一种导电浆料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种导电浆料及其制备与应用，所述导电浆料由如下质量比的原料组成：光热双重固化树脂1份，稀释剂1.5～4份，银粉0.5～11份；所述光热双重固化树脂为含丙烯酸基的树脂；所述稀释剂沸点80℃～180℃、粘度1mPa·s～2mPa·s、表面张力20mN/m～30mN/m，易挥发；所述银粉粒径为0.1～1μm；本发明专利技术所述导电浆料选用光热双重固化树脂作为固化基体，可以用热固化来弥补因填料对光散射、折射、吸收而造成的不能深度固化。同时，以稀释剂/触变剂相互调节的办法，使本浆料保证3D喷墨打印喷射要求的同时又具有良好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种导电浆料及其制备与应用。(二)
技术介绍
3D喷墨打印技术是一种增材制造(AdditiveManufacturing)技术，是信息化技术、智能化制造和新材料科学结合的一种新兴的快速成型技术。3D喷墨打印不需要模具和后续加工，被认为有可能改变制造业的未来，因而越来越引起各国政府和产业界的关注。3D喷墨打印的位置精度和尺寸精度在各种快速成型技术中最高，通过采用多个喷头可以方便地实现多材质的打印，因而最适合于制造高精度、多材质和复杂结构的目标物。以集成电路板(PCB板)为例，如今PCB板均是以厚膜印刷和薄膜印刷的方式进行制造。它们各有自己的优劣势所在：薄膜印刷通过减法间接工艺制造PCB板，“三废”问题尤其是废水问题严重，单层制备，对化学腐蚀敏感，成本高，但是在制作精度上远远优于厚膜印刷且材质均匀性好；厚膜印刷以加成法直接工艺制造PCB板，成本低、“三废“问题不突出，对苛刻环境稳定，多层制备，但是精度低，线条精细度差，材质均匀性差。而如若用3D喷墨打印的方式来进行PCB板的制造，不仅可以综合双方的优势，还可以弱化双方劣势所在。但是也不可否认，其成本相对于薄膜印刷还是会有一定的提高，性能也弱于有烧结过程的厚膜印刷技术。利用3D喷墨打印技术实现多种材料的3D打印的前提条件是要有可以用于3D喷墨打印的各种材质的均匀浆料体系，要打印具有电子功能的目标物，就需要有适用于3D喷墨打印的电子浆料以打印导线、电阻、电容、电感、半导体等各种电子元器件。这方面的研究目前国际上还非常少见。现有技术中对于用于喷墨打印的电子浆料类的研究，尤其是导电浆料的研究，还是屡见不鲜的。如专利CN101560349A公开发表了一种喷墨导电墨水的制备方法，专利CN101547980A公开发表了一种高电阻率喷墨墨水组合物的制备方法等。但是这些专利技术都是针对于薄膜印刷开发的，真正用于3D喷墨打印的电子浆料研究极为罕见。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术中没有制作导电元件的3D喷墨打印材料，提供了一种可用于3D喷墨打印的高固含量导电浆料及其制备方法与应用。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种导电浆料，所述导电浆料由如下质量比的原料组成：光热双重固化树脂1份，稀释剂1.5～4份，银粉0.5～11份；所述光热双重固化树脂为含丙烯酸基的树脂；所述稀释剂沸点80℃～180℃、粘度1mPa·s～2mPa·s、表面张力20mN/m～30mN/m，易挥发；所述银粉粒径为0.1～1μm。所述光热双重固化树脂优选为环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或脂肪族环氧树脂。光热双重固化树脂是指既可以单独进行光固化，又可以单独进行热固化的树脂。这里选用该类树脂作为固化基体是因为银粉的加入会影响光的传播，这样内层难以固化部分就可以用热固化来进行弥补。稀释剂为所选光热双重固化树脂的良好溶剂，在浆料中的作用为溶解树脂并使树脂充分分散，使浆料有一个合适的粘度以达到3D喷墨打印的流变性要求。稀释剂性能要求为：沸点80℃～180℃，粘度1mPa·s～2mPa·s，表面张力20mN/m～30mN/m，较易挥发，优选稀释剂为无水乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯或异丙醇。银粉的加入是为了让浆料具有导电性能，从而可以使所打印的元件具有导电性能，拓展3D喷墨打印的应用范围，要求银粉的粒径在0.1～1μm之间，而导电率的大小通过银粉与树脂的比例来调节。进一步，所述导电浆料还包括0.03-0.09份触变剂，所述触变剂为触变剂MT6900-20X(聚酰胺化合物，太原美特翔科技有限公司)。触变剂是一种分散在溶液中以后，通过氢键/分子间作用力等非化学键建立起空间三维网状结构的助剂，其作用是为浆料在存放过程中提供稳定性，由于其空间结构并非化学键所建立，在一定外力作用下，仍然能够回复粘度以保证浆料符合3D喷墨打印要求。其性能要求为：与所选稀释剂具有良好的相容性，能够快速建立三维结构，受力作用后其粘度变化明显。进一步，所述导电浆料还包括0.008-0.025份光引发剂，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(化学符号TPO)。光引发剂为通过吸收一定光波长的能量分解成自由基，然后自由基引发组分中的单体、预聚体、官能团进行聚合反应。这里光引发剂是为了浆料中的树脂在紫外光照下进一步进行交联固化反应。光引发剂要求为：最佳吸收波长在400nm～300nm。进一步，所述导电浆料由如下质量配比的原料组成：光热双重固化树脂1份，稀释剂1.5～4份，银粉0.5～11份，触变剂为0.03-0.09份，光引发剂为0.008-0.025份，优选导电浆料由如下质量配比的原料组成：光热双重固化树脂1份，稀释剂2～3份，银粉2～11份，触变剂为0.02-0.08份，光引发剂为0.006-0.024份。本专利技术提供一种所述导电浆料的制备方法，所述方法为：将各组分按配方量混合，超声分散，搅拌均匀，获得所述导电浆料，优选将光热双重固化树脂加入到稀释剂中，充分搅拌使溶解完全，向溶液中加入银粉，充分搅拌后，超声5分钟，使银粉充分润湿分散，用质量守恒法补充因挥发而损失的稀释剂，搅拌均匀，密封保存，得到产品。如果适当的添加触变剂将有利于浆料的稳定，具体的制作步骤如下：按配方量，将光热双重固化树脂加入到稀释剂中，充分搅拌使其溶解完全，再加入触变剂(必要时可以用机械搅拌效果更好)，充分搅拌至溶液中看不到明显颗粒物，静置形成均一溶胶为止，搅拌均匀，再加入银粉，充分搅拌后，超声5分钟，使银粉充分润湿分散，搅拌均匀，获得导电浆料。如果适当的添加光引发剂将有利于浆料更快的进行光固化，具体的制作步骤如下：按配方量，将光热双重固化树脂加入到稀释剂中，充分搅拌使其溶解完全，然后加入光引发剂，充分搅拌使其溶解完全，再加入触变剂，充分搅拌至溶液中看不到明显颗粒物(必要时可以用机械搅拌效果更好)，静置形成均一溶胶为止，搅拌均匀，再加入银粉，充分搅拌后，超声5分钟，使银粉充分润湿分散，搅拌均匀，获得导电浆料。此外，本专利技术还提供一种所述导电浆料在3D喷墨打印导电元件中的应用。与现有技术相比，本专利技术有益效果主要体现在：本专利技术所述导电浆料选用光热双重固化树脂作为固化基体，可以用热固化来弥补因填料对光散射、折射、吸收而造成的不能深度固化。同时，以稀释剂/触变剂相互调节的办法，使本浆料保证3D喷墨打印喷射要求的同时又具有良好的稳定性。本专利技术采用3D喷墨打印本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电浆料，其特征在于所述导电浆料由如下质量比的原料组成：光热双重固化树脂1份，稀释剂1.5～4份，银粉0.5～11份；所述光热双重固化树脂为含丙烯酸基的树脂；所述稀释剂沸点80℃～180℃、粘度1mPa·s～2mPa·s、表面张力20mN/m～30mN/m，易挥发；所述银粉粒径为0.1～1μm。

【技术特征摘要】
1.一种导电浆料，其特征在于所述导电浆料由如下质量比的原料组成：光热双重固
化树脂1份，稀释剂1.5～4份，银粉0.5～11份；所述光热双重固化树脂为含丙烯酸基的树
脂；所述稀释剂沸点80℃～180℃、粘度1mPa·s～2mPa·s、表面张力20mN/m～30mN/m，
易挥发；所述银粉粒径为0.1～1μm。
2.如权利要求1所述导电浆料，其特征在于所述稀释剂为无水乙醇、丙二醇甲醚醋
酸酯或异丙醇。
3.如权利要求1所述导电浆料，其特征在于所述光热双重固化树脂为环氧丙烯酸树
脂、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或脂肪族环氧树脂。
4.如权利要求1所述导电浆料，其特征在于所述导电浆料还包括0.03-0.09份触变剂，
所述触变剂为触变剂MT6900-20X。
5.如权利要求4所述导电浆料，其特征在于所述导电浆料还包括0.008-0.025份光引
发剂，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
6.如权利要求1-5之一所述导电浆料，其特征在于所述导电浆料由如下质量配比的
原料组成：光热双重固化树脂1份，稀释剂1.5～4份，银粉0.5～11份，触变剂0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：车声雷，俞海燕，乔梁，王立超，诸葛凯，应耀，余靓，李旺昌，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33