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导电油墨构成与导电性能关系的研究

莫黎昕  
【摘要】: 为了研发适用于胶印、喷墨等高速、高精度印刷方式的新型导电油墨,得到厚度薄、表面电阻低的导电涂层,本论文制备了有机酸银型与导电高分子型两种导电油墨,并对其构成与导电性能的关系进行了研究。 在有机酸银导电油墨研究中,在高分子保护剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)存在的条件下,通过柠檬酸钠与硝酸银反应,合成了柠檬酸银乳液,并用抗坏血酸(Vc)对柠檬酸银乳液进行还原,制得了纳米银胶导电油墨。研究结果表明,当PVP含量为2%,研磨时间为2小时时,得到了纳米级的柠檬酸银乳液。Vc过量一倍,柠檬酸银纳米乳液还原彻底,其粒径分布在10~50nm,无明显团聚现象。通过水浸泡与低温烧结(150℃)对导电涂层进行后处理,均能得到涂层厚度小于3μm,表面电阻小于10Ω/□的低电阻薄导电涂层。对水浸泡前后导电涂层进行FTIR测试及相关研究表明,纳米银颗粒在水作用下的生长以及副产物溶解,使得纳米银膜更加致密的排列,降低了涂层表面电阻。DSC、TG结果表明,纳米银的低熔点特性与有机物的分解,使得导电涂层的表面电阻在烧结过程中大幅降低。 在导电高分子导电油墨研究中,以基于聚乙烯基二氧噻吩(PEDT)的导电高分子水分散液为导电填料,通过二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等二次掺杂剂的加入,水性树脂的筛选,增稠剂对导电油墨黏度的调节以及导电油墨配方的优化,制得了适用于胶印的环保型水性导电油墨。通过在胶印机上的实际印刷,得到了膜层厚度小于3μm,表面电阻低于100KΩ/□的导电涂层。研究发现,DMSO、DMF的加入能够改善导电高分子的分子链状况,使其更加有序、舒展,从而提高导电油墨的导电性能。在树脂含量相对较高的导电油墨体系中,水性增稠剂能够有效的提高导电油墨黏度。印刷样张在室温下能够长时间保存,导电性能不发生变化。


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