專利名稱：一種免燒結(jié)超細(xì)銀納米油墨的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印制電子領(lǐng)域，尤其是涉及印制電子中導(dǎo)電油墨的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展印制電子作為印制電路的一個(gè)新興技術(shù)憑借其方便、低廉、環(huán)保的優(yōu)越性已經(jīng)在一些實(shí)際應(yīng)用中開始取代傳統(tǒng)的印制工藝。作為印制電子領(lǐng)域最基本的兩個(gè)元素，即導(dǎo)電油墨和打印設(shè)備，引來了廣泛的關(guān)注，能夠成功開發(fā)出商用價(jià)值的導(dǎo)電油墨就能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益，目前國內(nèi)外已有大量的人力、物力、財(cái)力投入其中。作為導(dǎo)電油墨的最重要的組成元素——金屬粒子，必須具備以下的性質(zhì)才能被用于制備油墨。I)導(dǎo)電性高:高電導(dǎo)率的金屬依次有銀、銅、金、鋁等，同時(shí)兼顧成本，一般銀和銅較為常用。2)金屬顆粒小:顆粒小有利于分散得到穩(wěn)定性更高的油墨，更重要的是噴印圖形的時(shí)候不會(huì)引起噴墨打印機(jī)等設(shè)備的堵塞。3)不易被氧化:金屬的導(dǎo)電率會(huì)隨著金屬被氧化會(huì)大幅度降低，眾所周知銀在空氣中不容易被氧化，即使被氧化還是有較高的導(dǎo)電性；而銅在空氣中易被氧化，且銅的氧化物不導(dǎo)電。因此銀與銅相比更具優(yōu)勢(shì)。4)燒結(jié)溫度低:通過高溫?zé)Y(jié)可以使金屬顆粒所在體系的有機(jī)成分氧化掉，而且可以使金屬顆粒融合到一體，大大增強(qiáng)了整體的導(dǎo)電性。但是高溫環(huán)境易引起金屬的氧化，需要做特殊的處理，相對(duì)而言低的燒結(jié)溫度不僅安全而且操作方便。目前市面上以韓國開發(fā)出的導(dǎo)電油墨最為廣泛和成熟，韓國ANP公司的納米型產(chǎn)品DGP與DGH的銀固含量在70wt% 80wt%之間，分別能夠在120°C 150°C與230 V 300°C的時(shí)候完成燒結(jié)，燒結(jié)后電阻率為2 10μ Ω.cm。韓國Inktec公司的網(wǎng)印系列、凹印系列和涂布系列產(chǎn)品分別能夠在120°C 560°C、120°C 170°C與120°C 150°C的環(huán)境下燒結(jié)，燒結(jié)過后電阻率達(dá)到3 6μ Ω 韓國ABC納米技術(shù)公司的NINK-Ag噴墨導(dǎo)電墨水銀固含量為20wt%，需要在150°C 350°C的環(huán)境下完成燒結(jié)，燒結(jié)后電阻率降至10μ Ω.cm以下?？梢钥闯鍪忻嫔洗嬖诘你y導(dǎo)電油墨燒結(jié)溫度的范圍一般在120°C 300°C，燒結(jié)后的電阻率一般可以降至10μ Ω.cm以下，如此高的燒結(jié)溫度很容易引起金屬顆粒的氧化，甚至對(duì)部分基底材料會(huì)造成一定程度的破壞，尤其不利于用在一些廉價(jià)的基材上(如塑料和紙張)。與其他金屬相比，銀的優(yōu)勢(shì)在于導(dǎo)電性和穩(wěn)定性很高，但其價(jià)格昂貴，用于大規(guī)模生產(chǎn)的銀油墨成本不低，為了減少成本擴(kuò)大應(yīng)用范圍，選用廉價(jià)的基底材料也成為了必然趨勢(shì)和最有效的手段。由此可知，只要在廉價(jià)的基材上實(shí)現(xiàn)了銀油墨的低溫?zé)Y(jié)或者通過其他方式來達(dá)到燒結(jié)的效果則能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益。而銀油墨的低溫?zé)Y(jié)一直是印制電子行業(yè)的一大難題，同時(shí)需要兼顧金屬顆粒尺寸、導(dǎo)電性、燒結(jié)溫度和抗氧化性四方面的因素。國內(nèi)外大部分研究出的能夠在低溫下燒結(jié)的導(dǎo)電銀油墨的燒結(jié)溫度都在100°C以上。但是傳統(tǒng)燒結(jié)方式在加熱的時(shí)候不可避免會(huì)對(duì)一些基板的性能產(chǎn)生影響，而且能耗也比較大。為避免此情況的發(fā)生，又提出了新的局部燒結(jié)方式例如激光燒結(jié)、脈沖光燒結(jié)、微波燒結(jié)、電子燒結(jié)等，但這些燒結(jié)方式需要引入了一些價(jià)格昂貴的設(shè)備，而且處理過程也較為復(fù)雜，所以這些處理方式并非最佳手段。在此情況下由國外Mark AlIen課題組發(fā)現(xiàn)可以將韓國AdvancedNano Products公司的銀油墨產(chǎn)品(DGP-45LT-15C)在特定的基材上(日本Epson公司的Siena照相紙)印制成圖樣并保存在相對(duì)濕度為85%的環(huán)境中，圖樣的電阻率會(huì)自然降低(Nanotechnology20IOVol.21Page475204)。該過程主要依賴于銀納米顆粒在潮濕環(huán)境下與基板表面附著物發(fā)生反應(yīng)而使銀顆粒融合在一起，從而起到燒結(jié)的效果。但將油墨印制在另一種基材上(日本Epson公司的透明薄膜)卻未得到類似結(jié)果，可見該方法雖然能避開傳統(tǒng)燒結(jié)過程，但卻局限于基板材料的種類。而Shlomo Magdassi課題組提出了可以在室溫下直接用特定電解質(zhì)對(duì)銀納米顆粒處理即可達(dá)到燒結(jié)效果，該方法處理時(shí)間短；合理地避免了高溫?zé)Y(jié)；同時(shí)處理過程較為便捷；得到的銀圖樣的電導(dǎo)率也較高，且對(duì)基板沒有任何依賴性，是一種更低能耗綠色環(huán)保的新處理方式。其技術(shù)方案為:將聚丙烯酸鹽、銀鹽溶解在水中一加入還原劑一在95°C的環(huán)境下反應(yīng)得到銀納米顆粒一離心分離得到銀納米顆粒—將銀顆粒分散到去離子水中配成銀油墨。用該油墨印制圖案時(shí)以氯化氫蒸汽或聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液處理可以使銀顆粒相互融合到一起，使整個(gè)印制的圖樣導(dǎo)電。本發(fā)明人在前期的研究工作中也得到了類似的結(jié)果，其技術(shù)方案為:將保護(hù)劑與銀鹽溶于低元醇—加熱至160°C反應(yīng)得到銀納米顆粒一分離出銀納米顆粒一將其按比例分散到去離子水中配制成銀油墨。用該油墨印制的圖樣可用氯鹽的水溶液處理而具有較好的導(dǎo)電性。雖然上述方案提供了免燒結(jié)銀納米油墨合成的新途徑，但仍然存在一些技術(shù)問題，如:(I)銀納米顆粒的尺寸較大平均為90nm，不利于分散，制成油墨后容易沉降(其掃描電子顯微鏡照片如圖2a所示)；(2)銀納米顆粒的粒徑分布范圍較大，印制的圖樣微觀排列不緊密，處理過程中易出現(xiàn)孔洞，使圖樣的最終電阻率較高(其掃描電子顯微鏡照片如圖2b所示)；(3)直接將銀顆粒分散在去離子水中不穩(wěn)定，容易沉降，不便于長期保存。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供了一種全新的銀油墨制備方法，技術(shù)方案為:將保護(hù)劑與銀鹽溶于低元 醇一加入抑制劑一將混合液滴入還原劑在140°C 180°C的環(huán)境下反應(yīng)得到銀納米顆粒一分離出銀顆粒一分散到含穩(wěn)定劑的水溶液中配制成銀油墨。該發(fā)明的巧妙之處在于:(1)前期引進(jìn)反應(yīng)控制步驟，從而獲得尺寸更小且粒徑均勻的銀納米顆粒。(2)后期分散液中加入了穩(wěn)定劑，加強(qiáng)了銀顆粒的分散。本發(fā)明中，銀納米顆粒的制備是將銀鹽溶解于低元醇體系中作為前驅(qū)體，加入含聚乙烯吡咯烷酮的保護(hù)劑，同時(shí)加入抑制劑，在140°c 180°C環(huán)境下還原得到。用該方法合成的銀納米顆粒尺寸在40 60nm,能夠在含有穩(wěn)定劑的水溶液中形成穩(wěn)定的分散體系即為銀油墨。該油墨中的銀固含量為25wt% 35wt%，印制成圖樣后可在室溫下自然固化，固化后的圖樣經(jīng)電解質(zhì)溶液處理而使銀顆粒表面有機(jī)層脫落，進(jìn)而使顆粒之間自發(fā)地融合到一起達(dá)到燒結(jié)的效果。該過程不僅可以使圖樣得到較高的導(dǎo)電性而且合理地避免了高溫?zé)Y(jié)，即可保護(hù)銀納米顆粒不受氧化也可保護(hù)基板不受熱形變。該銀油墨尤其可以用在一些廉價(jià)的撓性基板上(如塑料薄膜、紙張等)，可以大幅度降低基材的成本。本發(fā)明中的銀油墨印制的圖樣在經(jīng)過電解質(zhì)處理后，電阻率可以降到8.7 μ Ω.αιι左右，導(dǎo)電性相當(dāng)于塊狀銀的18%，與同類型的銀導(dǎo)電油墨在高溫?zé)Y(jié)下得到的導(dǎo)電率相近。
聚乙烯吡咯烷酮等保護(hù)劑在其間不參與反應(yīng)，吸附在銀顆粒表面抑制其在溶液中發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，后期經(jīng)電解質(zhì)處理后可從銀顆粒表面脫附。反應(yīng)過程中加入了抑制劑，其作用在于增加了體系黏度，從動(dòng)力學(xué)角度會(huì)阻礙銀晶粒的長大，導(dǎo)致了銀顆粒會(huì)向著數(shù)量更多、尺寸更小的趨勢(shì)生長。用上述方法制得的銀納米顆粒尺寸在40 60納米，表面會(huì)附著一層有機(jī)保護(hù)層，可以防止在空氣中被氧化，同時(shí)也可以使銀納米顆粒穩(wěn)定地分散在溶液中。固化后該有機(jī)層被保留，需要用有效的手段除去，可以是高溫或其他特殊處理方式，當(dāng)有機(jī)層被剝離后銀納米顆粒之間才能有接觸，才有可能導(dǎo)電。而本發(fā)明中用到的方法是以電解質(zhì)溶液(含氯離子、氫氧根離子、氫硫酸根離子、硝酸根離子的一種或幾種)對(duì)其處理，其處理時(shí)間對(duì)應(yīng)電阻率影響如圖3所示。作用機(jī)理為:保護(hù)劑依靠其表面活性基團(tuán)吸附在銀顆粒表面，而電解質(zhì)溶液含有大量與銀的結(jié)合力更好的陰離子，其可以直接取代銀表面的活性基團(tuán)，從而使整個(gè)有機(jī)層從銀顆粒表面脫附。沒有保護(hù)層的銀顆粒表面活性相當(dāng)高，極易團(tuán)聚到一起。團(tuán)聚之后的銀顆粒之間繼而會(huì)產(chǎn)生被稱為“奧斯特瓦爾德熟化”的一個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程。該過程可發(fā)生在固體非均勻體系，其中小的晶體微粒因曲率較大，能量較高，所以會(huì)逐漸溶解到周圍的介質(zhì)中，然后會(huì)在較大的晶體微粒的表面重新析出，其結(jié)果使得大的晶體可以靠攝取周圍小的晶體而繼續(xù)生長。本發(fā)明正是利用了此過程使得團(tuán)聚后的銀顆粒相互融合并繼續(xù)生長成一個(gè)整體，其結(jié)果類似于高溫?zé)Y(jié)。該過程宏觀上能夠使印制的整個(gè)圖樣的導(dǎo)電性大大增強(qiáng)。
本發(fā)明的有益效果是:(1)獲得的銀納米顆粒尺寸較小平均為50nm，更利于后期的分散，活性更高更易于用電解質(zhì)溶液處理，且處理后導(dǎo)電性更好；(2)銀納米顆粒粒徑更均勻，使得印制圖樣的微觀排布更緊密，處理后不易出現(xiàn)孔洞，大大提高了最終圖樣的導(dǎo)電性；(3)銀油墨中加入了穩(wěn)定劑，大幅度提高了油墨的穩(wěn)定性，使得產(chǎn)品保存時(shí)間更長久，且能夠增所印圖樣與基板間的結(jié)合力。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1為制備的銀納 米顆粒的X射線衍射圖。
圖2油墨印制圖樣的掃描電子顯微鏡照片對(duì)比圖2_a為發(fā)明人前期制備的油墨未經(jīng)電解質(zhì)溶液處理時(shí)印制圖樣的掃描電子顯微鏡照片；
圖2_b為發(fā)明人前期制備的油墨經(jīng)電解質(zhì)溶液處理后印制圖樣的掃描電子顯微鏡照片；
圖2-c為本發(fā)明制備油墨未經(jīng)電解質(zhì)溶液處理時(shí)印制圖樣的掃描電子顯微鏡照片;
圖2-d為本發(fā)明制備油墨經(jīng)電解質(zhì)溶液處理后印制圖樣的掃描電子顯微鏡照片。
圖3為印制圖樣電阻率與電解質(zhì)溶液處理時(shí)間的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡明。應(yīng)理解，本實(shí)施案例僅用于說明本發(fā)明的操作流程與實(shí)施方式而不用于限制本發(fā)明的范圍。同時(shí)若對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作各種等價(jià)形式的改動(dòng)或是修改，同樣也落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書的限定范圍。
本發(fā)明的超細(xì)銀納米油墨的制備方法，主要是通過液相還原銀的方式實(shí)現(xiàn)的，其中所用原料為硝酸銀、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400、聚乙二醇600、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、丙三醇等高元醇和/或聚合醇，氯鹽、硫化物、硝酸鹽、硬脂酸、聚乙烯醇、羥乙基纖維素及去離子水。
具體制備過程為:
首先將硝酸銀與聚乙烯吡咯烷酮以1:6的摩爾比溶解于一定量的乙二醇中，然后加入高元醇(如丙三醇等)和/或聚合醇(聚乙二醇400、聚乙二醇600、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇等)的一種或幾種配制成溶液前驅(qū)體；其次將低元醇在有氧環(huán)境中加熱至140°C 180°C產(chǎn)生強(qiáng)還原性的醛類作為還原劑；再將制備好的前驅(qū)體滴入還原劑中，在聚乙烯吡咯烷酮的保護(hù)作用與高元醇和/或聚合醇的抑制作用下可還原得到直徑大概在40 60納米的類球狀銀顆粒，并將銀顆粒分離洗凈備用，其數(shù)據(jù)見圖1 ;最后將分離出的銀納米顆粒分散在硬脂酸、聚乙烯醇和羥乙基纖維素一種或幾種的水溶液中配制成銀納米油墨。
當(dāng)抑制劑為高元醇和聚合醇時(shí)，兩者的比例任意均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的制備方法。
使用時(shí)，將通過本 發(fā)明的制備方法獲取的免燒結(jié)超細(xì)銀納米油墨以噴印、網(wǎng)印或者其他方式在基底上面印制目標(biāo)圖案，完成后在室溫下自然固化(其電子顯微鏡掃描照片如圖2c所示)，再將固化后的圖樣以電解質(zhì)溶液進(jìn)行處理，使其導(dǎo)電(其電子顯微鏡掃描照片如圖2d所示)。
上述超細(xì)銀納米油墨的制備及使其印制圖樣導(dǎo)電的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟:
步驟1:將銀鹽與含聚乙烯吡咯烷酮的保護(hù)劑(保護(hù)劑可以是聚乙烯吡咯烷酮與十二烷基笨磺酸鈉或十六烷基苯磺酸鈉等表面活性劑的一種或幾種構(gòu)成)溶于低元醇(低元醇可以是乙二醇、一縮二乙二醇或二縮三乙二醇的一種或幾種)配成前驅(qū)體溶液，再向其中加入抑制劑(抑制劑可以是高元醇和/或聚合醇的一種或幾種)再將以上混合液滴入還原劑中(還原劑是以乙二醇、一縮二乙二醇或二縮三乙二醇的一種或幾種在140°C 180°C高溫環(huán)境下與空氣中的氧反應(yīng)的產(chǎn)物醛類)在140°C 180°C的環(huán)境下持續(xù)攪拌，反應(yīng)20分鐘 I小時(shí)，完成后將其冷卻至室溫，得到中間產(chǎn)物。
步驟2:對(duì)步驟I所得到的中間產(chǎn)物用去離子水、無水乙醇或丙酮的一種或幾種稀釋后再分離得到純度較高的銀納米顆粒。
步驟3:將所述的銀納米顆粒分散到含穩(wěn)定劑的水溶液中(穩(wěn)定劑可以是羥乙基纖維素、聚乙烯醇和硬脂酸的一種或幾種)，即配成銀納米油墨。
步驟4:將油墨在基板上印制成目標(biāo)圖樣，并在室溫下自然固化。
步驟5:將印好的圖案在室溫下用電解質(zhì)溶液處理即可導(dǎo)電。
上述方法中涉及的化學(xué)還原過程以乙二醇作為代表其反應(yīng)方程式為:
2H0CH2CH20H+02 — 2H0CH2CH0+2H20I
2Ag++H0CH2CH0+H20 — H0C00H+2Ag+2H+2
方程式I為乙二醇在有氧環(huán)境下被氧化成乙醇醛的過程，乙醇醛的還原性較強(qiáng)，可以把銀離子還原成銀，此過程可參照方程式2。
本發(fā)明的實(shí)施，具備以下有益效果:
(I)本發(fā)明所用的材料成本低廉、銀納米顆粒的產(chǎn)率高、浪費(fèi)小、工藝流程簡單易于重復(fù)，具備很大的應(yīng)用前景；
(2)本發(fā)明合成銀納米顆粒尺寸小、粒徑分布均勻、易分散、穩(wěn)定性高不易被氧化；
(3)本發(fā)明的免燒結(jié)超細(xì)銀納米油墨可以在室溫下用電解質(zhì)處理而達(dá)到高溫?zé)Y(jié)的效果，處理過程簡單易操作，污染小，能耗低；
(4)本發(fā)明所用原料均無毒，有害廢棄物產(chǎn)生少，實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能環(huán)保、綠色生產(chǎn)”。
實(shí)例I
將I份硝酸銀與3 6份聚乙烯吡咯烷酮溶于乙二醇，加入體積為乙二醇0.5 2倍的聚乙醇400增加其黏度。再將其滴入已經(jīng)在140°C 180°C下加熱一小時(shí)以上的乙二醇中，反應(yīng)20分鐘 60分鐘，將混合液冷卻至室溫，加入無水乙醇或丙酮稀釋于高速離心機(jī)分離得到的沉淀物為尺寸在40nm 60nm的銀納米顆粒。將分離出的銀納米顆粒以25wt% 35wt%的質(zhì)量比分散在0.1M IM羥乙基纖維的水溶液中制備出銀納米油墨。將該油墨網(wǎng)印或噴印于基底上，室溫下自然固化后放入氯鹽(氯化鈉、氯化鉀、氯化銅等)的水溶液中超聲處理15分鐘 I小時(shí)，取出洗凈干燥。處理后樣品電阻率約為8.7 μ Ω.cm±0.5 μ Ω.cm。
實(shí)例2
將I份硝酸銀與3份聚乙烯吡咯烷酮與3份十六烷基苯磺酸鈉溶于乙二醇，加入體積為乙二醇0.1 I倍的丙三醇增加其黏度。再將其倒入已經(jīng)在140°C 180°C下加熱一小時(shí)以上的乙二醇中，反應(yīng)20分鐘 60分鐘，卻至室溫，加入無水乙醇或丙酮稀釋于高速離心機(jī)分離得到的沉淀物為尺寸在40nm 60nm的銀納米顆粒。將分離出的銀納米顆粒以25被％ 35被％的質(zhì)量比分散在0.1M IM聚乙烯醇的水溶液中得到銀納米油墨。將該油墨網(wǎng)印或噴印于基底上，室溫下自然固化后放入硫化物(硫化鈉、硫化鉀等)的水溶液中超聲處理15分鐘 I小時(shí)，取出洗凈干燥。處理后樣品電阻率約為9μ Ω.cm±0.5 μ Ω.cm。
實(shí)例3
將I份硝酸銀與3 6份聚乙烯吡咯烷酮溶于一縮二乙二醇，加入體積為一縮二乙二醇0.4 1.5倍的聚乙二醇400增加其黏度。再將其倒入已經(jīng)在140°C 180°C下加熱一小時(shí)以上的乙二醇中，反應(yīng)20分鐘 60分鐘，冷卻至室溫，加入無水乙醇或丙酮稀釋于高速離心機(jī)分離得到的沉淀物為尺寸在40nm 70nm的銀納米顆粒。將分離出的銀納米顆粒以25wt% 35wt%的質(zhì)量比分散在0.1M IM羥乙基纖維水溶液中得到銀納米油墨。將該油墨網(wǎng)印或噴印于基底上，室溫下自然固化后將氯鹽的水溶液噴涂在其上，待水液揮發(fā)后用去離子水洗凈干燥，此步驟可多次重復(fù)。處理后樣品電阻率約為8.9 μ Ω.cm±0.5 μ Ω.cm。
實(shí)例4
將I份醋酸 銀與3 6份聚乙烯吡咯烷酮溶于二縮三乙二醇，加入體積為二縮三乙二醇0.1 I倍的聚乙二醇400增加其黏度。再將其倒入已經(jīng)在140°C 180°C下加熱一小時(shí)以上的乙二醇中，反應(yīng)20分鐘 60分鐘，然后冷卻至室溫，加入無水乙醇或丙酮稀釋于高速離心機(jī)分離得到的沉淀物為尺寸為30nm 70nm的銀納米顆粒。將分離出的銀納米顆粒以25wt% 35wt%的質(zhì)量比分散在0.1M IM的硬脂酸與羥乙基纖維素的混合溶液中得到銀納米油墨。將該油墨網(wǎng)印或噴印于基底上，室溫下自然固化后將硝酸鹽(硝酸鈉、硝酸鉀等)的水溶液噴涂在其上，待水液揮發(fā)后用去離子水洗凈干燥，此步驟可多次重復(fù)。處理后樣品電阻率約為8.7μ Ω.cm±0.5μ Ω.cm。實(shí)例5將I份醋酸銀與3 4份聚乙烯吡咯烷酮和3 4份十二烷基苯磺酸鈉溶于乙二醇，同時(shí)加入體積為乙二醇0.1 I倍的一縮二乙二醇與聚乙二醇400增加其黏度。直接將該溶液加熱至140°C 180°C，反應(yīng)30分鐘 60分鐘，然后冷卻至室溫，加入無水乙醇或丙酮稀釋于高速離心機(jī)分離得到的沉淀物為尺寸在30nm 70nm的銀納米顆粒。將分離出的銀納米顆粒以25wt% 35wt%的質(zhì)量比分散在0.1M IM的羥乙基纖維素與聚乙烯醇的混合溶液中得到銀納米油墨。將該油墨網(wǎng)印或噴印于基底上，室溫下自然固化后將含氯鹽或硫化物(氯化 鈉、硫化鈉等)的水溶液噴涂在其上，待水液揮發(fā)后用去離子水洗凈干燥，此步驟可多次重復(fù)。處理后樣品電阻率約為8.8μ Ω.cm±0.5 μ Ω.cm。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種免燒結(jié)超細(xì)銀納米油墨的制備方法，其特征在于包下述步驟: 步驟1:將銀鹽與保護(hù)劑溶于低元醇，再加入抑制劑配成前驅(qū)體溶液，將所述前驅(qū)體溶液滴入還原劑中并在140°c -180°C的環(huán)境下反應(yīng)20分鐘-1小時(shí)，完成后將其冷卻至室溫；步驟2:待步驟I結(jié)束后，用去離子水、無水乙醇、丙酮的一種或幾種稀釋并分離得到銀納米顆粒； 步驟3:將所述銀納米顆粒重新分散到含穩(wěn)定劑的水溶液中配制成銀納米油墨。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述抑制劑為高元醇和/或聚合醇，且所述抑制劑與低元醇的體積比為10:1 1:2。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述聚合醇選自聚乙二醇400、聚乙二醇600和丙三醇的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述保護(hù)劑為含聚乙烯吡咯烷酮的表面活性劑，與銀鹽的摩爾比為1:2 6:1。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素、聚乙烯醇或硬脂酸的一種或幾種，穩(wěn)定劑在水溶液中的濃度為0.lmol/L lmol/L。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述低元醇為乙二醇和/或一縮二乙二醇和/或二縮三乙二醇。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述方法制備的銀納米油墨的應(yīng)用，其特征在于: 將所述銀納米油墨在基板上印制成目標(biāo)圖樣，并在室溫下自然固化，再將固化后的圖樣用電解質(zhì)溶液處理；所述電解質(zhì)溶液為含氯離子、氫氧根離子、硝酸根離子或氫硫酸根離子的水溶液，電解質(zhì)的濃 度為0.5mol/L lmol/L。
全文摘要
本發(fā)明屬于印制電子領(lǐng)域，尤其涉及印制電子中的導(dǎo)電油墨。本發(fā)明提供一種免燒結(jié)超細(xì)銀納米導(dǎo)電油墨的制備方法，該油墨使用后可在室溫下經(jīng)電解質(zhì)處理而達(dá)到高溫?zé)Y(jié)的效果，合理避免了高溫處理，有效防止了金屬顆粒的氧化與基板的受熱形變。其具體實(shí)施方案為將保護(hù)劑與銀鹽溶于低元醇→加入抑制劑并加熱至140℃～180℃反應(yīng)得到銀納米顆粒→分離出銀顆?！鷮⑵浒幢壤稚⒌胶€(wěn)定劑的水溶液中配制成銀油墨→將油墨印制的圖樣用以電解質(zhì)溶液處理。整個(gè)發(fā)明操作簡便、易于重復(fù)、成本低廉、能耗低、污染小；獲得的銀顆粒尺寸小、分布均勻、利于分散；用其制備的油墨穩(wěn)定性高，易于保存，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B22F9/24GK103194118SQ20131014187
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者唐耀, 何為, 王守緒, 陶志華, 陳苑明 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)