一种uv导电油墨及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种UV导电油墨及其制备方法。其组成成分的质量份数如下：导电浆20-70份，成膜树脂10-40份，单体10-30份，光引发剂1-10份。导电浆的组成成分的质量份数为导电材料20-50份，预聚物10-30份，单体2-40份，分散剂1-15份。将导电材料、预聚物、单体和分散剂混合，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，使用高速研磨机研磨3小时，研磨速度为1800r/min，使材料充分润湿分散，得到导电浆。将研磨好的导电浆、成膜树脂、单体和光引发剂混合，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的油墨。本发明的有益效果是UV导电油墨的生产过程对环境污染小。
【专利说明】—种UV导电油墨及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油墨【技术领域】，涉及一种UV导电油墨及其制备方法。
【背景技术】
[0002]根据NanoMarkets市场调查公司的分析，导电油墨市场在不久的将来将发展成为一个非常大的产业，到2015年，导电油墨市场总值将会是目前的3倍，达到24亿美元。UV导电油墨是一种功能性油墨，可在UV油墨中加入可导电的载体，使油墨具有导电性。UV导电油墨作为一种绿色环保型功能性油墨，在柔性版印刷中的应用前景受到广泛关注。随着印刷新技术的发展需要，UV柔印导电油墨在印刷电子领域的应用前景越来越好。
[0003]一个好的UV导电油墨配方，要求具有良好的印刷适性，印刷后的墨层具有附着力强、电阻率低、固化温度低、导电性能稳定等特点。而目前已有UV导电油墨在使用过程中存在大量有机溶剂挥发，对环境造成较大污染，同时成本高，电导率也有待于提高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种UV导电油墨。解决了现有的UV导电油墨制作过程中对环境造成较大污染的问题。
[0005]本发明的另一个目的是提供UV导电油墨的制作方法。
[0006]本发明采用的技术方案是UV导电油墨，其组成成分的质量份数如下:导电浆20-70份，成膜树脂10-40份，单体10-30份，光引发剂1-10份。
[0007]进一步，所述导电浆的组成成分的质量份数为导电材料20-50份，预聚物10-30份，单体2-40份，分散剂1-15份。
[0008]进一步，所述导电材料采用相同形状不同粒径的银颗粒、相同粒径不同形状的银颗粒或混合银颗粒的一种或几种混合物。
[0009]进一步，所述成膜树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氯醋树脂的一种或几种混合物。
[0010]进一步，所述预聚物为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氯醋树脂的一种或几种混合物。
[0011]进一步，所述的单体为丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯、己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的一种或几种混合物。
[0012]进一步，所述的分散剂为BYK公司的disperbyk系列的改性丙烯酸盐嵌段共聚物、BASF公司的EFKA系列的烯酸嵌段共聚物，上海三正公司的CH系列的带有锚式基团的超分散剂中的一种或几种混合物。
[0013]进一步，所述的光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环已基-苯基甲酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮的一种或几种混合物。
[0014]上述UV导电油墨的制备方法，按照以下步骤进行:
[0015]步骤1:导电浆的制备:
[0016]将导电材料、预聚物、单体和分散剂混合，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，加入准备好的研磨珠，使用高速研磨机研磨3小时，研磨速度为1800r/min，使材料充分润湿分散，得到导电浆。
[0017]步骤2:油墨的制备:
[0018]将研磨好的导电浆、成膜树脂、单体和光引发剂混合，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的油墨。
[0019]本发明的有益效果是UV导电油墨的生产过程对环境污染小。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明对制备的UV导电油墨实验流程示意图；
[0021]图2为本发明固含量对油墨导电性能影响示意图；
[0022]图3为本发明实验样品电镜图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合【具体实施方式】对本发明进行说明:
[0024]本发明一种UV导电油墨，其组成成分的质量份数如下:导电浆20-70份，成膜树脂10-40份，单体10-30份，光引发剂1-10份；
[0025]其中，导电浆的组成成分的质量份数为导电材料20-50份，预聚物10-30份，单体2-40份，分散剂1-15份。
[0026]本发明中的导电材料采用相同形状不同粒径的银颗粒、相同粒径不同形状的银颗粒和混合银颗粒的一种或几种混合物。
[0027]所述的预聚物和成膜树脂都为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氯醋树脂的一种或几种混合物。
[0028]所述的单体为丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯、己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的一种或几种混合物。
[0029]所述的分散剂为BYK公司的disperbyk系列的改性丙烯酸盐嵌段共聚物、BASF公司的EFKA系列的烯酸嵌段共聚物，上海三正公司的CH系列的带有锚式基团的超分散剂中的一种或几种混合物。
[0030]所述的光引发剂为2，4，6_三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环已基-苯基甲酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮的一种或几种混合物。
[0031]按照上述成分的UV导电油墨的制备方法为:
[0032]UV柔印导电油墨的制备采用分散法。分散法是指利用各种机械通过研磨、粉碎手段将粗大颗粒的粒子变成微粒子，是一种物理方法。
[0033]1、导电浆的制备:
[0034]将导电材料、预聚物、单体和分散剂混合，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，加入准备好的研磨珠，使用高速研磨机研磨3小时，研磨速度为1800r/min，使材料充分润湿分散，得到导电浆。
[0035]2、油墨的制备
[0036]将研磨好的导电浆、成膜树脂、单体和光引发剂混合，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的油墨。
[0037]制备导电油墨，其所需的导电材料对油墨的导电性起着至关重要的作用，对于导电银浆而言，其所用的导电材料粒径越小，分散性越差，因为金属材料粒径越小，金属颗粒越活跃，表面活性越高，“抱团聚集”现象越明显。由于所用导电材料粒径均为纳米级，其颗粒较小，性能较活泼，暴露在空气中极易氧化，并在颗粒表面形成一层高度绝缘的氧化物质。为此，在制备此油墨前，必须先对导电材料进行去除氧化层处理。其次，对于不同形状的导电银颗粒而言，其导电性能存在较大差异，本UV导电油墨采用的导电材料为片状和球状银粉的混合体系，由于片状银粉形状不规则导致接触时存在缝隙，所以填充适量比例的球状导电银颗粒填补缝隙，这样导电银材料的接触更加稳定，接触面积更大，导电性及分散性更好，制备出来的导电油墨的导电性及分散性能更佳，电阻较小且稳定。最后，烧结温度对UV柔印导电油墨的导电性有直接的影响，要得到导电性能较好的UV柔印导电油墨印刷品，烧结温度必须控制在最佳范围内，既保证了 UV柔印导电油墨印刷品的导电性，又确保了 UV柔印导电油墨印刷品的油墨附着性。本发明经研究得出导电浆的烧结温度控制在160-200°C为宜，导电油墨的烧结温度控制在300°C为宜。
[0038]下面列举具体实施例对本发明进行说明，本发明实施例中的配比均为以重量计。
[0039]实施例1:将导电材料30份、预聚物25份、单体40份、分散剂5份混合，其中导电材料选用产品代号为MSP-07的球状银粉，预聚物为聚酯丙烯酸树脂，选自SAT0RMAR公司的CN系列，单体为市售的丙烯酸2—乙基己酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸2—乙基己酯:二缩三丙二醇二丙烯酸酯:新戊二醇二丙烯酸酯=8:4:3 (重量比)，分散剂为带有锚式基团的超分散剂选自上海三正公司的CH系列，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，使用高速研磨机研磨3小时，得到导电浆。将导电浆20份、单体30份、成膜树脂40份、光引发剂10份(包括氢供体)混合，单体为市售的丙烯酸2—乙基己酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸2—乙基己酯:二缩三丙二醇二丙烯酸酯:新戊二醇二丙烯酸酯=8:4:3(重量比)，成膜树脂为超支化的聚酯丙烯酸树脂选自UCB公司的VIAJET系列，光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物，比例为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦:2_羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮=2:1 (重量比)，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的油墨。
[0040]实施例2:将导电材料20份、预聚物30份、单体45份、分散剂5份混合，其中导电材料选用产品代号为MSP-Ol的球状银粉，预聚物为市售的氯醋树脂，单体为市售的丙烯酸
2-乙氧乙氧基乙酯、 己二醇二丙烯酸酯和乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯:己二醇二丙烯酸酯:乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯=10:6:1(重量比)，分散剂为改性丙烯酸盐嵌段共聚物选自BYK公司的byk-9077，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，使用高速研磨机研磨3小时，得到导电浆。将导电浆25份、单体25份、成膜树脂49份、光引发剂1份(包括氢供体)混合，单体为市售的丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯、己二醇二丙烯酸酯和乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯:己二醇二丙烯酸酯:乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯=10:6:1 (重量比)，成膜树脂为超支化的聚酯丙烯酸树脂选自UCB公司的VIAJET系列，光引发剂为1-羟基-环已基-苯基甲酮和苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的混合物，比例为1-羟基-环已基-苯基甲酮:苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦=4:3(重量比)，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的油墨。
[0041]实施例3:将导电材料15份、预聚物30份、单体40份、分散剂15份混合，其中导电材料选用产品代号为SF-05的片状银粉，预聚物为市售的环氧丙烯酸树脂，单体为市售的丙烯酸异冰片酯和新戊二醇二丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸异冰片酯和新戊二醇二丙烯酸酯=5:4(重量比)，分散剂为带有锚式基团的超分散剂选自上海三正公司的CH系列，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，使用高速研磨机研磨3小时，得到导电浆。将导电浆30份、单体25份、成膜树脂38份、光引发剂7份(包括氢供体)混合，单体为市售的丙烯酸异冰片酯和新戊二醇二丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸异冰片酯和新戊二醇二丙烯酸酯=5:4 (重量比)，成膜树脂为聚酯丙烯酸树脂，选自SAT0RMAR公司的CN系列，光引发剂为1-羟基-环已基-苯基甲酮，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的UV导电油墨。
[0042]实施例4:将导电材料15份、预聚物25份、单体55份、分散剂5份混合,其中导电材料选用产品代号为SF-Ol的片状银粉，预聚物为超支化的聚酯丙烯酸树脂选自UCB公司的VIAJET系列， 单体为市售的新戊二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯的混合物，比例为新戊二醇二丙烯酸酯:二缩三丙二醇二丙烯酸酯=8:9(重量比)，分散剂为烯酸嵌段共聚物选自BASF公司的EFKA系列，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，使用高速研磨机研磨3小时，得到导电浆。将导电浆30份、单体30份、成膜树脂30份、光引发剂10份(包括氢供体)混合，单体为市售的新戊二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯的混合物，比例为新戊二醇二丙烯酸酯:二缩三丙二醇二丙烯酸酯=8:9(重量比)，成膜树脂为聚酯丙烯酸树脂，选自SAT0RMAR公司的CN系列，光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮和2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮的混合物，比例为2-异丙基硫杂蒽酮:
2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮=1:3，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的UV导电油墨。
[0043]实施例5:将导电材料15份、预聚物40份、单体40份、分散剂5份混合，其中导电材料选用产品代号为MSP-02H的球状银粉，预聚物为超支化的聚酯丙烯酸树脂选自UCB公司的VIAJET系列，单体为市售的丙烯酸异冰片酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸异冰片酯:二缩丙二醇双丙烯酸酯:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯=5:3:2 (重量比)，分散剂为改性丙烯酸盐嵌段共聚物选自BYK公司的byk-2001，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，使用高速研磨机研磨3小时，得到导电浆。将导电浆20份、单体25份、成膜树脂50份、光引发剂5份(包括氢供体)混合，单体为市售的丙烯酸异冰片酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物，比例为丙烯酸异冰片酯:二缩丙二醇双丙烯酸酯:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯=5:3:2(重量比)，成膜树脂为超支化的聚酯丙烯酸树脂选自UCB公司的VIAJET系列，光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮的混合物，比例为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮=1:1，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的UV导电油墨。
[0044]应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，本领域技术人员对本发明所做的各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围内。
[0045]下面对本发明的UV导电油墨进行实验验证:
[0046]如图1所示为实验的流程示意图；实验材料见表1。
[0047]表1实验材料
[0048]
【权利要求】
1.一种UV导电油墨，其组成成分的质量份数如下:导电浆20-70份，成膜树脂10-40份，单体10-30份，光引发剂1-10份。
2.按照权利要求1所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述导电浆的组成成分的质量份数为导电材料20-50份，预聚物10-30份，单体2-40份，分散剂1_15份。
3.按照权利要求2所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述导电材料采用相同形状不同粒径的银颗粒、相同粒径不同形状的银颗粒或混合银颗粒的一种或几种混合物。
4.按照权利要求1所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述成膜树脂为环氧丙烯酸树月旨、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氯醋树脂的一种或几种混合物。
5.按照权利要求2所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述预聚物为环氧丙烯酸树月旨、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氯醋树脂的一种或几种混合物。
6.按照权利要求1或2所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述的单体为丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯、己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的一种或几种混合物。
7.按照权利要求2所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述的分散剂为BYK公司的disperbyk系列的改性丙烯酸盐嵌段共聚物、BASF公司的EFKA系列的烯酸嵌段共聚物，上海三正公司的CH系列的带有锚式基团的超分散剂中的一种或几种混合物。
8.按照权利要求1所述一种UV导电油墨，其特征在于:所述的光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环已基-苯基甲酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮的一种或几种混合物。
9.按照权利要求1所述一种UV导电油墨的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行: 步骤1:导电浆的制备: 将导电材料、预聚物、单体和分散剂混合，使用搅拌器将混合物搅拌30分钟进行预分散后，加入准备好的研磨珠，使用高速研磨机研磨3小时，研磨速度为1800r/min，使材料充分润湿分散，得到导电浆； 步骤2:油墨的制备: 将研磨好的导电浆、成膜树脂、单体和光引发剂混合，装入器皿中放在HJ-6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，40度恒温搅拌半小时，搅拌均匀后即得所要制备的油墨。
【文档编号】C09D11/52GK104130628SQ201410351189
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】顾灵雅, 贺鹏飞, 刘江浩, 黄蓓青 申请人:北京印刷学院