导电油墨的制备及性能表征毕业论文Word文档格式.docx

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指导教师

摘要：

本文以硝酸银为前驱体提供银离子、水合联氨为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，采用化学还原法制备了纳米银颗粒，并对产物进行了SEM、XRD、激光粒度分析等方法对产物的性能进行了表征。

在纳米银颗粒制备过程中，探究了反应温度、反应时间对产物性能的影响。

实验结果表明：

以水合联氨为还原剂采用化学还原法可以成功制备出性能优良的纳米级纳米银颗粒。

本文还以实验制备出的纳米银颗粒作为导电填料、以聚氨酯树脂和丙烯酸树脂为连接料、以无水乙醇和乙酸乙酯为溶剂，并加入其他助剂（消泡剂、偶联剂等）制备出导电油墨。

将制备好的导电油墨涂覆于玻璃片上，然后置于不同温度的干燥箱中，确定所制备导电油墨的固化温度为100℃的恒温干燥箱中保存40min，最后再对固化后的油墨进行表征，本论文采用百格法测试附着力，再电阻测试仪测试电阻并计算出电阻率，最后测试制备导电油墨的耐摩擦性。

以聚氨酯树脂和丙烯酸树脂为连接料、以无水乙醇和乙酸乙酯为溶剂最后加入制备的纳米银可以成功的制备出拥有优异的粘附性和耐摩擦性的导电油墨。

关键字：

还原法制备；

纳米银颗粒；

固化温度；

导电油墨；

性能表征

窗体顶端

Preparationandcharacterizationofconductiveink

窗体底端

ABSTRACT：

Abstract:

Thispaperprovidesaprecursorsilvernitrateofsilverions,hydrazinehydrateasareducingagent,PVPasadispersant,preparedbychemicalreductionofsilvernanoparticleslegalsystem,andtheproductwasamethodSEM,XRD,laserparticlesizeanalysisofpropertiesoftheproductswerecharacterized.Inthecourseofthepreparationofsilvernanoparticles,exploresthereactiontemperature,reactiontimeonproductperformance.Theresultsshowthat,thehydrazinehydratecanbesuccessfullypreparedbytheexcellentperformanceofnanoscalesilvernanoparticlesasareducingagentbychemicalreduction.Thisarticlealsopreparedtotestthenanosilverparticlesasaconductivefiller,urethaneresinandacrylicresinasbinder,withethanolandethylacetateasthesolvent,andaddingotheradditives（defoamers,couplingagents,etc.）Preparationofaconductiveink.Thepreparedconductiveinkappliedtotheglasssheetandthenplacedintheovenatdifferenttemperatures,itisdeterminedthatthepreparationofconductiveinkcuringoventemperatureof100℃storedin40min,andfinallycuredaftertheinkwascharacterizedThispaperusescrosshatchadhesiontestmethod,thenresistancetesterresistanceandresistancewascalculatedfromthelasttestpreparationconductiveinkrubresistance.Theresultsshowthat,theurethaneresinandacrylicresinasbinder,withethanolandethylacetateassolventandfinallyaddingnanosilverpreparedcansuccessfullypreparedandhasexcellentadhesionabrasionresistanceconductiveink.

Keywords:

窗体顶端

Reduction,Silvernanoparticles,Curingtemperature,ConductiveInkCharacterization

目录

第1章绪论1

1.1引言1

1.2导电油墨的研究现状1

1.3油墨的分类2

1.4导电油墨组成和分类及导电机理2

1.4.1导电油墨组成简介2

1.4.2导电油墨导电机理3

1.5纳米银的制备方法4

1.6导电油墨的性能要求5

1.7导电油墨的表征手段及原理6

第2章实验部分9

2.1纳米银的制备9

2.1.1实验试剂、仪器选择9

2.1.2纳米银的制备10

2.2制备纳米银温度、时间的探究10

2.3导电油墨的制备11

第3章实验结果及分析14

3.1纳米银实验结果分析14

3.1.1产物XRD分析14

3.1.2产物SEM分析14

3.1.3反应温度对纳米银形貌和粒度的影响15

3.1.4反应时间对纳米银的影响实验结果16

3.2导电油墨的表征18

3.2.1表征原理18

3.2.2表征结果19

结论与展望22

致谢24

参考文献25

第1章绪论

1.1引言

导电油墨可应用于广泛的领域，如RFID智能标签、柔性电路印刷、柔性显示技术等。

然而现在正是一个电子时代蓬勃发展的时代，导电油墨的需求也随之答复增大，NanoMarkets市场调查结果显示：

导电油墨将来的发展将会成为一个非常大的产业，初步估计在2015年达到24亿美元左右。

随着电子产品器件的发展，针对导电油墨的研究，新型导电油墨的开发都是未来研究的热点和方向，纳米材料优异的性能导致纳米导电油墨将成为产品的主流。

如今除了导电性能之外，导电油墨的智能化、多功能化以及高性能化也可能成为以后油墨的发展方向。

除此以外随着人们环保意识的加强，油墨环保性将具有更高的地位和更高的关注，水基油墨拥有优越的环保性极大可能成为导电油墨的主要剂型。

1.2导电油墨的研究现状

1、国内研究现状

在2010年华南理工大学唐宝玲、陈广学等人以水合肼为还原剂，采用液相法并以PVP为保护剂制还原硝酸银溶液，制得导电填料纳米银粒子，并以制得的纳米银混合其他助剂制备出高导电性能、耐摩擦性极好的导电油墨[1]。

2012年电子科技大学杨小健分别制备了碳浆、铜浆还有银浆为导电填料制备出不同性能的导电油墨，并对不同导电填料的导电油墨进行了性能的测试以及表征[2]。

2012年常州大学材料科学与工程学院利用微波辅助还原法制备出用于导电填料的纳米银棒，并对还原过程中的参数条件如表面活性剂、催化剂浓度、先驱体的浓度等进行了研究[3]。

2012年天津大学化学工程与工艺聂小雷等人以柠檬酸银与1,2-二氨基丙烷成功将其分解温度从180℃降低到135℃从而制备的导电油墨可在相对低温条件下固化[4]。

2014年南京航空航天大学材料科学与技术学院综述了纳米粒子在导电油墨中的应用，并指出了导电油墨的研究和发展方向，未来需要满足环保的前提下，多功能化、智能化将是导电油墨的发展趋势[5]。

2、国外研究现状

在这最近几年里，导电油墨的研究有了许多的进展如：

Kodas等人称其已经制备出一系列适合印制电子使用的低粘度导电油墨[6]，Dearden等人报道其用新葵酸银制备出了喷墨打印用的导电油墨[7]，GwentElectronicMaterials公司的商用有机金属导电油墨可以直接印制在玻璃基板或是挠性的PI基板上面，在150℃下烧结1h后可以得到一层导电银薄膜，电阻率为2-3μΩ·

cm，相当于块状银电阻率的1.3-2倍[8]。

也有许多国外的公司一直都致力于开发和研究新型导电油墨材料，并将其成功的应用于印制电子元件。

纳米金属导电填料导电油墨拥有优异的导电性能迅速引起了许多发达国家的关注，如美国、日本、韩国等知名公司和企业的高度关注，迅速投资建立了研发中心以及组织研发团队，重点研制以纳米银、纳米铜以及碳纳米的导电油墨[9]。

根据著名咨询公司NanoMarkets2008年的最新报告结果显示，这些公司包括了韩国ABC纳米技术、InkTec以及日本的几家大型公司如ULVAC、住友电工（SEI）、藤仓化工（FujikuraKasei）、大研化工、哈利玛化工（HarimaChemical）和美国在内的几家公司如：

ANI、Nanodynamics、PchemAssOciates、CimaNanotech、CreativeMaterials、NovaCentrix、FiveStarTechnologies、NanoMas、还有像德国拜耳公司（BayerCorporation）等几十个多家知名企业。

根据NanoMarkets市场调查结果分析得出，导电油墨将来的发展将会成为一个非常大的产业，到2015年采用印刷技术生产的其它产品将达到301亿美元[10]，导电油墨的生产总值将会达到目前的3倍，市场潜力十分巨大。

1.3油墨的分类

油墨按功能进行分类如下：

传统的印刷油墨：

包括在纸质基材、纺织基材上印刷不同颜色的字体、图画等。

镜面油墨：

是一种具有特殊效果的油墨，是通过反面印刷在透明材料上从而在正面获得最佳镜面效果。

导电油墨：

用导电材料（金、银、铜和碳）分散在连结料中制成的糊状油墨，俗称糊剂油墨。

具有一定程度导电性质，可作为印刷导电点或导电线路之用[11]。

磁性油墨：

选用可磁化的材料（如氧化铁黑（Fe3O4）、氧化铁棕（Fe2O3））制成的油墨，在某种底基上印好字码后可用电子阅读装置来判读，如新型的银行支票、信用卡等。

感光油墨：

荧光与磷光油墨。

（荧光油墨：

经光照后即可发光。

磷光油墨：

吸光后一定时间即可将光发射出来）

1.4导电油墨组成和分类及导电机理

1.4.1导电油墨组成简介

油墨是用于印刷的重要材料也是必不可少的材料，它通过印刷将图案、文字以及线路表现在印刷物体上。

油墨中包括主要成分和辅助成分，将主要成分和辅助成分均匀地混合并经一些复杂工艺（搅拌、干燥等）而成一种黏性胶状的流体。

按照油墨的设计配方可以知道，导电油墨由连接料树脂、导电填料（纳米级）、溶剂和助剂这四部分组成，为达到所需的不同性能要求，所以需对各部分使用的材