新型导电油墨的制备工艺解析

    在其应用方面，它可以应用在柔性电路和RFID上面。柔性电路是实现电子信息产品多功能化、集成化、小型化和低成本的关键部件。随着电子产品与设备向轻、薄、小、低成本、多功能、高可靠性等方向发展，柔性电路的用量越来越大，利用导电油墨或导电墨水通过印刷或打印的方式，在柔性绝缘基板上形成导电线路引起了广泛关注。通过检测表明改性环氧树脂基导电油墨有良好的附着力，印制的导电线路抗弯折性达到10000次，满足柔性印刷电路的要求。RFID是一种预期能够代替条形码的电子标签，由天线和微型芯片构成，但是在推广过程中，因其技术不够经济而使发展受到阻碍，而用新型导电油墨印制的低成本标签天线，低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产，并成为未来一段时间内决定该产业发展速度的关键因素之一。我以改性环氧树脂作为连结料，导电炭黑、导电石墨作为导电填料，加上适量的固化剂、溶剂和分散剂，制备了改性环氧树脂基导电油墨，并对其性能进行了研究，将其运用到RFID中，天线的优势将会越来越突出。

    一、连接料及油墨的制备

    1.聚氨酯预聚体的制备

    先在三口烧瓶中加入聚乙二醇，再加热抽真空脱水1小时，待其冷却后再充氮气保护，保持内温80℃，尽快加入化学计量的TDI，TDI和聚乙二醇用量的摩尔量比为1.2：1，搅拌4小时后停止反应，即得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体，冷却至室温待用。用二正丁胺法测NCO含量为5%。

    2.聚氨酯改性环氧树脂IPN的合成

    在三口烧瓶中加入环氧树脂，再进行搅拌，一边进行搅拌一边加入乙二醇乙醚醋酸（CAC），直至环氧树脂完全溶解，然后保持内温70℃，加入化学计量的聚氨酯预聚体，环氧树脂：预聚体二者质量比为9：1，反应时间为2h，最后得到聚氨酯改性环氧树脂IPN。

    3.改性环氧树脂基导电油墨的制备

    先将质量比为3：2的导电炭黑和导电石墨混在一起，再加入聚氨酯改性环氧树脂IPN（与混合物的质量比为6：25），再加入少量固化剂（聚氨酯树脂）、溶剂(环己酮)和分散剂（FA-196），在研磨机中研磨30分钟，得到改性环氧树脂基导电油墨。

    二、导电油墨的检测

    1.改性环氧树脂基导电油墨的固化行为

    用PerkinElmerDSC-7型热分析仪进行差示扫描热分析（DSC），气氛为静态空气，升温固化，DSC的升温速率为10℃/min，温度范围为35～180℃。

    2.柔性电路板耐弯折性

    用拓斯达TOS-817型摇摆实验机测试改性环氧树脂基导电油墨印刷线路的耐弯折性。测定导电线条长2.4cm、宽0.9mm、厚3μm，测5个平行值，取平均值。实验参数如下：摇摆角度：180°；摇摆速度：60次?min-1；摇摆次数：10000次；温度：28℃，相对湿度：80％。

    3.改性环氧树脂基导电油墨印刷电路线条附着力

    将3M600#胶粘带粘在已固化好的印刷试样线条上，导电线条长10cm、宽0.9mm、厚3μm，保证粘胶带长边与导电线条方向平行，用高级绘图橡皮用力擦平，放置1分钟后，用力垂直迅速拉脱胶带，观察胶带及试样线条是否有膜层拉脱，并测粘附前后线条电阻变化值，每种导电线条测5个平行值，取平均值。

    三、结论

    以2，4-甲苯二异氰酸酯与聚乙二醇反应合成的端异氰酸酯聚氨酯预聚体，将其用于环氧树脂的改性，以改性环氧树脂作为连结料，导电炭黑、导电石墨作为导电填料，加上适量的固化剂、溶剂和分散剂，制备的改性环氧树脂基导电油墨，通过检测表明改性环氧树脂基电油墨有良好的附着力，印制的导电线路抗弯折性达到10000次。

来源：RFID世界网