高适应性低温导电银浆的附着力性能研究

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1  引言
随着自动化印刷工艺的发展,对低温导电银浆的性能要求也逐渐提高。该种生产线采用了伺服+激光定位系统,可进行联机工艺组成高效生产线[1][2]。自动化印刷工艺需要广泛使用各种不同的柔性承印基材,这就要求低温导电银浆具备广泛的适应性,例如P E T、P C、P I、I T O等。本文联系本职工作的研究方向,对高适应性低温导电银浆开展研究,并证明其与不同承印基材具有良好的适应性。
2  实验
小型塑料封口机2.1 主要实验材料与设备
片状银粉(平均粒径4~6μm)、球状银粉(平均粒径1~3μm)、纳米棒状银粉、饱和聚酯树脂、聚氨酯、二价酸酯、异佛尔酮、附着力促进剂、增稠剂。
ip调度系统高速分散机、三辊研磨机、万用表、场发射扫描电镜、全自动卷对卷印刷线。
缝隙式排水沟2.2 银浆制备
制备银浆样品100g,称量饱和聚酯树脂3g、聚氨酯树脂10.5g与混合溶剂30g放入80℃烘箱溶解。待溶解完毕,加入片状银粉为40g,球状银粉为10g,纳米棒状银粉4.5g、助剂为1g。其中树脂为,溶剂为二价酸酯与异佛尔酮按照1:1质量的混合物,助剂为增稠剂和附着力促进剂。将上述混合物高速分散搅拌后倒入三辊研磨机后研磨,直到银浆细度小于10μm,使用300目不锈钢网过滤,最后使用真空脱泡机脱泡,完成制样。
2.3 实验方法
将自制银浆样品A使用全自动印刷线印刷在不同承印基材上,烘道固化条件设置在150℃/5min(PET、ITO、PI基材)、100℃/10min(PC基材)。固化后用百格实验测试样品涂层在不同承印基材上的附着力以及方阻、硬度、耐弯折性。随后使用液氮冷却并脆化不同承印基材样片,通过场发射扫描电镜对脆化后导电银浆涂层的截面区域进行表征。
3  结果与讨论
经测试,固化后的导电银浆样品与PET、ITO、PI、PC这四种承印基材的附着力均达到5B,方阻为10.4 mΩ/□/mil,硬度为2H,耐弯折5次(2kg砝码压实0.4mm 宽银线1min,正反记1
公交车线路牌次)。
图1  银浆样品涂层与不同承印基材截面区域SEM图
Fig.1 SEM of cross section area of silver paste sample coating
and different substrate
从实验数据中可以看出,银浆样品在不同承印基材上的附着力性能都达到5B,方阻小、硬度高、耐弯折性好,且银粉含量在54.5%,具备一定的成本竞争力。从图1的扫描电镜图上可以发现,银浆样品涂层与P E T、P C、I T O、P I承印基材的截面贴合度很高。分析原因如下:配方中的导电相由不同形状银粉互相搭配增加接触面积,与此同时还填充了纳米棒状银粉,进一步填充了银浆涂层中的缝隙,增加了附着力性能[3];配方中的树脂粘结相为饱和聚酯树脂和聚氨酯树脂复配,这两种树脂中含有较多能形成氢键的极性基团,表面静电引力和分子间作用力大,所以对不同承印基材会有较好的附着力[4];配方中的溶剂相选用了不同沸程的溶剂复配,能在150℃/5m i n的条件下快速挥发并兼顾印刷时间;配方中添加了氨基硅烷附着力促进剂,能够向涂层与承印基材的界面迁移,与承印基材的表面上形成氢键或缩合成硅氧共价键,这种强固的化学键可以提高导电银浆涂层的粘结强度。
4  结语
功率测量
本文自制高适应性低温导电银浆样品在不同承印基材上进行附着力性能研究,结果表明自制低温导电银浆具备高适应性。这种附着力的优越性是通过配方中的导电相银
象纸
高适应性低温导电银浆的附着力性能研究
江海涵
(核工业第八研究所  上海  201800)
【摘要】高适应性低温导电银浆通过涂层材料的配方设计,选用不同种类银粉片状银粉、球状银粉、纳米银棒搭配作为导电相,复配热塑性饱和聚酯树脂和聚氨酯树脂作为粘结相,搭配不同沸程的有机溶剂、助剂经过高速分散、三辊研磨、过滤、真空脱泡的工艺制成产品。该产品与不同承印基材都有良好的附着力性能,且方阻小、柔韧性好、成本低,可以适应卷对卷自动化印刷工艺。将固化后的银浆涂层冷却脆化,通过场发射扫描电镜对其截面进行表征,进一步证明了高适应性低温导电银浆与不同承印基材具备良好附着力。为实现高适应性低温导电银浆打好基础。
【关键词】 低温导电银浆;附着力
【中图分类号】TN04              【文献标识码】A          【文章编号】1009-5624(2020)04-0026-02
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