一種無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水及其制備方法與應(yīng)用，屬于印制電子技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是一種基于射頻原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，已 經(jīng)廣泛應(yīng)用在運(yùn)輸、物流、包裝、綠色食品追溯等領(lǐng)域。但是由于技術(shù)限制，目前RFID標(biāo)簽天 線的制備方法主要有蝕刻法、電鍍法以及導(dǎo)電油墨印刷法。其中，蝕刻法存在成本高、生產(chǎn) 流程復(fù)雜、精度較低及環(huán)境污染等問題；電鍍法的主要缺點(diǎn)是小批量生產(chǎn)成本昂貴，但大批 量生產(chǎn)所需的設(shè)備投資又較高。導(dǎo)電油墨印刷按照印制設(shè)備原理的不同可分為絲網(wǎng)印刷、 凹版印刷、柔性版印刷和噴墨印刷四種方式;其中噴墨印刷是一種非接觸式印刷，可以輕松 實(shí)現(xiàn)可變數(shù)字印刷的印刷方法。與其他的印刷方式相比，噴墨印刷對(duì)承印物的限制非常少， 可以接受更大范圍的彎曲度、粗糙度、厚度表面特性等不同的承印材料，噴墨印刷可以直接 把輸入的圖像打印出來，縮短了印刷時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0003]噴墨印刷制作RFID標(biāo)簽天線的關(guān)鍵在于功能性導(dǎo)電墨水的制備。在功能性材料墨 水研究領(lǐng)域，銀系導(dǎo)電墨水以金屬銀優(yōu)異的導(dǎo)電性，較強(qiáng)的化學(xué)惰性等優(yōu)勢(shì)，獲得了廣泛的 關(guān)注。銀系導(dǎo)電墨水主要分為兩類:顆粒型導(dǎo)電墨水和無顆粒型導(dǎo)電墨水。其中，無顆粒型 導(dǎo)電墨水中不含有納米銀顆粒，燒結(jié)溫度較低，大部分在100°C~200°C之間，可以滿足一般 基材的使用要求。無顆粒型導(dǎo)電墨水的優(yōu)勢(shì)在于可低溫分解并具有較高的導(dǎo)電性能，但其 穩(wěn)定性能(較短的保質(zhì)期和需低溫避光保存）制約了無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的進(jìn)一步商業(yè) 化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水及其制備方 法。本發(fā)明的無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的穩(wěn)定性強(qiáng)、熱處理溫度低，且制備方法簡(jiǎn)單，易于實(shí) 現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水在制備不同種類RFID標(biāo)簽 天線中的應(yīng)用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0007] -種無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水，由以下重量百分比的原料制成：
[0008]金屬銀鹽20-55%，醇胺溶液30-50%，還原劑10-30%，添加劑0.3-0.5%;
[0009]所述金屬銀鹽為硝酸銀、檸檬酸銀、醋酸銀中的至少一種；
[0010] 所述醇胺溶液是由醇類溶劑和胺類溶劑按體積比為1: (0.5-3)混合而成;其中，醇 類溶劑為甲醇或乙醇;胺類溶劑為N，N_二甲基乙醇胺、異丙醇胺、正丁胺、正己胺或異辛胺。 [0011] 所述還原劑為抗壞血酸、甲酸中的至少一種。
[0012]所述添加劑為羥甲基纖維素鈉、可得然膠中的至少一種，用以調(diào)節(jié)墨水的黏度和 穩(wěn)定性。
[0013] 優(yōu)選的，該無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水，由以下重量百分比的原料制成：
[0014] 金屬銀鹽45.6%，醇胺溶液40%，還原劑14%，添加劑0.4%。
[0015] 優(yōu)選的，所述醇胺溶液是由醇類溶劑和胺類溶劑按體積比為1:2混合而成。本發(fā)明 在試驗(yàn)過程中設(shè)計(jì)了多組不同配比的醇胺溶液，結(jié)果發(fā)明采用該體積比的醇胺溶液，金屬 銀鹽在醇胺溶液中的溶解度最大，并絡(luò)合成無顆粒的穩(wěn)定溶液。
[0016] 本發(fā)明還提供該無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的制備方法，步驟如下：
[0017] 將金屬銀鹽置于醇胺溶液中，混合均勻，在攪拌條件下加入還原劑，反應(yīng)5-30min， 再加入添加劑調(diào)節(jié)墨水的黏度和表面張力，過濾，即得到無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水。
[0018] 本發(fā)明的無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的黏度為6-14CP，表面張力為30-60mN/m。墨水具 有較好的微噴射性能，墨水的黏度和表面張力特別適于噴墨打印。
[0019] 該無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水在制備不同種類RFID標(biāo)簽天線中的應(yīng)用也是本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
[0020] 本發(fā)明還提供一種采用該無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水制備RFID標(biāo)簽天線的方法，步驟 如下：
[0021] 將無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水按所需天線的圖形形狀噴射到基底表面，形成RFID標(biāo)簽 天線圖形；然后將制備有天線圖形的基底進(jìn)行后處理，處理溫度為70_140°C，處理時(shí)間為 20-40min〇
[0022] 所述基底為PET薄膜基底或紙質(zhì)基底。
[0023]用于噴射導(dǎo)電墨水的噴嘴的口徑為2_8μπι。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] (1)由于銀對(duì)光敏感且無顆粒銀導(dǎo)電墨水在還原劑存在的情況下，當(dāng)遇光和溫度 較高時(shí)會(huì)使墨水變色分解并有銀顆粒析出，影響導(dǎo)電墨水的穩(wěn)定性;另一方面，導(dǎo)電墨水中 的胺類的絡(luò)合作用并不能明顯降低墨水體系的熱處理溫度，因此在體系中需引入額外的還 原劑，通過還原劑的還原作用來得到單質(zhì)銀，使其在低溫下分解出單質(zhì)銀，降低墨水體系的 熱處理溫度。本發(fā)明通過控制還原劑和添加劑的加入量，使制備的無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水 在具有較好的穩(wěn)定性的同時(shí)，還明顯降低了墨水體系的熱處理溫度。
[0026] (2)本發(fā)明的無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水可以適用于多種打印基材，基底范圍廣泛。
[0027] (3)本發(fā)明的無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水可用于制備不同種類、不同規(guī)格的RFID標(biāo)簽 天線。
[0028] (4)本發(fā)明的無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的制備方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0029]圖1:制備的RFID標(biāo)簽天線(超尚頻天線）的圖；
[0030] 圖2:制備的RFID標(biāo)簽天線(偶極子天線）的圖；
[0031] 圖3:制備的RFID標(biāo)簽天線(無芯片天線）的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本 發(fā)明，并不對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0033]實(shí)施例1:無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的制備 [0034]原料組成為：（按重量百分比計(jì)）
[0035] 醋酸銀45.6 %，甲醇-N，N-二甲基乙醇胺（1:2) 40 %，甲酸14 %，可得然膠0.4 % ;
[0036]制備方法為：按照上述比例稱取原料，將醋酸銀置于甲醇-N，N_二甲基乙醇胺（1: 2)中，超聲振蕩5分鐘，混合均勻，在攪拌條件下加入甲酸，反應(yīng)30min，再加入可得然膠調(diào)節(jié) 墨水的黏度和表面張力，過濾，即得到無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水。其黏度為llcp，表面張力為 40mN/m〇
[0037]實(shí)施例2:無顆粒型銀基導(dǎo)電墨水的制備 [0038]原料組成為：（按重量百分比計(jì)）
[0039] 檸檬酸銀20 %，甲醇-N，N-二甲基乙醇胺（1:2)50 %，抗壞血酸29.5 %，羥甲基纖維