[发明专利]一种含有无机导电盐的水性导电油墨及其制备方法

说明书

本发明旨在提供一种含有无机导电盐的水性导电油墨及其制备方法。按质量百分比计算，所述导电油墨包括镍酸镧45～50%、多壁碳纳米管3～5%、六亚甲基二异氰酸酯8～10%、聚乙二醇‑2000 3～5%、二羟基甲基丙酸1～3%、N‑甲基吡咯烷酮2～4%、1,6‑己二醇0.3～3%、三乙胺1～3%、去离子水12～22%、二月桂酸丁基锡0.1～1%、丙酮1～2%、乙二醇3～5%、乙醇胺1～2%、聚乙二醇‑200 1～2%、聚丙烯酰胺1～2%、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1～2%和聚乙烯醇5%，组分总和为100%；上述油墨采用无机盐做导电物质，其制备方法简单，成本低，产物环保。本发明可应用于印制材料领域。

技术领域

本发明涉及印制材料领域，尤其涉及一种含有无机导电盐的水性导电油墨及其制备方法。

背景技术

随着电子工业的发展，电子技术与印刷技术的结合越来越紧密，对导电油墨的需求也越来越大。导电油墨是在油墨配方中添加了具有导电性能的金属或者非金属材料作为导电填料，从而使油墨具有一定导电能力的功能性油墨。导电油墨在薄膜开关、加热元件、太阳能电池、集成电路等方面都有一定应用，但是目前应用的导电油墨大都是溶剂型的，溶剂型油墨存在有机挥发物质(VOC)排放的问题。把导电油墨作为基本原料，采用喷墨打印技术，在所需要的基材上可以直接印制形成导电线路。采用喷墨打印可大大减少生产工序，从而节省原料、减小成本；同时因为线路可以直接形成避免了蚀刻，使生产工艺具有更强的灵活性同时极大减少了环境污染。导电油墨主体是由填料粉末与高聚物复合制出，但是由于导电高聚物的研制、油墨中需要掺杂何种助剂等难点，所以目前发展仍然存在阻碍。在目前公开的资料中：（1）公开号为CN103965695A的中国发明专利中，含有微纳复合金属填料的导电油墨，采用微纳复合技术，实现了微米级与纳米级金属颗粒间的紧密堆积，增大金属颗粒间的接触面积，提高了印刷电路的传导性能和载流能力；（2）公开号为CN106928773A的中国发明专利中，以石墨烯1～30重量份、多壁碳纳米管0.1～15重量份、导电炭黑0～7.5重量份、混合溶剂290～320重量份、表面活性剂0.2～10重量份和粘结剂0.2～15重量份用于喷墨打印的石墨烯复合导电墨水及其制备方法。但是其制备困难，油墨稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种导电性能优良、成本低、环保型的含有无机导电盐的水性导电油墨。

本发明还提供了上述导电油墨的制备方法，该方法工艺简单，成本低。

本发明所述含有无机导电盐的水性导电油墨所采用的技术方案是，按质量百分比计算，所述导电油墨包括以下组分：

镍酸镧45～50%、多壁碳纳米管3～5%、六亚甲基二异氰酸酯8～10%、聚乙二醇-2000 3～5%、二羟基甲基丙酸1～3%、N-甲基吡咯烷酮2～4%、1,6-己二醇0.3～3%、三乙胺1～3%、去离子水12～22%、二月桂酸丁基锡0.1～1%、丙酮1～2%、乙二醇3～5%、乙醇胺1～2%、聚乙二醇-200 1～2%、聚丙烯酰胺1～2%、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1～2%和聚乙烯醇5%，组分总和为100%。

上述含有无机导电盐的水性导电油墨的制备方法所采用的技术方案是，该方法包括以下步骤：

（1）按比例称取各组分；

（2）将多壁碳纳米管和镍酸镧加入乙二醇中，超声分散30min，得到混合物A；

（3）将六亚甲基二异氰酸酯和聚乙二醇-2000加入烧瓶中，85°C水浴加热2h，再加入二月桂酸丁基锡反应30min；降温至60°C快速加入N-甲基吡咯烷酮和二羟基甲基丙酸混合物，反应10min，再升温至85°C反应2h，最后降温至35°C；

（4）将1,6-己二醇和丙酮以及混合物A混合均匀，缓慢加入步骤（3）的反应体系中，高速搅拌1h，将溶于去离子水的三乙胺在高速搅拌下加入反应体系，然后加入剩余的去离子水乳化30min，反应完成后减压蒸馏出丙酮，得到水性聚氨酯分散体；