【CPP114】訊：導電性油墨是指印刷在非導電承印物上，使之具有傳導電流和排除積累靜電荷能力的油墨，一般是印在塑料、玻璃、陶瓷或紙板等非導電承印物上。印刷方式很多，如絲網印刷、凸版印刷、柔性版印刷、凹版印刷和平板印刷等均可采用。可根據膜厚的要求選用不同的印刷方法，膜厚不同則電阻、阻焊性及耐磨擦性等亦各異。導電油墨按其結構不同可分為結構型和填充型兩類，目前應用于電子行業的導電油墨主要是復合型導電油墨，所用的導電填料一般為無機填料，如金、銀、銅、鎳、炭黑、石墨、碳纖維等，而連結料樹脂通常選用酚醛樹脂、環氧樹脂、聚氨酯等。

　　其中環氧樹脂因性能優良及原料廉價易得而在導電聚合物中廣為應用，但也存在粘度大、脆性大、彈性小、耐沖擊性差等缺點，所以有必要對其改性增韌。互穿聚合物網絡（IPN）是聚合物改性的新領域，使聚氨酯和環氧樹脂復合、共混形成IPN體系，是近年來研究較多的課題。IPN結構可通過強迫互容與協同效應使聚氨酯的高彈性與環氧樹脂的良好耐熱性與粘接性有機結合在一起，以取得良好的增韌效果。我以端異氰酸酯聚氨酯為增韌劑，通過端異氰酸酯基與環氧樹脂上的仲羥基反應，在環氧樹脂上引入柔韌性的醚鍵，從而改善環氧樹脂的韌性，并用改性后的環氧樹脂加入導電填料制得導電油墨。

　　在其應用方面，它可以應用在柔性電路和RFID上面。柔性電路是實現電子信息產品多功能化、集成化、小型化和低成本的關鍵部件。隨著電子產品與設備向輕、薄、小、低成本、多功能、高可靠性等方向發展，柔性電路的用量越來越大，利用導電油墨或導電墨水通過印刷或打印的方式，在柔性絕緣基板上形成導電線路引起了廣泛關注。通過檢測表明改性環氧樹脂基導電油墨有良好的附著力，印制的導電線路抗彎折性達到10000次，滿足柔性印刷電路的要求。

　　RFID是一種預期能夠代替條形碼的電子標簽，由天線和微型芯片構成，但是在推廣過程中，因其技術不夠經濟而使發展受到阻礙，而用新型導電油墨印制的低成本標簽天線，低成本封裝技術將促進RFID標簽的大規模生產，并成為未來一段時間內決定該產業發展速度的關鍵因素之一。我以改性環氧樹脂作為連結料，導電炭黑、導電石墨作為導電填料，加上適量的固化劑、溶劑和分散劑，制備了改性環氧樹脂基導電油墨，并對其性能進行了研究，將其運用到RFID中，天線的優勢將會越來越突出。

　　一、連接料及油墨的制備。1.聚氨酯預聚體的制備，先在三口燒瓶中加入聚乙二醇，再加熱抽真空脫水1小時，待其冷卻后再充氮氣保護，保持內溫80℃，盡快加入化學計量的TDI，TDI和聚乙二醇用量的摩爾量比為1.2：1，攪拌4小時后停止反應，即得到端異氰酸酯聚氨酯預聚體，冷卻至室溫待用。用二正丁胺法測NCO含量為5%。

　　聚氨酯改性環氧樹脂IPN的合成，在三口燒瓶中加入環氧樹脂，再進行攪拌，一邊進行攪拌一邊加入乙二醇乙醚醋酸酯（CAC），直至環氧樹脂完全溶解，然后保持內溫70℃，加入化學計量的聚氨酯預聚體，環氧樹脂：預聚體二者質量比為9：1，反應時間為2h，最后得到聚氨酯改性環氧樹脂IPN。

　　改性環氧樹脂基導電油墨的制備，先將質量比為3：2的導電炭黑和導電石墨混在一起，再加入聚氨酯改性環氧樹脂IPN（與混合物的質量比為6：25），再加入少量固化劑（聚氨酯樹脂）、溶劑(環己酮)和分散劑（FA-196），在研磨機中研磨30分鐘，得到改性環氧樹脂基導電油墨。

　　二、導電油墨的檢測。1.改性環氧樹脂基導電油墨的固化行為，用PerkinElmerDSC-7型熱分析儀進行差示掃描熱分析（DSC），氣氛為靜態空氣，升溫固化，DSC的升溫速率為10℃/min，溫度范圍為35～180℃。2.柔性電路板耐彎折性，用拓斯達TOS-817型搖擺實驗機測試改性環氧樹脂基導電油墨印刷線路的耐彎折性。測定導電線條長2.4cm、寬0.9mm、厚3μm，測5個平行值，取平均值。實驗參數如下：搖擺角度：180°；搖擺速度：60次·min-1；搖擺次數：10000次；溫度：28℃，相對濕度：80％。

　　改性環氧樹脂基導電油墨印刷電路線條附著力，將3M600#膠粘帶粘在已固化好的印刷試樣線條上，導電線條長10cm、寬0.9mm、厚3μm，保證粘膠帶長邊與導電線條方向平行，用高級繪圖橡皮用力擦平，放置1分鐘后，用力垂直迅速拉脫膠帶，觀察膠帶及試樣線條是否有膜層拉脫，并測粘附前后線條電阻變化值，每種導電線條測5個平行值，取平均值。

　　三、結論。以2，4-甲苯二異氰酸酯與聚乙二醇反應合成的端異氰酸酯聚氨酯預聚體，將其用于環氧樹脂的改性，以改性環氧樹脂作為連結料，導電炭黑、導電石墨作為導電填料，加上適量的固化劑、溶劑和分散劑，制備的改性環氧樹脂基導電油墨，通過檢測表明改性環氧樹脂基導電油墨有良好的附著力，印制的導電線路抗彎折性達到10000次。

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