水性丙烯酸树脂/银导电油墨的制备及其微结构与性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:k1165445191
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近年来,导电油墨在无线射频识别(RFID)、印制线路板(PCB)、电子屏显示器、传感器、电子纸、太阳能电池和薄膜开关等领域得到广泛的应用。目前应用于印制电子行业的导电油墨主要是填充型导电油墨。本论文制备了导电性和稳定性都良好的银纳米颗粒。以银纳米颗粒为导电填料,水性丙烯酸树脂/丙烯酸乳液为粘接剂,制备了丙烯酸树脂基水性导电油墨,并将其刮涂在柔性透明的聚对苯二甲酸类(PET)薄膜表面上,对油墨与PET界面间的附着力以及影响导电涂层各种性能的因素进行了探索研究。以硝酸银(AgNO3)为氧化剂,水合肼(N2H4·H2O)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用液相化学还原法制备银纳米颗粒。在制备过程中用紫外可见分光光度计(UV-vis)测试各反应溶液样品的吸收光谱,通过光谱分析,确定制备银纳米颗粒最佳反应条件为:N2H4·H2O与AgNO3物质的量比为1:1,AgNO3初始浓度为0.60mol/L,PVP与AgNO3物质的量之比为1:1,反应温度为55℃,剧烈搅拌下反应60min。制备结束后,经X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征。结果显示:反应成功制备了纳米银粉,银纳米颗粒为均一的类球状粒子,其粒径在30纳米左右且粒径分布均匀较窄。将水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、去离子水、消泡剂以及分散剂,按照40/50/5/2/3的比例(份数比)混合制备水性油墨。称取一定量的纳米银粉,加入到水性油墨中,加入少量C2H7NO慢干剂后,研磨一段时间,得到水性丙烯酸树脂/银导电油墨,通过改变纳米银粉的含量,制得一系列不同配比的导电油墨。通过四探针电阻测试仪和漆膜划格实验仪的测试,验证了最佳研磨时间为30min,且水性丙烯酸树脂/银导电油墨纳米银粉最佳填充量为64.0wt%,经150℃热处理后,表面电阻达到0.9Ω/□,且与PET薄膜具有很好的粘接性能,附着力达到ASTM5B级。通过漆膜耐热性测定法(GB1740-79)和漆膜耐湿性测定法(GB/T1733-93)测试,验证了导电涂层具有良好的耐温和耐湿性,使用导电油墨形成的导电涂层可在柔性电子电路中使用。
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