导电油墨的制备及性能表征-毕业论文 - 图文

Southwest university of science and technology

本科毕业设计（论文）

导电油墨的制备及性能表征

学院名称 专业名称 学生姓名 学

号

材料科学与工程学院 材料科学与工程

指导教师

I 导电油墨的制备及性能表征

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。实验结果表明：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

II Preparation and characterization of conductive ink

Abstract: This paper provides a precursor silver nitrate of silver ions, hydrazine hydrate as a reducing agent, PVP as a dispersant, prepared by chemical reduction of silver nanoparticles legal system, and the product was a method SEM, XRD, laser particle size analysis of properties of the products were characterized. In the course of the preparation of silver nanoparticles, explores the reaction temperature, reaction time on product performance. The results show that,the hydrazine hydrate can be successfully prepared by the excellent performance of nanoscale silver nanoparticles as a reducing agent by chemical reduction. This article also prepared to test the nano silver particles as a conductive filler, urethane resin and acrylic resin as binder, with ethanol and ethyl acetate as the solvent, and adding other additives (defoamers, coupling agents, etc.) Preparation of a conductive ink. The prepared conductive ink applied to the glass sheet and then placed in the oven at different temperatures, it is determined that the preparation of conductive ink curing oven temperature of 100 ℃ stored in 40min, and finally cured after the ink was characterized This paper uses cross hatch adhesion test method, then resistance tester resistance and resistance was calculated from the last test preparation conductive ink rub resistance. The results show that, the urethane resin and acrylic resin as binder, with ethanol and ethyl acetate as solvent and finally adding nanosilver prepared can successfully prepared and has excellent adhesion abrasion resistance conductive ink.

Key words:Reduction, Silver nanoparticles, Curing temperature, Conductive Ink Characterization

II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 .............................................. 6 1.7导电油墨的表征手段及原理 ........................................ 7 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

西南科技大学本科生毕业论文

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

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