水性纳米银喷印导电墨水的制备与应用研究.pdfVIP

摘要 印制电子是指应用印刷的方式，将功能材料印制在基材上，低成本、高效率 地制造电路及电子器件的技术。相比于丝网印刷等方式，喷印技术以其工艺简单、 基材适用性广、定位精确等优势受到广泛关注。导电墨水作为导电图形的基本材 料，是印制电子发展的关键。在纳米金属、导电高分子、碳材料等诸多导电组分 中，纳米银以其优异的导电性和抗氧化能力，体现出更大的应用优势。基于绿色 环保的行业发展趋势，水性墨水具有更广阔的应用前景。因此，开展水性纳米银 喷印导电墨水的研究有着重要的意义。 首先，本文以自制的纳米银溶胶为原料，经离心、洗涤、再分散等操作工艺 得到高纯度的纳米银浓缩水溶胶，添加不同组成原料在超声作用下制备得到不同 配方比例的导电墨水。以墨水的附着力、稳定性、粘度、保湿性、表面张力、起 泡性、印制图形导电性能为调节参数，比较了不同添加组分及其含量对导电墨水 性能的影响。研究结果表明，羧甲基纤维素钠能明显提高导电墨水附着力， Spredox D-260是良好的分散稳定剂，丙三醇有较好的保湿性，Surfynol 465 、 BYK-028分别具有很好地降低墨水体系表面张力和减少泡沫的效果。 其次，本文考察了自制银含量为15wt%的导电墨水在不同类型纸张、塑料薄 膜基材上的印刷适性，同时研究了多种后处理方式对印制图形导电性能的影响。 研究表明，间隙型高光相纸有较好的印刷适性，且印制图形经过压实处理后方块 电阻值降至800mΩ/□。基于PI的优异耐热性，热处理是聚酰亚胺薄膜基印制图形 较好的后处理方式，在350ºC下加热处理30min即可使印制图形的方块电阻值降至 208mΩ/□。 最后，本文对自制导电墨水的应用进行了初步研究，结果表明，以自制的导 电墨水为喷印材料，在印制电路板和无线射频电子标签天线方面有一定的应用前 景。 关键词：纳米银； 水性导电墨水；喷印；后处理 ABSTRACT Printed electronics is a low-cost, high efficiency way to fabricate circuits and electronic devices by printing functional materials on substrates. Compared to the screen printing method, inkjet printing has been paid more attentions because of its ability to precisely deposit materials onto different substrates by one step. As the basic materials of conductive ink, several conductive components were studied including metallic nanoparticles, conductive polymers and carbon materials. Among these, silver nanoparticle gained significant interest in recent years because it has the highest electrical conductivity and strong stability. Meanwhile, more attention has been paid to investigate water-based ink due to the outstanding properties of water. Therefore, it is significant to develop water-based nanosilver conductive ink for inkjet printing. Firstly, the concentrated and relatively pure water-based silver colloid was o