一种用于气敏传感器电极材料的导电印刷油墨制备方法

摘要

本发明属于印制电子领域，具体涉及一种用于气敏传感器电极材料的导电印刷油墨制备方法。其具体步骤为：将改性脲醛树脂与超导碳黑混合，添加重量分数为5 wt%的固化剂以及恰当的活性稀释剂，即可制得用于传感器电极材料的导电印刷油墨。经热固化得到印刷图形，其电阻率在1~5 Ω·m，热分解温度超过250℃，通过扫描电镜观察，可以看到固化后的碳粉颗粒呈现出致密的网状结构。采用本方法制备得到的导电油墨，具有黏度易控制，适用于各类印刷技术，包括但不限于喷墨打印、气溶胶喷射打印等新兴加成法工艺，亦可适用于传统工艺如丝网印刷、凹版印刷等。相比于目前制备化学传感器电极材料的方法，极大的节约了成本。

主权项

一种导电印刷油墨用于气敏传感器电极材料的用途，其特征在于，所述导电印刷油墨制备方法具体步骤如下：将改性脲醛树脂，碳粉与固化剂混合，同时根据油墨印刷工艺要求，加入活性稀释剂调节油墨黏度，即可制得用于传感器电极材料的导电印刷油墨，其中，碳粉的重量分数为3.5~25 wt%，固化剂的重量分数为5 wt%，活性稀释剂的重量分数为15‑20wt%，其余为改性脲醛树脂，其总重量分数满足100%；所述改性脲醛树脂为采用1.5wt%聚乙烯醇与4wt%三聚氰胺为改性剂改性的脲醛树脂，具体步骤如下：(1)加入尿素总量1.5%重量比的聚乙烯醇，聚乙烯醇采用沸水预活化，并使用1%氢氧化钠溶液调节pH=8~9，使聚乙烯醇结构单元间形成的氢键被破坏，提高其反应活性；(2)将甲醛与第一批尿素加入到三口瓶中进行反应，控制醛脲比F/U为2，用1%氢氧化钠溶液将pH值调节在7~8之间，45℃下反应5~8 min，随后加入步骤(1)所得预活化的PVA，逐渐升温至75℃反应30 min；然后降温至70℃，加入第二批尿素使得F/U为1.5，用1% NaOH溶液调节体系pH值为5~6；停止加热继续反应30分钟后，用1%氢氧化钠溶液调节pH值在7~8，加入第三批尿素与尿素总重量4%的三聚氰胺使得F/U为1.4，反应30分钟，迅速将体系冷却至40℃以下，出料，即得改性脲醛树脂；所述碳粉为超导炭黑，粒径为10~20nm，电阻率为0.8‑1.0 Ω·m，灰分含量不超过1.5%，不允许含有粗粒粉，其余指标满足GB/T3782‑2006标准；所述活性稀释剂为低固含量的脲醛树脂，其固化量不超过20%，黏度不超过20 mpa.s；所述低固含量的脲醛树脂的制备方法为三次投料法，将甲醛与第一批尿素加入三口瓶中进行反应，使得F/U为2，用1%氢氧化钠溶液将pH值调节在7~8之间，45℃下反应5~8 min，随后逐渐升温至75℃反应30 min；降温至70℃，加入第二批尿素使得F/U1.5，用10%氯化铵溶液调节体系pH值在5~6，停止加热继续反应30分钟后，用1%氢氧化钠溶液调节pH值在7~8，加入第三批尿素使得F/U为1.4，反应30分钟，迅速将体系冷却至40℃以下，出料，即得低固含量的脲醛树脂；所述导电油墨采用气凝胶喷射打印，控制旋转黏度为10~3000mpa.s，或者采用采用喷墨打印，控制旋转黏度为10~80 mpa.s；所得固化图形其电阻率在1~5 Ω·m，热分解温度超过250℃，通过扫描电镜观察，看到固化后的碳粉颗粒呈现出致密的网状结构。