中文简体
Проводящие серебряные чернила — это тихая рабочая лошадка, лежащая в основе растущего ассортимента продукции: RFID-антенн, мембранных переключателей, гибких схем, медицинских датчиков, сенсорных панелей и фотоэлектрических шин. Независимо от области применения, чернила должны выполнять три задачи одновременно: печатать чисто, затвердевать, образуя пленку с высокой проводимостью, и оставаться стабильными на полке в течение нескольких месяцев. Добиться этой комбинации труднее, чем кажется, и большая часть трудностей связана с пакетом присадок, а не с самим серебром.
Ldet Energy Technology занимается разработкой ионных жидкостей и функциональных добавок с 2009 года. В этой статье рассказывается о том, что мы узнали о том, где ионные жидкости действительно помогают разработчикам рецептур серебряных чернил, а где нет, и как быстро проверить их в рамках программы разработки.
Что делает проводящие серебряные чернила такими требовательными?
Типичные серебряные чернила для трафаретной печати содержат от 60 до 85 процентов серебра по весу, обычно в виде хлопьев, сфер или смеси того и другого. Все остальное является системой-носителем: растворитель, полимерное связующее, диспергатор и небольшие количества модификаторов реологии, усилителей адгезии и отвердителей. Серебро плотное, и при такой нагрузке частицы хотят осесть, сгруппироваться и образовать агломераты, которые забивают сетки и создают резистивные пути.
Тогда есть тепловой бюджет. Массовое серебро плавится при температуре около 961 °C, а чешуйкам микронного размера требуется температура более 150 °C, чтобы образовались проводящие шейки. Многие из материалов, которые больше всего волнуют людей — ПЭТ, полиимид, бумага, термопластичный полиуретан — не могут долго переносить такое тепло. Поэтому разработчикам рецептур необходимо обеспечить объемную проводимость при температурах, которые подложка действительно может выдержать.
Три проблемы, которые решают, подойдут ли серебряные чернила
Дисперсия и срок годности
Агломерация начинается в тот момент, когда серебро встречается с транспортным средством. Хороший диспергатор адсорбируется на поверхности металла, обеспечивает стерическое или электростатическое отталкивание и предотвращает повышение вязкости во время хранения. Плохая дисперсия проявляется сначала в виде осадка и засорения сита, а затем в виде резистивных пятен на затвердевшей пленке.
Спекание при низкой температуре
Проводимость появляется только тогда, когда соседние частицы образуют металлические мостики. Все, что снижает эффективность начала спекания, не оставляя после себя изолирующих остатков, ценно. Именно здесь тщательно подобранные ионные добавки заслужили свое место в рецептуре.
Адгезия и совместимость с подложкой
Проводящая пленка, которая отрывается во время тестирования ленты или многократного изгиба, является неисправной пленкой. Адгезия зависит от согласования поверхностной энергии между краской и подложкой, а также от того, как связующее вещество и добавки ведут себя во время высыхания пленки.
Где ионные жидкости меняют уравнение
Ионные жидкости – это соли, которые остаются жидкими при температуре ниже 100 °C. Они имеют незначительное давление пара, высокую термическую стабильность и структуру, которую можно настраивать почти молекулу за молекулой. Для разработчиков серебряных чернил выделяются три практические функции: диспергирующие добавки, которые покрывают серебряную поверхность и удерживают частицы друг от друга, добавки для спекания, которые способствуют образованию перешейков между частицами при более низких температурах, и модификаторы смачивания или проводимости, которые регулируют поведение печатной пленки.
Если сама химия для вас нова, наш обзор что такое ионные жидкости и как они работают является полезной отправной точкой, прежде чем вы начнете проверять кандидатов.
Производители ионных жидкостей по индивидуальному заказу 1-этил-3-метилимидазолия бромид Посмотреть продукт → Чтение катиона и аниона как составителя формул
Почти каждое свойство ионной жидкости, имеющее значение для чернил — вязкость, гидрофильность, термическая стабильность, электрохимическое окно — возникает в результате соединения катиона с анионом. Изменение любого из них меняет форму всей добавки. На практике семейства катионов, которые чаще всего оцениваются в проводящих составах, включают:
- Соли имидазолия, включая моно-, ди- и тризамещенные типы, ценятся за термическую стабильность и регулируемую полярность.
- Соли пиридиния и пирролидиния с высокой электрохимической стабильностью.
- Соли пиперидиния и четвертичного аммония с низкой вязкостью и полезной поверхностной активностью.
- Четвертичные фосфониевые соли для требовательной высокотемпературной обработки.
- Катионы с гидроксильными и эфирными функциональными группами для контроля смачивания и адгезии
Что касается анионов, галогениды, тетрафторборат, гексафторфосфат, трифлат и анионы на основе имида охватывают большую часть диапазона полярности и стабильности, необходимого для серебряных чернил. Когда рецептура требует определенной вязкости, профиля отверждения или чувствительности к влаге, функционализированный катион — например, гидроксилсодержащий — часто является самым быстрым путем к лучшему смачиванию и адгезии на пластиковых подложках.
Производители гидроксильных ионных жидкостей 1-гидроксиэтил-3-метилимидазол тетрафторборат Посмотреть продукт → Контрольные показатели производительности, которые следует отслеживать во время разработки
Аддитивный скрининг становится намного быстрее, если вы определите план измерений перед первым испытанием. В таблице ниже отражены параметры, которые наша команда разработчиков проверяет вместе с клиентами на ранних стадиях разработки рецептур.
| Параметр | Почему это важно | Типичная проверка |
|---|---|---|
| Реология и дрейф вязкости | Определяет четкость печати и срок годности | Ротационная или конусно-пластинчатая реометрия в течение 7 дней. |
| Начало спекания | Устанавливает минимальную температуру отверждения | Изменение сопротивления в зависимости от температуры |
| Листовое сопротивление | Прямая мера проводимости | Четырехточечный зонд после отверждения |
| Адгезия | Прогнозирует управляемость и долговечность при изгибе | Тест ленты и тест на изгиб |
| Седиментация | Указывает качество дисперсии и срок годности. | Визуальный тест на осаждение и редиспергирование |
| Остаток и чистота | Предотвращает изоляционные или коррозийные остатки | Термический анализ и содержание галогенидов |
Реология и возможность печати: упущенная золотая середина
Серебряные чернила представляют собой разжижающие при сдвиге жидкости, и принтеры зависят от этого поведения: низкая вязкость под ракелем или соплом, быстрое восстановление до структурированной пленки сразу после этого. Добавки, которые мешают сетке связующего, могут испортить четкость кромок. Полимерные и олигомерные добавки здесь более щадящие, поскольку их более высокий молекулярный объем позволяет регулировать поток без резкого изменения полярности жидкости.
Наша линейка полимерных ионных жидкостей была разработана именно по этой причине — чтобы предоставить разработчикам рецептур настраиваемые модификаторы реологии, которые также способствуют термической стабильности и длительной поверхностной активности вместо того, чтобы мигрировать из пленки с течением времени.
Производители полимерных ионных жидкостей Бис(трифторметилсульфонил)имидная соль поли(1-винил-3-метилимидазолия) Посмотреть продукт → От лабораторной партии к производственной партии
Добавка, которая прекрасно себя показала в 50-граммовом лабораторном образце, бесполезна, если десятая производственная партия ведет себя иначе. Вот почему мы придерживаемся простой технологической дисциплины: фиксированные маршруты синтеза, контролируемая очистка и полная документация по партиям на нашей производственной базе в Дэцине, провинция Чжэцзян.
Поскольку ионные жидкости состоят из катионов и анионов, индивидуальный синтез является скорее нормальным, чем исключительным явлением. Сообщите нам необходимую вам вязкость, растворимость и характеристики отверждения, и мы предложим структуры, соответствующие остальной части вашего состава, вместо того, чтобы просить вас переформулировать его на основе нашего.
Статический контроль при преобразовании и обработке
Проводящие и статические чернила редко хорошо сочетаются в производстве. Сушка, размотка и резка создают заряд, который притягивает пыль, смещает регистрацию и может повредить чувствительные компоненты, расположенные ниже по потоку. Там, где напечатанные серебряные слои являются частью более широкого процесса обработки, наш ассортимент антистатики для полимеров, пленок и клеев часто указывается вместе с самой краской, чтобы поддерживать поверхностное сопротивление в контролируемом диапазоне.
Давайте поговорим о вашем проекте Silver Ink
Независимо от того, снижаете ли вы температуру отверждения чернил, совместимых с ПЭТ, гонитесь за лучшей адгезией к полиимиду или пытаетесь продлить срок хранения до шести месяцев, правильная добавка обычно представляет собой конкретную структуру, а не универсальную. Наша команда проверит вашу систему, порекомендует подходящие ионные жидкости из нашего каталога или разработает индивидуальную конструкцию, а также предоставит образцы для ваших собственных испытаний.
Отправьте нам свою спецификацию, и мы честно скажем вам, являются ли ионные жидкости подходящим инструментом для решения стоящей перед вами проблемы.
