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新型導(dǎo)電油墨的制備工藝解析

福州眾印網(wǎng)    2009/12/3 15:13:26   來(lái)源:福州眾印網(wǎng)


  導(dǎo)電性油墨是指印刷在非導(dǎo)電承印物上,使之具有傳導(dǎo)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(dǎo)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?筛鶕(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(dǎo)電油墨按其結(jié)構(gòu)不同可分為結(jié)構(gòu)型和填充型兩類,目前應(yīng)用于電子行業(yè)的導(dǎo)電油墨主要是復(fù)合型導(dǎo)電油墨,所用的導(dǎo)電填料一般為無(wú)機(jī)填料,如金、銀、銅、鎳、炭黑、石墨、碳纖維等,而連結(jié)料樹(shù)脂通常選用酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等。其中環(huán)氧樹(shù)脂因性能優(yōu)良及原料廉價(jià)易得而在導(dǎo)電聚合物中廣為應(yīng)用,但也存在粘度大、脆性大、彈性小、耐沖擊性差等缺點(diǎn),所以有必要對(duì)其改性增韌。互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)是聚合物改性的新領(lǐng)域,使聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合、共混形成IPN體系,是近年來(lái)研究較多的課題。IPN結(jié)構(gòu)可通過(guò)強(qiáng)迫互容與協(xié)同效應(yīng)使聚氨酯的高彈性與環(huán)氧樹(shù)脂的良好耐熱性與粘接性有機(jī)結(jié)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(guò)端異氰酸酯基與環(huán)氧樹(shù)脂上的仲羥基反應(yīng),在環(huán)氧樹(shù)脂上引入柔韌性的醚鍵,從而改善環(huán)氧樹(shù)脂的韌性,并用改性后的環(huán)氧樹(shù)脂加入導(dǎo)電填料制得導(dǎo)電油墨。

  在其應(yīng)用方面,它可以應(yīng)用在柔性電路和RFID上面。柔性電路是實(shí)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(guān)鍵部件。隨著電子產(chǎn)品與設(shè)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(lái)越大,利用導(dǎo)電油墨或?qū)щ娔ㄟ^(guò)印刷或打印的方式,在柔性絕緣基板上形成導(dǎo)電線路引起了廣泛關(guān)注。通過(guò)檢測(cè)表明改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電油墨有良好的附著力,印制的導(dǎo)電線路抗彎折性達(dá)到10000次,滿足柔性印刷電路的要求。RFID是一種預(yù)期能夠代替條形碼的電子標(biāo)簽,由天線和微型芯片構(gòu)成,但是在推廣過(guò)程中,因其技術(shù)不夠經(jīng)濟(jì)而使發(fā)展受到阻礙,而用新型導(dǎo)電油墨印制的低成本標(biāo)簽天線,低成本封裝技術(shù)將促進(jìn)RFID標(biāo)簽的大規(guī)模生產(chǎn),并成為未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)決定該產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的關(guān)鍵因素之一。我以改性環(huán)氧樹(shù)脂作為連結(jié)料,導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨作為導(dǎo)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(shù)脂基導(dǎo)電油墨,并對(duì)其性能進(jìn)行了研究,將其運(yùn)用到RFID中,天線的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越來(lái)越突出。

  一、連接料及油墨的制備

  1.聚氨酯預(yù)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(shí),待其冷卻后再充氮?dú)獗Wo(hù),保持內(nèi)溫80℃,盡快加入化學(xué)計(jì)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(shí)后停止反應(yīng),即得到端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體,冷卻至室溫待用。用二正丁胺法測(cè)NCO含量為5%。

  2.聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂IPN的合成

  在三口燒瓶中加入環(huán)氧樹(shù)脂,再進(jìn)行攪拌,一邊進(jìn)行攪拌一邊加入乙二醇乙醚醋酸酯(CAC),直至環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解,然后保持內(nèi)溫70℃,加入化學(xué)計(jì)量的聚氨酯預(yù)聚體,環(huán)氧樹(shù)脂:預(yù)聚體二者質(zhì)量比為9:1,反應(yīng)時(shí)間為2h,最后得到聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂IPN。

  3.改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電油墨的制備

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

  二、導(dǎo)電油墨的檢測(cè)

  1.改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電油墨的固化行為

  用PerkinElmerDSC-7型熱分析儀進(jìn)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(dá)TOS-817型搖擺實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電油墨印刷線路的耐彎折性。測(cè)定導(dǎo)電線條長(zhǎng)2.4cm、寬0.9mm、厚3μm,測(cè)5個(gè)平行值,取平均值。實(shí)驗(yàn)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(duì)濕度:80%。

  3.改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)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(dǎo)電線條長(zhǎng)10cm、寬0.9mm、厚3μm,保證粘膠帶長(zhǎng)邊與導(dǎo)電線條方向平行,用高級(jí)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(cè)粘附前后線條電阻變化值,每種導(dǎo)電線條測(cè)5個(gè)平行值,取平均值。

  三、結(jié)論

  以2,4-甲苯二異氰酸酯與聚乙二醇反應(yīng)合成的端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體,將其用于環(huán)氧樹(shù)脂的改性,以改性環(huán)氧樹(shù)脂作為連結(jié)料,導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨作為導(dǎo)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(shù)脂基導(dǎo)電油墨,通過(guò)檢測(cè)表明改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電油墨有良好的附著力,印制的導(dǎo)電線路抗彎折性達(dá)到10000次。



本文關(guān)鍵詞:新型導(dǎo)電油墨的制備工藝解析
本文標(biāo)題:新型導(dǎo)電油墨的制備工藝解析
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