阅读说明：本技术 导电银浆及其制备方法和金属网格导电膜 (Conductive silver paste, preparation method thereof and metal grid conductive film ) 是由 邢延军 陈洋 陈艳敏 赵刚 郎嘉良 于 2019-01-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及触摸屏制造技术领域,公开了一种导电银浆及其制备方法和金属网格导电膜。所述导电银浆由液体环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、纳米银粉和助剂组成,其中,所述液体环氧树脂的含量为6-10重量份,所述活性稀释剂的含量为1-4重量份,所述固化剂的含量为0.2-1重量份,所述纳米银粉的含量为60-90重量份,所述助剂的含量为0.5-2重量份。本发明所述的导电银浆无溶剂添加,在固化阶段不会发生溶剂的挥发,使得通过所述的导电银浆制备的金属网格导电膜填充量高且导电性能好,特别适合用于制作柔性触控面板。(The invention relates to the technical field of touch screen manufacturing, and discloses a conductive silver paste, a preparation method thereof and a metal grid conductive film. The conductive silver paste is composed of 6-10 parts by weight of liquid epoxy resin, 1-4 parts by weight of reactive diluent, 0.2-1 part by weight of curing agent, 60-90 parts by weight of nano silver powder and 0.5-2 parts by weight of auxiliary agent. The conductive silver paste disclosed by the invention is free of solvent addition, and solvent volatilization cannot occur in a curing stage, so that the metal grid conductive film prepared from the conductive silver paste is high in filling amount and good in conductivity, and is particularly suitable for manufacturing a flexible touch panel.)

导电银浆及其制备方法和金属网格导电膜

技术领域

本发明涉及触摸屏制造技术领域，具体涉及一种导电银浆及其制备方法和金属网格导电膜。

背景技术

随着科技的发展，人们对可穿戴设备、智能家居等产品的需求迅速增加，柔性触控面板作为可穿戴设备的重要组成部分，其开发及应用也受到了研究者广泛关注。柔性触控面板的制备材料主要有纳米银线导电膜、金属网格导电膜、纳米碳管以及石墨烯导电膜等。其中，纳米碳管和石墨烯导电膜的制备方法仍处于研发阶段，工业化量产技术尚未完善。因此纳米银线导电膜和金属网格导电膜是目前最常用的制备柔性触控面板的材料。金属网格导电膜具有阻值低、响应速度快、可挠性好等优点，因此特别适用于制作中大尺寸柔性触控面板。

目前，制作金属网格导电膜的方法有金属膜光刻法、纳米金属油墨印刷法、纳米金属油墨自组装法、微纳米压印-填充法、银盐乳剂显影法等。金属膜光刻法先通过溅镀工艺或金属箔贴合在透明基板上形成一层金属膜，然后通过光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻和剥膜等步骤获得精细的金属网格，该方法步骤繁多、金属材料浪费严重、成本较高、环境污染大；纳米金属油墨印刷法通过喷墨印刷、气溶胶喷印或凹版印刷等方法在透明基板上印刷纳米金属油墨并烧结，这种方法最大程度地减少材料的浪费，但该方法对油墨的稳定性要求很高，获得线宽小于30微米的金属网格较困难；纳米金属油墨自组装法原理是将纳米金属油墨涂布至基板上，利用溶液和基板之间的亲水性/疏水性相互作用而自组装形成不规则形状的金属网格，这种金属网格有利于消除摩尔纹，但图案形状的控制存在困难，如要在触摸屏上应用，则仍需对金属网格进行激光蚀刻或化学蚀刻实现图案化；微纳米压印-填充法借助压印模具在软性基板上压印出沟槽网络图案，再通过精密涂布将纳米金属油墨填充至沟槽网络中，最后固化成金属网格，该方法可改善金属网格易划伤、与基板附着力不强的问题，但将纳米金属油墨精确填充至沟槽中确保不断线并清除干净沟槽外的残余纳米金属油墨存在较大困难；银盐乳剂显影法应用卤化银盐胶片，经曝光、显影和定影形成银金属网格图案，该方法网格图案设计灵活、成本较低，但工艺仍较为复杂。

而导电银浆的制备直接影响到金属网格导电膜的性能。在金属网格导电膜制作过程中，传统的导电银浆在固化阶段，由于溶剂的挥发，导致银浆的填充高度小于沟槽的深度，成膜以后降低金属网格导电膜的导电性能。因此，需多次填充以提高导电银浆在沟槽中的填充量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的导电银浆在固化阶段，由于溶剂的挥发，导致导电银浆的填充高度小于沟槽的深度，成膜以后降低金属网格导电膜的导电性能等不足，提供一种导电银浆及其制备方法和金属网格导电膜。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种导电银浆，该导电银浆由液体环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、纳米银粉和助剂组成，其中，所述液体环氧树脂的含量为6-10重量份，所述活性稀释剂的含量为1-4重量份，所述固化剂的含量为0.2-1重量份，所述纳米银粉的含量为60-90重量份，所述助剂的含量为0.5-2重量份。

优选地，所述液体环氧树脂为REF170、DER331和RE1833中的至少一种。

优选地，所述活性稀释剂为单缩水甘油醚、二缩水甘油醚和多缩水甘油醚中的至少一种。

优选地，所述固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂和咪唑类固化剂中的至少一种。

优选地，所述助剂为消泡剂、流平剂和润湿剂中的至少一种。

优选地，所述纳米银粉的粒径为50-300nm。

本发明还提供了一种制备上述导电银浆的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将液体环氧树脂与活性稀释剂搅拌混合，制得粘结料；

(2)将所述粘结料与助剂搅拌混合，制得载体；

(3)将纳米银粉与所述载体搅拌混合，并将所得混合料研磨。

优选地，步骤(1)的具体操作过程为：将液体环氧树脂与活性稀释剂混合后，进行机械搅拌，搅拌速度控制在300-1500r/min，温度控制在30-50℃，待树脂与活性稀释剂混合均匀后，停止加热，待混合液体温度降至30℃以下时停止搅拌。

优选地，步骤(2)的具体操作过程为：将消泡剂、流平剂、固化剂依次加入制备好的粘结料中，搅拌分散10-30min。

优选地，步骤(3)的具体操作过程为：将纳米银粉加入制备好的载体中，进行机械分散搅拌，搅拌速度为300-1500r/min，搅拌时间为0.5-2h，搅拌结束后，采用三辊研磨机对分散好的浆料进行研磨。

优选地，所述研磨的过程包括：将三辊研磨机的辊筒间距调整为5μm-10μm，研磨二遍；然后将三辊研磨机的辊筒间距调整为3μm-5μm，再次研磨，研磨三遍；最后将三辊研磨机的辊筒间距调整为1μm-3μm，研磨三遍。

本发明还提供了由上述方法制备的导电银浆。

本发明还提供了一种金属网格导电膜，该金属网格导电膜包括金属网格以及填充在所述金属网格的凹槽内的导电银浆，所述导电银浆为上述方法制备的导电银浆；

优选地，所述导电银浆的填充量为96-99％。

优选地，所述金属网格导电膜的方阻为20-200mΩ/□。

按照本发明所述的导电银浆的制备方法，无需添加溶剂，使得制备的导电银浆在固化阶段不会发生溶剂的挥发，使得通过所述的导电银胶制备的金属网格导电膜填充量高且导电性能好，特别适合用于制作柔性触控面板。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明所述的导电银浆由液体环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、纳米银粉和助剂组成，其中，所述液体环氧树脂的含量为6-10重量份，所述活性稀释剂的含量为1-4重量份，所述固化剂的含量为0.2-1重量份，所述纳米银粉的含量为60-90重量份，所述助剂的含量为0.5-2重量份。

在本发明所述的方法中，选用液体环氧树脂在制备导电银浆过程中无需添加溶剂，所述液体环氧树脂可以为本领域常规使用的液体环氧树脂，如市售液体环氧树脂产品REF170(双酚F型环氧树脂)、DER331(双酚A型环氧树脂)和RE1833(经聚氨酯改性的环氧树脂)等。优选地，所述液体环氧树脂为REF170、DER331和RE1833中的至少一种。

考虑到液体环氧树脂的种类、粘度对导电银浆的粘度、附着力、固含量、印刷性能甚至导电性能会产生直接或间接的影响。而REF170液体环氧树脂的粘度为2000-5000cps，DER331液体环氧树脂的粘度为11000-14000cps，RE1833液体环氧树脂的粘度为10000-16000cps。在浆料制备过程中，低粘度的液体环氧树脂有利于减少活性稀释剂的用量以及促进银粉在浆料中均匀分散。在较优选的实施方式中，所述液体环氧树脂为REF170、DER331中的至少一种。

在本发明所述的方法中，所述活性稀释剂的分子链中含有环氧基团，可以与固化剂进行交联反应，形成网状结构。优选地，所述活性稀释剂为单缩水甘油醚、二缩水甘油醚和多缩水甘油醚中的至少一种。

所述活性稀释剂含有的含氧基团越多，在与固化剂进行交联反应时，可形成较为致密的网状结构。在较优选的实施方式中，所述活性稀释剂为多缩水甘油醚。

在本发明所述的方法中，优选地，所述固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂和咪唑类固化剂中的至少一种。

考虑到胺类固化剂在固化成膜后，其成膜物为黄色；酸酐类固化剂所需固化温度过高，会导致金属网格变形。在较优选的实施方式中，所述固化剂为咪唑类固化剂。

在本发明所述的方法中，优选地，所述助剂为消泡剂、流平剂和润湿剂中的至少一种。

进一步优选地，所述消泡剂为BYK-333、BYK-024和BYK-A525中的至少一种；所述流平剂为BYK-345、BYK-306、BYK-346和BYK-310中的至少一种。

在本发明所述的方法中，优选地，所述纳米银粉的粒径为50-300nm。

本发明还提供了一种制备上述导电银浆的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将液体环氧树脂与活性稀释剂搅拌混合，制得粘结料；

(2)将所述粘结料与助剂搅拌混合，制得载体；

(3)将纳米银粉与所述载体搅拌混合，并将所得混合料研磨。

在本发明所述的方法中，优选地，步骤(1)的具体操作过程为：将液体环氧树脂与活性稀释剂混合后，进行机械搅拌，搅拌速度控制在300-1500r/min，温度控制在30-50℃，待树脂与活性稀释剂混合均匀后，停止加热，待混合液体温度降至30℃以下时停止搅拌。

考虑到搅拌速度过慢，会导致搅拌时间过长而且液体环氧树脂与活性稀释剂混合不均匀；搅拌速度过快，会导致液体环氧树脂与活性稀释剂混合液的温度升高，对树脂造成影响。在一种具体实施方式中，搅拌速度进一步优选为800r/min。

在本发明所述的方法中，优选地，步骤(2)的具体操作过程为：将消泡剂、流平剂、固化剂依次加入制备好的粘结料中，搅拌分散10-30min。

在本发明所述的方法中，优选地，步骤(3)的具体操作过程为：将纳米银粉加入制备好的载体中，进行机械分散搅拌，搅拌速度为300-1500r/min，搅拌时间为0.5-2h，搅拌结束后，采用三辊研磨机对分散好的浆料进行研磨。

在本发明所述的方法中，优选地，所述研磨的过程包括：将三辊研磨机的辊筒间距调整为5μm-10μm，研磨二遍；然后将三辊研磨机的辊筒间距调整为3μm-5μm，再次研磨，研磨三遍；最后将三辊研磨机的辊筒间距调整为1μm-3μm，研磨三遍。

三辊研磨机辊筒间距的逐步调整主要是为了促使浆料中团聚的银粉逐渐解团聚，如果直接将辊筒间距调节到最小，会对银粉造成挤压，使其形状发生改变，影响导电性。

本发明还提供了由上述方法制备的导电银浆。所述导电银浆在固化阶段不会发生溶剂的挥发，使得导电银浆在固化阶段无溶剂挥发，提高了导电银浆的固含量，故在填充金属网格沟槽时，可以通过一次刮涂获得较高的填充量，简化了工艺过程。

本发明还提供了一种金属网格导电膜，该金属网格导电膜包括金属网格以及填充在所述金属网格凹槽内的导电银浆，所述导电银浆为上述方法制备的导电银浆。

优选地，所述导电银浆的填充量为96-99％；优选地，所述金属网格导电膜的方阻为20-200mΩ/□。所述金属网格导电膜填充量高且导电性能好，特别适合用于制作柔性触控面板。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1

制备导电银浆以及金属网格导电膜，以导电浆料的总重量为100重量份计，具体步骤如下：

(1)制备粘结料：取10重量份REF170液体环氧树脂与1重量份活性稀释剂LS-692(即苄基缩水甘油醚，为单缩水甘油醚中的一种)混合，进行机械搅拌，搅拌速度为300r/min，温度为30℃。待DER331液体环氧树脂与活性稀释剂LS-692混合均匀后，停止加热。待混合液体温度降至30℃以下时停止搅拌，常温静置至少4小时，备用。

(2)制备载体：将0.2重量份固化剂EH-3293S(咪唑类固化剂中的一种)、0.5重量份助剂(由消泡剂BYK-333和流平剂BYK-306组成)依次加入到步骤(1)中所得的粘结料中，搅拌分散10min。

(3)制备导电银浆：将88重量份纳米银粉加入到到步骤(2)中所得的载体中，其中纳米银粉的粒径为50nm，进行机械分散搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为0.5h，搅拌结束后，采用三辊研磨机对分散好的浆料研磨三次，制得导电银浆A1。其中第一次研磨辊筒间距为5μm，第二次研磨辊筒间距为3μm，第三次研磨辊筒间距为1μm。

(4)将步骤(3)中所得的导电银浆A1一次性刮涂到宽3μm、深4μm的金属网格凹槽内，然后再130℃条件下固化40min，制得金属网格导电薄膜B1。

实施例2

制备导电银浆以及金属网格导电膜，以导电浆料的总重量为100重量份计，具体步骤如下：

(1)制备粘结料：取6重量份DER331液体环氧树脂与4重量份活性稀释剂LS-692混合，进行机械搅拌，搅拌速度为800r/min，温度为40℃。待REF170液体环氧树脂与活性稀释剂LS-692混合均匀后，停止加热。待混合液体温度降至30℃以下时停止搅拌，常温静置至少4小时，备用。

(2)制备载体：将0.6重量份固化剂EH-3293S、1.5重量份助剂(由消泡剂BYK-333和流平剂BYK-306组成)依次加入到步骤(1)中所得的粘结料中，搅拌分散20min。

(3)制备导电银浆：将82重量份纳米银粉加入到到步骤(2)中所得的载体中，其中纳米银粉的粒径为200nm，进行机械分散搅拌，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为1.5h，搅拌结束后，采用三辊研磨机对分散好的浆料研磨三次，制得导电银浆A2。其中第一次研磨辊筒间距为7μm，第二次研磨辊筒间距为4μm，第三次研磨辊筒间距为2μm。

(4)将步骤(3)中所得的导电银浆A2一次性刮涂到宽4μm、深4μm的金属网格凹槽内，然后再130℃条件下固化40min，制得金属网格导电薄膜B2。

实施例3

制备导电银浆以及金属网格导电膜，以导电浆料的总重量为100重量份计，具体步骤如下：

(1)制备粘结料：取总10重量份液体环氧树脂(由DER331和REF170组成)与4重量份活性稀释剂LS-692混合，进行机械搅拌，搅拌速度为1500r/min，温度为50℃。待DER331和REF170液体环氧树脂与活性稀释剂LS-692混合均匀后，停止加热。待混合液体温度降至30℃以下时停止搅拌，常温静置至少4小时，备用。

(2)制备载体：将1重量份固化剂EH-3293S、2重量份助剂(由消泡剂BYK-333和流平剂BYK-306组成)依次加入到步骤(1)中所得的粘结料中，搅拌分散30min。

(3)制备导电银浆：将83重量份纳米银粉加入到到步骤(2)中所得的载体中，其中纳米银粉的粒径为300nm，进行机械分散搅拌，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为2h，搅拌结束后，采用三辊研磨机对分散好的浆料研磨三次，制得导电银浆A3。其中第一次研磨辊筒间距为10μm，第二次研磨辊筒间距为5μm，第三次研磨辊筒间距为3μm。

(4)将步骤(3)中所得的导电银浆A3一次性刮涂到宽5μm、深4μm的金属网格凹槽内，然后再130℃条件下固化40min，制得金属网格导电薄膜B3。

对比例1

按照实施例1的原料和方法制备导电银浆C1和金属网格导电膜D1，不同的是，在步骤(1)中，活性稀释剂LS-692替换为同等分量的DEB。

对比例2

按照实施例1的原料和方法制备导电银浆C2和金属网格导电膜D2，不同的是，在步骤(1)中，固化剂EH-3293S为2重量份。

对比例3

按照实施例1的原料配比和方法制备导电银浆C3和金属网格导电膜D3，不同的是，在步骤(3)中，纳米银粉的粒径为10nm。

测试例

对上述实施例和对比例制备的金属网格导电膜B1-B3和D1-D3的填充量和方阻进行检测，结果如表1所示：

表1

编号	填充量	方阻(mΩ/□)
			实施例1	98％	50
实施例2	93％	60
			实施例3	95％	55
对比例1	80％	100
			对比例2	92％	70
对比例3	97％	90

结果分析

通过实施例1和对比例1对比可知，活性稀释剂用量过大不利于导电银浆固化，影响导电银浆内导电网络的形成，从而导致填充量降低、导电性降低。

通过实施例1和对比例2对比可知，固化剂用量过多会影响导电银浆的导电性且不利于操作，导致填充量降低、导电性降低。

通过实施例1和对比例3对比可知，纳米银粉粒径较小，导电率降低。由于较小粒径的纳米银粉具有较高的比表面能，不易分散，从而导致导电率降低。

由此可见，按照本发明所述方法制备的导电银浆通过一次刮涂即可获得较高的填充量，简化了工艺过程，且导电性好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。