[发明专利]一种无颗粒型银基导电墨水及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种无颗粒型银基导电墨水，由以下重量百分比的原料制成：金属银盐20‑55％，醇胺溶液30‑50％，还原剂10‑30％，添加剂0.3‑0.5％；所述金属银盐为硝酸银、柠檬酸银、醋酸银中的至少一种；所述醇胺溶液是由醇类溶剂和胺类溶剂按体积比为1：(0.5‑3)混合而成；所述还原剂为抗坏血酸、甲酸中的至少一种；所述添加剂为可得然胶、羟甲基纤维素钠中的至少一种。本发明还公开了该导电墨水的制备方法和在制备RFID标签天线中的应用。本发明的导电墨水稳定性强、热处理温度低，且制备方法简单，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种无颗粒型银基导电墨水及其制备方法与应用，属于印制电子技术领域。

背景技术

无线射频识别技术(RFID)是一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术，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，目前RFID标签天线的制备方法主要有蚀刻法、电镀法以及导电油墨印刷法。其中，蚀刻法存在成本高、生产流程复杂、精度较低及环境污染等问题；电镀法的主要缺点是小批量生产成本昂贵，但大批量生产所需的设备投资又较高。导电油墨印刷按照印制设备原理的不同可分为丝网印刷、凹版印刷、柔性版印刷和喷墨印刷四种方式；其中喷墨印刷是一种非接触式印刷，可以轻松实现可变数字印刷的印刷方法。与其他的印刷方式相比，喷墨印刷对承印物的限制非常少，可以接受更大范围的弯曲度、粗糙度、厚度表面特性等不同的承印材料，喷墨印刷可以直接把输入的图像打印出来，缩短了印刷时间，提高了生产效率。

喷墨印刷制作RFID标签天线的关键在于功能性导电墨水的制备。在功能性材料墨水研究领域，银系导电墨水以金属银优异的导电性，较强的化学惰性等优势，获得了广泛的关注。银系导电墨水主要分为两类：颗粒型导电墨水和无颗粒型导电墨水。其中，无颗粒型导电墨水中不含有纳米银颗粒，烧结温度较低，大部分在100℃～200℃之间，可以满足一般基材的使用要求。无颗粒型导电墨水的优势在于可低温分解并具有较高的导电性能，但其稳定性能(较短的保质期和需低温避光保存)制约了无颗粒型银基导电墨水的进一步商业化生产。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种无颗粒型银基导电墨水及其制备方法。本发明的无颗粒型银基导电墨水的稳定性强、热处理温度低，且制备方法简单，易于实现工业化生产。

本发明的另一个目的是提供该无颗粒型银基导电墨水在制备不同种类RFID标签天线中的应用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种无颗粒型银基导电墨水，由以下重量百分比的原料制成：

金属银盐20-55％，醇胺溶液30-50％，还原剂10-30％，添加剂0.3-0.5％；

所述金属银盐为硝酸银、柠檬酸银、醋酸银中的至少一种；

所述醇胺溶液是由醇类溶剂和胺类溶剂按体积比为1：(0.5-3)混合而成；其中，醇类溶剂为甲醇或乙醇；胺类溶剂为N,N-二甲基乙醇胺、异丙醇胺、正丁胺、正己胺或异辛胺。

所述还原剂为抗坏血酸、甲酸中的至少一种。

所述添加剂为羟甲基纤维素钠、可得然胶中的至少一种，用以调节墨水的黏度和稳定性。

优选的，该无颗粒型银基导电墨水，由以下重量百分比的原料制成：

金属银盐45.6％，醇胺溶液40％，还原剂14％，添加剂0.4％。

优选的，所述醇胺溶液是由醇类溶剂和胺类溶剂按体积比为1：2混合而成。本发明在试验过程中设计了多组不同配比的醇胺溶液，结果发明采用该体积比的醇胺溶液，金属银盐在醇胺溶液中的溶解度最大，并络合成无颗粒的稳定溶液。

本发明还提供该无颗粒型银基导电墨水的制备方法，步骤如下：