[发明专利]一种耐高温印刷材料及其应用

说明书

本发明公开了一种耐高温印刷材料，按质量份数计，由10～15份无机连结材料和0.5～6份导电材料混制而成；所述无机连结材料为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、硅酸铝或磷酸二氢铝中的一种或多种的混合；所述石墨粉、石墨烯、碳纳米管、炭黑、氮化钛粉或二氧化钌粉中的一种或多种的混合。本发明耐高温印刷材料可应用于700℃及以上的高温条件，且无机连结材料在高温热处理后可在导电材料表面形成氧化膜进而阻止导电材料的氧化；同时，本发明耐高温印刷材料还具有热膨胀系数小、热稳定性强以及与陶瓷基板热匹配性能好的优点。

技术领域

本发明涉及一种耐高温印刷材料，还涉及上述耐高温印刷材料的应用，属于印刷材料技术领域。

技术背景

自中国发明木刻活字印刷技术至今，印刷方式日新月异，包罗万象。当今最常用的工业印刷方法有：胶印、柔性版印刷与丝网印刷等。在传统的印刷工艺中，油墨由于其具有良好的黏附性与均匀性被广泛应用为印刷材料。传统的有机溶剂型油墨由有机溶剂、颜料、有机连结料、填充剂和辅助剂组成。

随着印刷技术与其它行业技术的交叉渗透，促进了油墨功能化方向的发展，以满足不同领域的应用需要。传统油墨难以满足日益多元化的需求，如印刷技术与电子技术的交叉结合促生了新兴印刷电子技术，这种电子印刷技术需要油墨具有良好的导电性能，从而满足电子元器件工作的需要。印刷技术与超材料制备的结合可以降低超材料的制备成本，扩宽超材料的应用范围。而超材料对于印刷材料具有特殊的要求，如超材料吸波体需要表面电阻膜具有导电性能的同时还需要具有一定的损耗性能，这就要求印刷材料的电阻率在一个特定的范围区间，既能产生谐振又可以吸收电磁波从而实现超材料吸波体。

通过印刷制备超材料已有部分公开，如公开号为CN106427115A和CN106220211A的专利都通过丝网印刷工艺制备了超材料，但他们所使用丝网印刷材料均为二氧化钌基玻璃粉体，二氧化钌的成本极高且颗粒较大，加工精度较差；公开号为CN102718576A的专利通过丝网印刷锰酸锶镧粉与有机溶剂混合液的方式制备了超材料电阻型表面，但其电阻较大且不易调控，制备过程中使用的有机溶剂在高温条件下裂解从而影响性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温印刷材料，该耐高温印刷材料具有良好的耐高温氧化性能，印刷制得的超材料周期电阻型图案与基板热匹配性能好，可在700℃高温下长时间使用，也不会发生图案的脱落与断裂。

本发明还要解决的技术问题是提供上述耐高温印刷材料通过丝网印刷工艺或3D打印工艺制备超材料的应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种耐高温印刷材料，按质量份数计，由10～15份无机连结材料和0.5～6份导电材料混制而成。本发明耐高温印刷材料为悬浮液。

其中，所述无机连结材料为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、硅酸铝或磷酸二氢铝中的一种或多种的混合。无机连结材料的黏度应小于3000CPS，且其固化或烧结后产物耐温大于800℃，在烧结或固化后可形成一层氧化膜保护导电材料。

其中，所述石墨粉、石墨烯、碳纳米管、炭黑、氮化钛粉或二氧化钌粉中的一种或多种的混合。导电材料与无机连结材料具有良好的结合性，导电材料的室温导电率高于10³s/m，熔点高于无机连结材料熔点，从而使印刷材料在高温下使用也不变性。

上述耐高温印刷材料通过丝网印刷工艺制备超材料的应用，将耐高温印刷材料通过丝网印刷工艺打印到基板表面，能够获得具有超材料周期电阻型表面的基板。

将本发明耐高温印刷材料悬浊液通过丝网印刷工艺打印到基板表面，获得具有特定图案的基板；将具有特定图案的基板在烘箱中烘干，得到固化成型的基板；将固化成型的基板在高温下进行热处理。