一種射頻識別標(biāo)簽用銅導(dǎo)電漿料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于RFID的銅導(dǎo)電漿料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，主要應(yīng)用于物流、保安、健康、門禁控制、產(chǎn)品安全、身份認(rèn)證以及其他場合。近幾年，RFID在中國飛速發(fā)展，僅國民身份證卡一項(xiàng)的市場價值就在60億美元左右。目前RFID射頻天線的制作方法主要有:
(I)銅線纏繞技術(shù)，由于其工藝落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了超大規(guī)模生產(chǎn)量的需求；(2)傳統(tǒng)的銅版刻蝕工藝，目前造價相對適中，但是工藝復(fù)雜，特別是工藝過程對環(huán)境的污染引起一定程度的關(guān)注；(3)采用金屬導(dǎo)電漿料，通過絲網(wǎng)印刷等工藝后進(jìn)行熱固化，工藝簡單而且能夠進(jìn)行超大規(guī)模生產(chǎn)，極大地提高了生產(chǎn)效率。目前金屬導(dǎo)電漿料主要是導(dǎo)電銀漿料，銀漿料生產(chǎn)RFID天線主要問題是原料成本高，導(dǎo)致單個成本造價高。
[0003]銅具有優(yōu)良的高頻特性和導(dǎo)電性，因而銅導(dǎo)電漿料成為微波線路和微電子線路的良好材料，但是銅存在的不足是容易氧化。中國專利號CN 103021512 A公開了一種用于低溫?zé)Y(jié)的導(dǎo)電漿料組合物，使用不同粒度銅粉以及樹脂組成的銅導(dǎo)電漿料，為了避免銅的氧化問題，還原氣氛中燒結(jié)，這將增加工藝的復(fù)雜性，氫氣等還原性氣體在使用過程中也存在很大的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于RFID的銅導(dǎo)電漿料以及制備方法，通過在片狀銅粉中加入小粒徑的分散好的銅納米粒子，對銅進(jìn)行表面處理，同時組分中加入穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑可以和被氧化的銅發(fā)生反應(yīng)，焙燒的過程中能被還原為銅，避免了銅的氧化問題。
[0005]另外，使用改性胺類的固化劑，在相對低溫能固化，從而進(jìn)一步避免了銅高溫焙燒過程中的氧化問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于RFID的銅導(dǎo)電漿料，所述銅導(dǎo)電漿料含有片狀銅粉和納米銅粉、穩(wěn)定劑、環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑。
[0007]所述銅導(dǎo)電漿料中各組分的重量百分比含量為:50-85%的片狀銅粉和納米銅粉、
0.5-1%的穩(wěn)定劑、15-50%的環(huán)氧樹脂、3-10%的固化劑、0.5-1%的固化促進(jìn)劑、0.5-1%的偶聯(lián)劑和2-10%的有機(jī)溶劑。
[0008]所述片狀銅粉和納米銅粉含有20-90%的、大小為1-1OMm的片狀銅粉和10_80%的、大小為l_30nm的納米銅粉。
[0009]所述納米銅粉表面包覆聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化胺和二乙醇胺分散劑中的兩種或者兩種以上。
[0010]所述穩(wěn)定劑為羥基乙酸、抗壞血酸、乳酸和檸檬酸等羥基羧酸類的穩(wěn)定劑中的一種或多種。
[0011]所述環(huán)氧樹脂為聚醚型環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙酚F型環(huán)氧樹脂中的一種或多種。
[0012]所述固化劑為改性乙醇胺固化劑、590固化劑和593固化劑等改性胺類固化劑中的一種或多種，所述固化促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑和三乙醇胺等固化促進(jìn)劑中的一種或多種。
[0013]所述偶聯(lián)劑為氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種或多種。
[0014]所述有機(jī)溶劑為松油醇、檸檬酸三丁酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇一乙醚和二甘醇一丁醚中的一種或多種。
[0015]本發(fā)明還提供了一種射頻識別標(biāo)簽用銅導(dǎo)電漿料及其制備方法，包含以下步驟:首先將片狀銅粉和納米銅粉加入10%的稀硫酸中超聲清洗，離心后，再用去離子水清洗三次，真空干燥I小時；接著，將稀硫酸處理的含有50-85%的片狀銅粉和納米銅粉以及0.5-1%的穩(wěn)定劑加入三棍研磨機(jī)研磨，在真空度-0.08MPa?-0.1MPa, 50轉(zhuǎn)/分鐘的條件下機(jī)械研磨10分鐘，再依次加入15-50%的環(huán)氧樹脂、3-10%的固化劑、0.5-1%的固化促進(jìn)齊[J、0.5-1%的偶聯(lián)劑和2-10%的有機(jī)溶劑至三棍研磨機(jī)，繼續(xù)研磨I小時?2小時出料，出料后在0°C?8 °C的低溫真空條件下貯存。
[0016]所述穩(wěn)定劑在攪拌時能與銅表面被氧化的銅反應(yīng)生成羧酸銅，并且穩(wěn)定劑中的羧酸根會吸附在銅表面，射頻識別標(biāo)簽線路通過使用絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、浸涂或噴涂在PET或者PC等塑料基質(zhì)上，并且印刷線路在低于150°C的溫度范圍內(nèi)惰性氣氛或者真空燒結(jié)。
[0017]本發(fā)明所述的一種射頻識別標(biāo)簽用銅導(dǎo)電漿料，具有以下有點(diǎn):
1、使用的金屬銅具有價格便宜，來源廣泛等金屬銀所不能比擬的有點(diǎn)；
2、具有很好的導(dǎo)電性以及粘結(jié)性；
3、適宜于使用在聚酯(PET)和聚碳酸酯(PC)等便宜的塑料基質(zhì)制作的RFID標(biāo)簽的應(yīng)用上；
4、通過絲網(wǎng)印刷等工藝后進(jìn)行熱固化，工藝簡單而且能夠進(jìn)行超大規(guī)模生產(chǎn)，極大地提聞了生廣效率；
5、通過在片狀銅粉中加入小粒徑的分散好的銅納米粒子，對銅進(jìn)行表面處理，同時組分中加入穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑可以和被氧化的銅發(fā)生反應(yīng)，焙燒的過程中能被還原為銅，避免了銅的氧化問題。
【附圖說明】
[0018]圖1表示根據(jù)本發(fā)明的用于RFID的銅漿料中銅顆粒和穩(wěn)定劑混合后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限制本發(fā)明的范圍。
[0020]實(shí)施例1
使用10%的稀硫酸對片狀銅粉和納米銅粉進(jìn)行清洗；接著，將稀硫酸處理的含量70%的片狀銅粉和納米銅粉(其中片狀銅粉含量90%，納米銅粉含量10%)以及1%的乳酸穩(wěn)定劑加入三棍研磨機(jī)研磨，在真空度-0.08MPa?-0.1MPa, 50轉(zhuǎn)/分鐘的條件下機(jī)械研磨10分鐘，再依次加入15%的雙酚A型環(huán)氧樹脂、5%的改性乙醇胺固化劑、0.5%的2-乙基-4-甲基咪唑、0.5%的氨丙基三乙氧基硅烷和8%的松油醇至三棍研磨機(jī)，繼續(xù)研磨I小時?2小時出料，出料后在0°C?8°C的低溫真空條件下貯存。對制備的導(dǎo)電漿料，通過絲網(wǎng)印刷機(jī)將所述漿料印刷成線寬約Icm的線條在PET基質(zhì)上，然后在氮?dú)夥罩?50°C下焙燒lh，電阻率小于 1.0Χ1(Γ4Ω.αιι。
[0021]實(shí)施例2
使用10%的稀硫酸對片狀銅粉和納米銅粉進(jìn)行清洗；接著，將稀硫酸處理的含量