【摘要】：電子印刷具有低成本,環(huán)保,低溫處理及易大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點在各種領(lǐng)域中受到關(guān)注,大規(guī)模應(yīng)用核心問題是導(dǎo)電油墨開發(fā)。具有金屬納米銀顆粒的導(dǎo)電墨水已有相關(guān)研究,但其在保存中納米顆粒易出現(xiàn)冷凝和附聚,同時燒結(jié)溫度較高。石墨烯由于其獨特薄層結(jié)構(gòu),被用來作為載體來制備改性復(fù)合材料,來提高材料的性能。本文利用還原法將納米銀負(fù)載到石墨烯片層上制備納米銀-石墨烯復(fù)合材料,并將其作為導(dǎo)電基料制備出水性UV固化高性能導(dǎo)電油墨。本研究分為三個部分,首先利用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚己內(nèi)酯二元醇(PCL-1000)、2,2-二羥甲基丁酸(DMBA)及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)制備了PUA中間體,然后利用環(huán)氧丙烯酸(EA)對中間體PUA進(jìn)行封端反應(yīng),制備出水性UV樹脂(WPE)。并對制備的樹脂進(jìn)行性能表征,探討了n(NCO)/n(OH)值、PETA、DMBA、EA及光引發(fā)劑用量對WPE乳液及涂膜性能等影響;其次使用AgNO_3作為銀源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為保護劑,水合肼作還原劑在不同條件下制備納米銀粒子。通過研究PVP含量、AgNO_3濃度等條件對納米銀形貌及粒徑影響。同時將AgNO_3和氧化石墨烯(GO)復(fù)合,經(jīng)還原后制備成納米銀-石墨烯分散液(Ag-RGO);最終將Ag-RGO加入到WPE乳液中,制備出水性UV固化納米銀-石墨烯導(dǎo)電油墨,并對制備的導(dǎo)電油墨進(jìn)行性能測試,考察固化時間及復(fù)合材料含量對油墨性能的影響。本研究得出如下結(jié)論:(1)通過傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)對WPE進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,可證明UV樹脂WPE成功制備。透射電鏡(TEM)可知WPE乳液粒徑均一,穩(wěn)定性較好。在對R值進(jìn)行研究時,當(dāng)n(NCO)/n(OH)=1.6,膠膜吸水率低至3.66%,拉伸強度最大達(dá)到26.41 MPa,斷裂伸長最低為189.7%;在對PETA含量研究時,當(dāng)W(C=C)為8.51%時綜合性能最佳。熱失重曲線表明,PETA含量越高,樹脂耐熱性能越好,說明PETA含量增加可以提高熱穩(wěn)定性;在對EA含量進(jìn)行研究時,EA加入量為8%,附著力為0級,硬度為2H,抗沖擊為55 cm;在對光引發(fā)劑含量進(jìn)行研究時,光引發(fā)劑含量為3.75%時,固化速度最快,涂膜具有最佳性能。(2)在納米銀XRD譜圖中出現(xiàn)四個衍射峰,2θ分別為38.06°、44.28°、64.40°和77.60°,制備出的納米銀為面心立方結(jié)構(gòu),符合銀標(biāo)準(zhǔn)譜圖。衍射峰半峰寬較窄且強度高,說明樣品結(jié)晶程度高,未出現(xiàn)雜峰,制備的樣品純度高。根據(jù)Scherrer公式可以計算出晶體的晶粒尺寸在31.9 nm。從Raman圖中可以看出,RGO的G帶從1607 cm~(-1)轉(zhuǎn)移到1600 cm~(-1),同時XRD及UV譜都可證實GO還原為RGO。在TGA圖中可以看出,GO還原成RGO后,分子熱穩(wěn)定性大幅增強,分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;Ag-RGO中,納米銀存在填補石墨烯的空隙,修補結(jié)構(gòu)缺陷,使Ag-RGO的熱穩(wěn)定性繼續(xù)增強,最終熱分解剩余量為75.61 wt%。(3)通過研究固化時間對導(dǎo)電油墨性能影響中可知,光固化時間為15s時,油墨電阻率最低可以達(dá)到7.97×10~(-8)Ω?m,樹脂在引發(fā)劑作用下,完全成膜,此時涂層表現(xiàn)附著力為0級,硬度為H。通過研究導(dǎo)電基料組成對性能影響中可知,隨著油墨導(dǎo)電基料中納米銀-石墨烯比例增大,電阻率出現(xiàn)大幅降低,當(dāng)比例為1:1時,最低為7.2×10~(-8)Ω?m,對附著力和硬度未有太大的影響。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ638
【圖文】：

圖 1-2 HDDA 結(jié)構(gòu)圖Fig. 1-2 structure diagram of HDDA表 1-3 HDDA 參數(shù)Tab. 1-3 parameter of HDDA子量 比重 折射率 閃點 玻璃化轉(zhuǎn)變26.27 1.01 1.456 110℃ 41℃中的反應(yīng)基體，為光固化組分中最重要的部分著力、耐化學(xué)性能等）[25,26]。在固化反應(yīng)中，分性自由基，從而交聯(lián)成膜。目前 UV 固化所用低制備的相關(guān)報道目前較多，同時 PUA 由于其優(yōu)法和溶膠-凝膠法制備了新型水性紫外光固化超A/ SiO2）納米復(fù)合材料。表面張力和接觸角測

陜西科技大學(xué)碩士學(xué)位論文Qiu[33]等利用異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI），聚醚多元醇（NJ-220），DMPA 和甲基丙烯酸羥乙基（HEMA）利用原位聚合法制備紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯（UV-WPUA）低聚物。以不同含量的四乙氧基硅烷（TEOS）和 3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GLYMO）為偶聯(lián)劑，采用溶膠-凝膠法制備了一系列水性 UV-WPUA/SiO低聚物。結(jié)果表明，雜化材料的 SiO2顆粒具有廣泛的分散性，形成良好的界面結(jié)合。Mishra[34]等采用丙酮法從蓖麻油，IPDI，DMPA 和 HEMA 合成了一系列新型水性紫外光固化聚氨酯分散體。將制備的 UV-PUD 與三種不同的單體混合，單體類型對 UV-PU的物理化學(xué)和熱性質(zhì)的影響表明，單體中存在的不飽和基團的數(shù)量對物理化學(xué)，機械和熱性質(zhì)具有顯著影響。3）光引發(fā)劑

層具由導(dǎo)電能力。目前金屬材料（金[52,53]、銀[54-56]、銅[57-61]）、米管[63]）、以及有機高分子[64]（如聚吡咯等）等目前作為導(dǎo)電電油墨的應(yīng)用范圍也逐漸擴大。用稻草提取物作為還原劑，在保護劑氛圍下，還原硝酸銀制分散液，將制備的分散液和 UV 固化單體、溶劑和光引發(fā)劑制備的油墨進(jìn)行噴墨印刷來制成 RFID 天線。在保護劑 PVP 氛圍下，利用還原劑 N2H4·H2O 還原硝酸銀制出一種低溫高導(dǎo)電性導(dǎo)電油墨。120℃下燒結(jié) 10 min 后，備的導(dǎo)電油墨印刷制成 RFID 天線，電阻值為 270 Ω，線寬具有很好的附著力，硬度等其他性能。制備了一種水性 UV 固化樹脂，利用水合肼還原銀氨溶液與液，制備出粒徑 100 nm 的納米銀復(fù)合樹脂體系，經(jīng) UV 固化。簡介

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 詹紅彬;;導(dǎo)電油墨專利技術(shù)綜述[J];網(wǎng)印工業(yè);2018年05期

2 王永秋;;幾款網(wǎng)印導(dǎo)電油墨的技術(shù)創(chuàng)新與分析[J];網(wǎng)印工業(yè);2016年05期

3 王志霞;;RFID導(dǎo)電油墨與印刷天線技術(shù)[J];絲網(wǎng)印刷;2016年10期

4 郝曄;;蓬勃發(fā)展的導(dǎo)電油墨市場[J];印刷技術(shù);2015年01期

5 王艷芳;吳子剛;;銀系導(dǎo)電油墨的制備及性能研究[J];粘接;2015年10期

6 李慶偉;;淺析導(dǎo)電油墨[J];印刷世界;2013年01期

7 梅銘;賴旭倫;何麗萍;許瑞;;鋰離子電池用水基印刷導(dǎo)電油墨的制備[J];電池;2012年03期

8 李慶偉;;淺析導(dǎo)電油墨[J];網(wǎng)印工業(yè);2012年12期

9 劉春格;;導(dǎo)電油墨漫談[J];廣東印刷;2011年02期

10 李瑞;;網(wǎng)印導(dǎo)電油墨的種類及其應(yīng)用[J];絲網(wǎng)印刷;2010年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 屈貞財;劉士偉;魏慶葆;張巖;;水性導(dǎo)電油墨絲網(wǎng)印刷線路性能研究[A];2015第四屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2015年

2 付繼蘭;莫黎昕;李偉偉;李文博;冉軍;樊鑫明;李路海;;水性納米銀噴墨導(dǎo)電油墨的制備及性能研究[A];顏色科學(xué)與技術(shù)——2012第二屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

3 李偉偉;莫黎昕;付繼蘭;李文博;冉軍;樊鑫明;李路海;;印刷電子用水性納米銀凹印導(dǎo)電油墨的制備[A];顏色科學(xué)與技術(shù)——2012第二屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

4 樊鑫明;莫黎昕;李文博;李偉偉;冉軍;付繼蘭;李路海;;樹脂對銅絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電油墨性能的影響[A];顏色科學(xué)與技術(shù)——2012第二屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

5 顧靈雅;王國羽;王丹丹;;UV導(dǎo)電油墨導(dǎo)電性能的研究[A];2013中國食品包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2013年

6 劉蓓;曹從軍;賈禎;;改性丙烯酸酯用量對印刷電子器件紙性能的影響[A];2015第四屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2015年

7 張念椿;劉彬云;王恒義;;全印制電路技術(shù)導(dǎo)電油墨的新型材料納米銅制備[A];低碳技術(shù)與材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會論文集[C];2010年

8 陳艷艷;陳廣學(xué);崔艷艷;楊宇;;紙基樹脂納米銀噴墨導(dǎo)電油墨的制備及其性能研究[A];2015第四屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2015年

9 馬曉旭;魏先福;黃蓓青;閆繼芳;;樹脂對電熱膜用導(dǎo)電油墨性能的影響[A];第十三屆全國包裝工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

10 張興業(yè);張志良;江雷;宋延林;;納米導(dǎo)電油墨及其在噴墨印刷電路板中的應(yīng)用[A];第二屆中國科學(xué)院博士后學(xué)術(shù)年會暨高新技術(shù)前沿與發(fā)展學(xué)術(shù)會議程序冊[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 許衛(wèi)紅;印刷電子導(dǎo)電油墨制備技術(shù)項目通過科技成果鑒定[N];中國包裝報;2011年

2 青島日報、青報網(wǎng)記者;國內(nèi)首條石墨烯導(dǎo)電油墨生產(chǎn)線投產(chǎn)[N];青島日報;2015年

3 旺盛;導(dǎo)電油墨在智能標(biāo)簽上的應(yīng)用前景[N];中國包裝報;2009年

4 林其水;RFID在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用及制印技術(shù)[N];中國包裝報;2006年

5 本報記者 海艷娟　編譯;印刷電子為業(yè)界打開一扇窗[N];中國新聞出版報;2010年

6 陳希榮;RFID印刷方式及其技術(shù)探討[N];中國包裝報;2009年

7 本報記者 左志紅;譜寫印刷業(yè)“綠色”“數(shù)字”改造新篇[N];中國新聞出版報;2012年

8 史記;國外RFID：功能擴大 應(yīng)用拓寬 日漸普及[N];中國包裝報;2007年

9 林其水;RFID標(biāo)簽在農(nóng)產(chǎn)品包裝中的應(yīng)用[N];中國包裝報;2009年

10 王奇;RFID標(biāo)簽成本分析[N];中國包裝報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 李偉;高導(dǎo)電金屬納米結(jié)構(gòu)及其印制電子油墨的制備與應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2014年

2 唐耀;銀納米材料的可控制備與其在印制電子中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉彩鳳;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的RFID標(biāo)簽天線印刷品質(zhì)的優(yōu)化研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 盧金鋒;納米銀線/水性丙烯酸樹脂導(dǎo)電油墨的制備及表征[D];陜西科技大學(xué);2019年

2 趙華登;水性UV固化導(dǎo)電油墨的制備及性能研究[D];陜西科技大學(xué);2019年

3 顧世杰;應(yīng)用IME導(dǎo)電油墨的印刷線路拉伸延展性研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2019年

4 劉谷紅;植物纖維提取物還原納米金屬粒子制備導(dǎo)電油墨的研究[D];華南理工大學(xué);2018年

5 尹燦;柔性電子用納米Ag及添加Cu和Sn復(fù)合導(dǎo)電油墨的制備與性能研究[D];華南理工大學(xué);2018年

6 米婷;UV光固化納米銀導(dǎo)電油墨的生物制備、性能研究及其在RFID領(lǐng)域的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2018年

7 李茜;基于絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電油墨轉(zhuǎn)移率的影響因素研究[D];北京印刷學(xué)院;2019年

8 李楊;C公司導(dǎo)電油墨產(chǎn)品營銷策略研究[D];上海外國語大學(xué);2018年

9 張園;有機酸銀基導(dǎo)電油墨的制備與成膜性能研究[D];天津大學(xué);2014年

10 秦峻;RFID導(dǎo)電油墨的制備與性能研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

本文編號：2805181