一种耐腐蚀碳系导电油墨及其在rfid天线制作中的应用的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种耐腐蚀碳系导电油墨及其在RFID天线制作中的应用。本发明提供的耐腐蚀RFID导电油墨的质量百分比组成为：超导碳黑3wt%～7wt%、导电石墨22wt%～25wt%、树脂液30wt%～35wt%，溶剂35wt%～40wt%、助剂0.2wt～1wt%；本发明还提供一种由上述导电油墨制备的RFID天线的方法，采用丝网印刷的方式分层将碳系导电油墨、绝缘上光油和银浆印制在适当厚度的镀铝PET上，并在印制第一层后用稀碱液腐蚀没有保护油墨的铝箔。本发明采用低成本的碳系导电油墨印制在镀铝PET上，一方面具有良好的耐蚀性、柔韧性，另一方面由此方法印制的标签天线具有性能稳定、高导电性等特点。
【专利说明】—种耐腐蚀碳系导电油墨及其在RFID天线制作中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导电油墨，尤其涉及一种耐腐蚀碳系导电油墨及其在RFID天线制作中的应用。
【背景技术】
[0002]随着物联网产业的兴起，电子标签逐渐进入人们的视野。现代社会电子标签广泛应用于物流与供应链管理、防伪和安全控制、交通、生产管理和控制、识别和食品安全追溯等众多领域，其应用范围已延伸至生活的方方面面。而天线是电子标签的重要组成部分，其印制效果决定了最终的使用性能。更具体地说，耐腐蚀RFID导电油墨及标签天线制作是涉及一种高碳粉含量，高分散均匀、高电导率以及粘度可调，工艺简单的导电油墨混合物及天线的印制流程。
[0003]无线射频识别(RFID)天线是由芯片、天线等多层构成的射频电路。利用不同材料的特性所发挥的不同作用，完成电子标签在产品射频识别上的功能。其中，天线层是电子标签的主要功能层，它是按照射频识别所要求的功能而设计的电子线路，通过将导电银浆或导电碳浆网印在PET上或镀铝PET薄膜上，再与面层、保护层和底层等合成而成。因此，电子标签天线的制印至关重要。
[0004]RFID天线的生产方法主要有蚀刻法、线圈缠绕法和直接印刷法。相对而言，直接印刷法是直接在底基材上印刷油墨来实现的，具有生产效率高、适应性强、成本低、准确性好、无污染等特点，更 加适合RFID天线的大规模推广使用。
[0005]银系导电油墨以其高导电性而广泛地应用在RFID天线的印刷上，但具有以下的不足之处:
(I)在银系导电油墨中，银含量高达45 wt9T74 wt%，而银粉的价格较贵，造成单个RFID天线的成本较高，不利于提高经济效益。
[0006](2)导电油墨的导电机理在于溶剂的挥发和粘结剂的固化收缩，导电填料粒子之间的距离接近到足以与相邻粒子接通或通过电子跃迁形成连续的导电通道或导电网络。而银系导电油墨的固化收缩需要较高的固化温度和较长的固化时间，造成资源浪费。
[0007]为了解决以上问题，亟需一种高导电性,低成本,高稳定性,耐腐蚀的导电油墨及天线的印制方法。
[0008]
【发明内容】
[0009]本发明针对现有技术中存在的缺陷和不足，通过对导电油墨的研制及天线印制的改进，提供一种耐腐蚀、导电性稳定的碳系导电油墨，该油墨的导电填料采用超导碳黑和片状石墨的组合，满足低固含量和高稳定性的特点。并提出一种工艺简单、快速高效、可操作性强且成本低、节能环保的RFID天线的制备方法。
[0010]本发明的目的通过以下技术方案实现:一种碳系导电油墨,包括以下质量百分比的组分:超导碳黑3 wt%~7 wt%，导电石墨22 wt%~25 wt%，载体粘合剂30 wt%~35 wt%，载体溶剂35 wt%~40 ￥七％，助剂0.2
wt% ~I wt%。
[0011]所述的超导碳黑为超导碳黑BP2000，其结构高、比表面积大、表面的极性基团少，用其填充的材料具有较好的导电性；
所述的导电石墨为片状石墨，其独特的结构增加了其与导电碳黑之间的接触面积，极易形成导电网络，增强导电性。
[0012]所述的载体粘合剂为氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂液，具有粘度可调、流动性好、成膜性好、耐磨性好、加工性和表面光泽改善等优点。
[0013]所述的载体溶剂为783慢干水，其具有调节体系粘度、调节干燥速度、溶解树脂粘合剂的作用。
[0014]所述的助剂为分散剂、润湿剂和偶联剂中的一种或几种。
[0015]上述的碳系导电油墨在标签天线印刷中的应用。
[0016]一种由上述碳系导电油墨制作标签天线的方法，包括以下步骤:
(1)将质量百分数为60wt%~65 Wt %的银粉和35 wt%~40 wt%的丝网树脂混匀，形成导电银浆； (2)采用丝网印刷技术将碳系导电油墨印制在镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，然后将镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜浸泡在NaOH溶液中I~3 min ;
(3)采用丝网印刷技术依次将绝缘上光油和导电银浆印制在镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，烘干。
[0017]所述的镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其镀铝层厚度为7μπι~12μπι。
[0018]所述的NaOH溶液的质量百分浓度为5wt%~8wt%。
[0019]本发明的创新点在于:本发明的碳系导电油墨所用的导电填料为3 wt%~7 wt%导电碳黑和22 wt%~25wt%导电石墨，使导电组分均匀的分散在油墨载体粘合剂中，本发明的导电油墨分散性好、导电性好、易于印刷。另外，采用丝网印刷机先将碳系导电油墨印制在镀铝PET薄膜上，然后使用稀碱液腐蚀，这样没有保护油墨的铝箔被腐蚀掉，最后如图1所示印制绝缘油墨和导电银浆。便可得到高稳定性、高导电性的RFID天线。
[0020]本发明具有如下优点和有益效果:
(I)本发明以超导碳黑和片状石墨为填料部分代替高银含量的油墨，节约成本。
[0021](2)本发明配方简单，生产工艺简单，生产效率高，可操作性强，适合大规模生产。
[0022](3)本发明制备的碳系导电油墨原料的成本低，工艺成本低，有害废弃物产生少，能源消耗低，符合“节约能源，绿色生产”的原则。
[0023](4)本发明的创新点在于承印物为镀铝PET薄膜，然后使用稀NaOH溶液腐蚀未印制部分的铝箔，便可得到高导电性、低电阻、高稳定性的RFID天线。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为RFID天线印制说明图；其中:1为碳系导电油墨层，2为绝缘油墨层，3为导电银浆层。【具体实施方式】
[0025]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特点和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0026]一种耐腐蚀RFID碳系导电油墨，其配方为:超导碳黑3 wt%~7 wt%，片状石墨22wt%~25 wt%,载体粘合剂30 wt%~35 wt%,载体溶剂35 wt%~40 wt%,助剂0.2 wt%~
Iwt%。
[0027]实施例1
将以下质量百分数的原料混合加入搅拌机中，搅拌30min使原料混合均匀，再经超声分散得到耐腐蚀RFID碳系导电油墨。
[0028]超导碳黑BP20003 wt% ；
片状石墨25 wt% ；
氯化EVA树脂液40 wt% ；
783慢干水30 wt% ；
润湿剂0.2 wt%。
[0029]实施例2
将以下质量百分数的原料混合加入搅拌机中，搅拌30min使原料混合均匀，再经超声分散得到耐腐蚀RFID碳系导电油墨。
[0030]超导碳黑BP2000 5 wt% ；
片状石墨24 wt% ；
氯化EVA树脂液 40 wt% ；
783慢干水30 wt% ；
分散剂0.2 wt%0
[0031]实施例3
将以下质量百分数的原料混合加入搅拌机中，搅拌30min使原料混合均匀，再经超声分散得到耐腐蚀RFID碳系导电油墨。
[0032]超导碳黑BP2000 7 wt% ；
片状石墨22 wt% ；
氯化EVA树脂液 40 wt% ；
载体溶剂30 wt% ；
偶联剂0.2 wt%。
[0033]实施例4 =RFID天线的印制
1)将以下质量百分比的的银粉和丝网树脂混匀，形成RFID印刷用的导电银浆；
【权利要求】
1.一种碳系导电油墨，其特征在于，包括以下质量百分比的组分:超导碳黑3 wt%~7wt%,导电石墨22 wt%~25 wt%,载体粘合剂30 wt%~35 wt%,载体溶剂35 wt%~40 wt%,助剂 0.2 wt% ~I wt%。
2.根据权利要求1所述的碳系导电油墨，其特征在于:所述的导电石墨为片状石墨。
3.根据权利要求1所述的碳系导电油墨，其特征在于:所述的载体粘合剂为氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂液。
4.根据权利要求1所述的碳系导电油墨，其特征在于:所述的载体溶剂为783慢干水。
5.根据权利要求1所述的碳系导电油墨，其特征在于:所述的助剂为分散剂、润湿剂和偶联剂中的一种或几种。
6.权利要求1飞任何一项所述的碳系导电油墨在标签天线印刷中的应用。
7.—种权利要求1飞任何一项所述的碳系导电油墨制作标签天线的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将质量百分数为60wt%~65 wt %的银粉和35 wt%~40 wt%的丝网树脂混匀，形成导电银浆； (2)采用丝网印刷技术将碳系导电油墨印制在镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，然后将镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜浸泡在NaOH溶液中I~3 min ; (3)采用丝网印刷技术依次将绝缘上光油和导电银浆印制在镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，烘干。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述的镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其镀铝层厚度为7 μ m~12 μ m。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述的NaOH溶液的质量百分浓度为5wt% ~8wt%。
【文档编号】H01Q1/38GK103965697SQ201410221106
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】钱俊, 付吉灿, 周奕华, 马立胜 申请人:武汉大学