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高导电低成本石墨烯导电油墨

来源:新材料在线|

发表时间:2017-03-27

点击:18024

导语

导电油墨(electrically conduc- tive printing ink)是指将导电材料(金、银、铜或碳)分散在连结剂树脂中,根据需要加入相应的助剂制成的糊状油墨,一般是将其印在塑料、玻璃、陶瓷或纸板等非导电承印物上,使之具有传导电流和排除积累静电荷能力。导电油墨主要用于印刷电路、电极、电镀底层、键盘接点、印制电阻等材料。导电性油墨要求的特性有:导电性(抗静电性)、附着力、印刷适性和耐溶剂性等。


背景

目前主流的柔性印刷及制造技术有:柔性铜导线绕制、电镀或压延铜箔、刻蚀、导电油墨印刷这四种技术。铜导线绕制技术在柔软性、耐弯折性和使用的可靠性等性能中表现较差,常用于频率低于13.56MHz的非接触式硬卡中;而电镀或压延铜箔则制造工艺复杂,且原材料成本和设备成本均很高,使得用此方法生产时面临投资大,周期长等一系列问题;至于金属刻蚀制造工艺虽然能制造出精度高,使用性能较好的天线,但是这种方法制造工艺复杂、浪费原材料、腐蚀性的酸液污染性高且不易处理,非未来发展的主要趋势;相比以上三种制造技术而言,导电油墨印刷技术(喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷)不但能达到较好的电学性能,而且标签天线图案灵活,使用可靠性好、污染低、产能大。这一系列优势使得导电油墨印刷这种技术在国内外得到了广泛的应用,具有美好的前景。


现如今导电油墨主要有金系导电墨、银系导电墨、铜系导电墨、碳系导电墨等几类,且均已达到实用化。金系导电油墨拥有金粉化学性质稳定、导电性能好的优势,但价格昂贵,用途仅局限于厚膜集成电路;银系导电墨大量用于柔性线路版的导电印刷,具有导电性能好,应用范围广等优点,但价格昂贵,对温度敏感,电阻值受温度变化,波动较大;铜系导电墨价格价廉,但存在易氧化的缺点,即使可以使用经过防氧化处理的铜粉,在经高温处理后,仍旧会失去防氧化效果。碳系导电墨碳系导电油墨中价格相对低廉,但是导电性能较差,薄层电阻阻值远高于银系导电油墨。


石墨烯导电油墨性能极佳


深圳市鑫成炭素科技有限公司(以下简称:鑫成)致力于石墨烯的研发,生产及石墨烯的工业应用。石墨烯具有高电导率、高强度、高电子迁移率、柔性、渗透粒子通道等优势,鑫成为了使制备的石墨烯导电油墨良好的继承这些优点,石墨烯导电油墨选用由3-5层高导电性石墨烯为主要导电剂,辅以导电炭黑,碳纳米管等导电材料等,导电材料间种类不同,形貌结构不同(石墨烯的片层结构,碳纳米管的棍棒状结构,导电炭黑的类球状结构),因而具有不同的水化膨胀特性以及不同的表面电荷,这样充分利用不同种类的导电材料的分散特性,使其相互促进分散,有效的避免了同种材料间的团聚效应,形成良好的导电网络,印刷后导电材料间存在点接触,线接触,面接触,三种接触方式相辅相成使得导电网络更加完美,展现了良好的协同效应,使石墨烯导电油墨展现出优良的导电性。碳系导电材料又远比金粉、银粉低廉,且容易获取,使得石墨烯导电油墨具有高导电性,低成本的优势,更容易在市场上取得消费者的青睐。


高电导率,低成本:石墨烯导电油墨具有极好的薄层电阻,导电性达到毫欧级,导电性能较普通炭系导电油墨大幅度提升,成本远低于银系导电油墨。


高附着力,曲挠性优良:不需对PET 薄膜做另外的处理,经过丝网印刷在薄膜上固化后,拥有极佳的附着性能,且在经过多次弯折后对方阻影响甚微。


良好的干膜硬度:石墨烯导电油墨在固化完全后具有良好的干膜硬度,能满足大部分使用场合的需求。


良好的触变性,优异的印刷适性:石墨烯导电油墨具有极佳的触变性,可根据搅拌程度来调整印刷时的粘度,无需另外加溶剂进行稀释,且对多种薄膜(如PET、PE、PI等)展现优异的印刷适性,固化后的油墨光滑细腻。


固化条件温和:80℃的固化温度下,在短时间内完成固化。


应用范围广:石墨烯导电油墨凭借其低阻值、高附着力、印刷适性优良的特性可广泛运用于薄膜开关、柔性印刷电路、印刷电阻、导电斑马纸,导电触点保护层。


总结


石墨烯导电油墨是以石墨烯为导电剂、环保型树脂以及溶剂研制而成的具有低阻值、高附着力、良好的干膜硬度等优良性能的新型炭系丝网印刷导电油墨。油墨性能稳定、分散均匀、无沉降、印刷适性优异、固化条件温和,可用于薄膜开关、柔性印刷电路、印刷电阻、导电斑马纸,导电触点保护层。

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