【CPP114】訊：導電性油墨是指印刷在非導電承印物上，使之具有傳導電流和排除積累靜電荷能力的油墨，一般是印在塑料、玻璃、陶瓷或紙板等非導電承印物上。印刷方式很多，如絲網(wǎng)印刷、凸版印刷、柔性版印刷、凹版印刷和平板印刷等均可采用。可根據(jù)膜厚的要求選用不同的印刷方法，膜厚不同則電阻、阻焊性及耐磨擦性等亦各異。導電油墨按其結構不同可分為結構型和填充型兩類，目前應用于電子行業(yè)的導電油墨主要是復合型導電油墨，所用的導電填料一般為無機填料，如金、銀、銅、鎳、炭黑、石墨、碳纖維等，而連結料樹脂通常選用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等 。其中環(huán)氧樹脂因性能優(yōu)良及原料廉價易得而在導電聚合物中廣為應用，但也存在粘度大、脆性大、彈性小、耐沖擊性差等缺點，所以有必要對其改性增韌 。互穿聚合物網(wǎng)絡（IPN）是聚合物改性的新領域，使聚氨酯和環(huán)氧樹脂復合、共混形成IPN 體系，是近年來研究較多的課題。IPN 結構可通過強迫互容與協(xié)同效應使聚氨酯的高彈性與環(huán)氧樹脂的良好耐熱性與粘接性有機結合在一起，以取得良好的增韌效果。我以端異氰酸酯聚氨酯為增韌劑，通過端異氰酸酯基與環(huán)氧樹脂上的仲羥基反應，在環(huán)氧樹脂上引入柔韌性的醚鍵，從而改善環(huán)氧樹脂的韌性，并用改性后的環(huán)氧樹脂加入導電填料制得導電油墨。

　　在其應用方面，它可以應用在柔性電路和RFID上面。柔性電路是實現(xiàn)電子信息產(chǎn)品多功能化、集成化、小型化和低成本的關鍵部件。隨著電子產(chǎn)品與設備向輕、薄、小、低成本、多功能、高可靠性等方向發(fā)展，柔性電路的用量越來越大，利用導電油墨或導電墨水通過印刷或打印的方式，在柔性絕緣基板上形成導電線路引起了廣泛關注。通過檢測表明改性環(huán)氧樹脂基導電油墨有良好的附著力，印制的導電線路抗彎折性達到10000次，滿足柔性印刷電路的要求。RFID是一種預期能夠代替條形碼的電子標簽，由天線和微型芯片構成，但是在推廣過程中，因其技術不夠經(jīng)濟而使發(fā)展受到阻礙，而用新型導電油墨印制的低成本標簽天線，低成本封裝技術將促進RFID標簽的大規(guī)模生產(chǎn)，并成為未來一段時間內決定該產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的關鍵因素之一。我以改性環(huán)氧樹脂作為連結料，導電炭黑、導電石墨作為導電填料，加上適量的固化劑、溶劑和分散劑，制備了改性環(huán)氧樹脂基導電油墨，并對其性能進行了研究，將其運用到RFID中，天線的優(yōu)勢將會越來越突出。

　　一、連接料及油墨的制備

　　1.聚氨酯預聚體的制備

　　先在三口燒瓶中加入聚乙二醇，再加熱抽真空脫水1小時，待其冷卻后再充氮氣保護，保持內溫80℃，盡快加入化學計量的TDI，TDI和聚乙二醇用量的摩爾量比為1.2：1，攪拌4小時后停止反應，即得到端異氰酸酯聚氨酯預聚體，冷卻至室溫待用。用二正丁胺法測NCO含量為5%。

　　2.聚氨酯改性環(huán)氧樹脂IPN的合成

　　在三口燒瓶中加入環(huán)氧樹脂，再進行攪拌，一邊進行攪拌一邊加入乙二醇乙醚醋酸酯（CAC），直至環(huán)氧樹脂完全溶解，然后保持內溫70 ℃，加入化學計量的聚氨酯預聚體， 環(huán)氧樹脂：預聚體二者質量比為9：1，反應時間為2h ，最后得到聚氨酯改性環(huán)氧樹脂IPN。

　　3.改性環(huán)氧樹脂基導電油墨的制備

　　先將質量比為3：2的導電炭黑和導電石墨混在一起，再加入聚氨酯改性環(huán)氧樹脂IPN （與混合物的質量比為6：25），再加入少量固化劑（聚氨酯樹脂）、溶劑(環(huán)己酮)和分散劑（FA-196）， 在研磨機中研磨30分鐘 ，得到改性環(huán)氧樹脂基導電油墨。

　　二、導電油墨的檢測

　　1.改性環(huán)氧樹脂基導電油墨的固化行為

　　用Perkin ElmerDSC-7型熱分析儀進行差示掃描熱分析（DSC），氣氛為靜態(tài)空氣，升溫固化，DSC的升溫速率為10℃/min，溫度范圍為35～180℃。

　　2.柔性電路板耐彎折性

　　用拓斯達TOS-817型搖擺實驗機測試改性環(huán)氧樹脂基導電油墨印刷線路的耐彎折性。測定導電線條長2.4 cm、寬0.9 mm、厚3μm，測5個平行值，取平均值。實驗參數(shù)如下：搖擺角度：180°；搖擺速度：60次·min-1；搖擺次數(shù)：10000次；溫度：28℃，相對濕度：80％。

　　3.改性環(huán)氧樹脂基導電油墨印刷電路線條附著力

　　將3M600#膠粘帶粘在已固化好的印刷試樣線條上，導電線條長10cm、寬0.9mm、厚3μm，保證粘膠帶長邊與導電線條方向平行，用高級繪圖橡皮用力擦平，放置1分鐘后，用力垂直迅速拉脫膠帶，觀察膠帶及試樣線條是否有膜層拉脫，并測粘附前后線條電阻變化值，每種導電線條測5個平行值，取平均值。　

　　三、結論

　　以2 ，4-甲苯二異氰酸酯與聚乙二醇反應合成的端異氰酸酯聚氨酯預聚體，將其用于環(huán)氧樹脂的改性，以改性環(huán)氧樹脂作為連結料，導電炭黑、導電石墨作為導電填料，加上適量的固化劑、溶劑和分散劑，制備的改性環(huán)氧樹脂基導電油墨，通過檢測表明改性環(huán)氧樹脂基導電油墨有良好的附著力，印制的導電線路抗彎折性達到10000次。


       【點擊查看更多精彩內容】

        相關新聞:

　　RFID電標簽導電油墨銀漿與電子標簽漫談
　　導電油墨在智能標簽上的應用前景
　　美國Methode公司新型低電阻導電油墨