利用相轉(zhuǎn)移還原法的金屬納米粒子的制造方法及包含由此制造的金屬納米粒子的金屬油墨的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用相轉(zhuǎn)移還原法的金屬納米粒子的制造方法及包含由該制造方法 制造的金屬納米粒子的金屬油墨。更詳細(xì)而言，涉及利用根據(jù)有機相的多種金屬前體與封 端物質(zhì)借助配位鍵而形成的中間體與存在于水相的還原劑之間的分配平衡來調(diào)節(jié)還原反 應(yīng)的相轉(zhuǎn)移還原法來制造金屬納米粒子的方法及包含由該方法制造的金屬納米粒子的金 屬油墨。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬油墨用于導(dǎo)電性油墨、電磁波屏蔽劑、反射膜形成材料、抗菌劑等多種制品， 特別是導(dǎo)電性油墨，由于近年來在電氣電子部件電路中鉛使用的限制以及低電阻金屬配 線、印刷電路基板（PCB)、軟性電路基板（FPC)、無線射頻識別（RFID)標(biāo)簽（tag)用天線、電 磁波屏蔽及等離子體顯示器（PDP)、液晶顯示器（TFT-IXD)、有機發(fā)光二極管（OLED)、彈性 顯示器和有機薄膜晶體管（OTFT)等新領(lǐng)域中需要金屬圖案或簡單形成電極時有用，因此 對其關(guān)注逐漸增加，此外，隨著電子制品的多功能化和超薄化趨勢，其所使用的金屬離子的 大小也正漸漸趨于微細(xì)化。
[0003] 通常，就金屬油墨而言，通過將金屬前體油墨化、或?qū)⒔饘偌{米粒子油墨化來制造 各種金屬油墨。
[0004] 上述金屬油墨中使用的金屬納米粒子一直是通過在單相中進(jìn)行還原反應(yīng)來制造 的。然而，在單相中進(jìn)行還原反應(yīng)的情況下，雖然能夠調(diào)節(jié)粒度，但是難以精確調(diào)節(jié)反應(yīng)條 件，分離/精制工序繁瑣，因此容易殘留反應(yīng)副產(chǎn)物，從而在制成金屬油墨時對物性產(chǎn)生影 響，制造過程變得復(fù)雜，并且收率也降低。
[0005] 由此，本發(fā)明人合成了多種結(jié)構(gòu)的金屬前體，并通過還原反應(yīng)合成了金屬納米粒 子，所述還原反應(yīng)利用根據(jù)制造的前體與封端物質(zhì)借助配位鍵而生成的中間體與存在于水 相的還原劑的分配平衡而使反應(yīng)物質(zhì)在有機相和水相中進(jìn)行分配的相轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。此時，可 以根據(jù)導(dǎo)入的金屬前體的種類和封端物質(zhì)來控制金屬納米粒子的粒度，此外，在使用這樣 調(diào)節(jié)粒度而得的金屬納米粒子來制造的金屬油墨的情況下，能夠調(diào)節(jié)低溫至高溫的燒成溫 度，能夠制造具有優(yōu)異的電性能的金屬油墨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)課題
[0007] 本發(fā)明所要解決的課題是，提供如下制造金屬納米粒子的方法：合成多種結(jié)構(gòu)的 金屬前體，并通過還原反應(yīng)合成金屬納米粒子，所述還原反應(yīng)利用根據(jù)制造的前體與封端 物質(zhì)借助配位鍵而生成的中間體與存在于水相的還原劑的分配平衡而使反應(yīng)物質(zhì)在有機 相和水相中進(jìn)行分配的相轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，此時，根據(jù)所使用的前體和封端物質(zhì)，所述金屬納米粒 子具有多種粒度。
[0008] 本發(fā)明所要解決的另一課題是，提供一種金屬油墨，其使用根據(jù)利用前述相轉(zhuǎn)移 還原法制造的封端物質(zhì)而具有多種粒度的金屬納米粒子，從而在具有多種燒成溫度的同 時，改善電物性。
[0009] 解決課題的方法
[0010] 為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種金屬納米粒子的制造方法，其包括：將金屬前 體和封端劑溶解于有機相的步驟；將還原劑溶解于水相的步驟；將上述有機相和上述水相 混合來形成沉淀物的步驟；將上述沉淀物進(jìn)行分離的步驟；和將上述分離后的沉淀物進(jìn)行 干燥的步驟。
[0011] 本發(fā)明可以進(jìn)一步包括將分離后的沉淀物進(jìn)行精制的步驟。
[0012] 在本發(fā)明所提及的金屬納米粒子的制造方法中，上述金屬前體優(yōu)選為由多種脂肪 酸制造的下述結(jié)構(gòu)的金屬前體：
[0013] 化學(xué)式1
[0014]
【主權(quán)項】
1. 一種金屬納米粒子的制造方法，其包括： 將金屬前體和封端劑溶解于有機相的步驟； 將還原劑溶解于水相的步驟； 將所述有機相和所述水相混合來形成沉淀物的步驟； 將所述沉淀物進(jìn)行分離的步驟；和 將所述分離后的沉淀物進(jìn)行干燥的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米粒子的制造方法，所述金屬前體為下述結(jié)構(gòu)的金屬 前體： 化學(xué)式1
其中，X為氫、碳原子數(shù)1至6的烷基或鹵素，M選自由Ag、PcU Rh、Cu、Pt、Ni、Fe、Ru、 Os、Mn、Cr、Mo、Au、W、Co、Ir、Zn 和 Cd 組成的組，n 為 O 至 23 的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米粒子的制造方法，所述封端劑為烷基主鏈的長度為 4至20的烷基胺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬納米粒子的制造方法，將在烷基主鏈的各個位置用C、H 或〇進(jìn)行了取代的烷基胺作為封端劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米粒子的制造方法，所述還原劑為選自由檸檬酸三 鈉、NaBH4、苯肼· HC1、苯肼、抗壞血酸和肼組成的組中的一種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米粒子的制造方法，以金屬前體的1至10倍的摩爾濃 度使用所述封端劑，以金屬前體的2至1/4倍的摩爾濃度使用所述還原劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米粒子的制造方法，在所述有機相與所述水相的混合 中，以lml/sec至1000ml/h的速度向所述有機相滴加所述水相。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米粒子的制造方法，根據(jù)所述金屬前體的烷基主鏈的 長度或其取代基的長度、或者封端劑的烷基鏈的長度來控制金屬納米粒子的平均粒度。
9. 一種金屬油墨，其包含由權(quán)利要求1~8中任一項所述的方法來制造的金屬納米粒 子。
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用根據(jù)有機相的多種金屬前體與封端物質(zhì)借助配位鍵而形成的中間體與存在于水相的還原劑之間的分配平衡來調(diào)節(jié)還原反應(yīng)的相轉(zhuǎn)移還原法的金屬納米粒子制造方法及由金屬納米粒子制造的金屬油墨，根據(jù)本發(fā)明的方法包括金屬納米粒子的制造步驟，所述金屬納米粒子的制造步驟包括：將金屬前體和封端劑溶解于有機相的步驟；將還原劑溶解于水相的步驟；將上述有機相和上述水相混合來形成沉淀物的步驟；將上述沉淀物進(jìn)行分離的步驟；和將上述分離后的沉淀物進(jìn)行干燥的步驟，對于通過該方法得到的金屬納米粒子，根據(jù)前體的種類和用作封端劑的胺的烷基鏈的長度可以制造具有多種粒度的金屬納米粒子，不僅如此，基于反應(yīng)中生成的金屬納米粒子的密度差而使納米粒子從有機層向水層沉淀，在水層中發(fā)生使納米粒子生長停止的自淬滅反應(yīng)，從而容易進(jìn)行粒度調(diào)節(jié)。
【IPC分類】C01G5-00, B22F9-24, B82B3-00, C09D11-00
【公開號】CN104736276
【申請?zhí)枴緾N201380054932
【發(fā)明人】金成淳, 柳義炫, 樸燦爀, 金美英, 連卿烈
【申請人】三星精密化學(xué)株式會社
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年5月9日
【公告號】US20150217374, WO2014030826A1