,促使银单质析出并在烧结温度下连接形成导电图形。其中不含有纳米银的悬浮颗粒,所以不需要添加任何的分散剂或保护剂,有非常好的稳定性;避免了打印喷口被堵塞的情况;另一方面由于无颗粒型墨水的银是银盐溶解的形式存在,所以银的最高含量由该银盐在对应溶剂里面的溶解度来决定,可以根据需求控制银盐浓度。实验中使用了不同的银盐前驱体,添加不同的助剂,在不同的承印材料上打印测试。课题通过实验得出以下几个方面的结论:探索出次液相化学还原法制备纳米银胶的实验条件,对不同的还原剂和保护剂,以及对外界环境和反应物的量有了定性和定量的结论,通过对纳米银颗粒的表征测试,得出使用水合肼在40℃的水浴环境中,聚乙烯毗咯烷酮(PVP)作为保护剂与硝酸银质量比2:1获得最佳粒径分布,得到的纳米银分散液中没有影响导电性的杂质;采用一种从纳米银胶直接制作喷墨导电油墨的新工艺,即向旋转蒸发浓缩后状态的纳米银胶中添加墨水助剂,并在不同的连结料里面测试得出羧甲基纤维素钠具有良好的分散性、附着力、稳定性,在不同的纸张上面打印通过表征导电率,选出高光相纸更能实现纳米银导电墨水的导电性能。无颗粒型喷墨导电墨水银盐前驱体选择柠檬酸钠,溶剂使用仲丁胺和松油醇的混合溶液,承印材料只能使用处理过的PET薄膜,烧结温度在150℃,可实现稳定的导电银膜。