[发明专利]具有掺杂的银纳米颗粒的金属颗粒溶胶

说明书

本发明涉及金属颗粒溶胶，其具有用选自金属钌、铑、钯、锇、铱和铂，优选钌中的金属或金属化合物掺杂的银纳米颗粒，以及涉及用于制备这种溶胶的方法及所述溶胶的用途。

包含银纳米颗粒的金属颗粒溶胶尤其用于制备导电涂层或用于制备喷墨印刷方法和丝网印刷方法的油墨，所述方法目的在于例如以微结构的形式、借助印刷方法制造导电结构的涂层。在此，涂布柔性塑料基材非常重要，例如用于制备柔性RFID标签。为了实现足够的导电性，借助银纳米颗粒溶胶涂布的涂层必须在升高的温度下干燥并且烧结足够的时间，这对于塑料基材意味着巨大的热负荷。

因此存在通过合适的措施减少实现足够的导电性所必需的烧结时间和/或烧结温度的期望，从而可以减少塑料基材的这种热负荷。

WO2007/118669A1中描述了金属颗粒溶胶的制备，其中，用于制备的金属盐溶液包含选自铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、锌和/或钙的离子。然而，WO2007/118669A1完全没有描述用于减少烧结时间或降低烧结温度的任何措施。

US4,778,549中描述了通过起催化作用的金属存在下当加热至超过750℃的温度时可以加速由玻璃或陶瓷基体组成的有机材料的分解，所述金属选自钌、铑、钯、锇、铱和铂。从J.Am.Chem.Soc.1989,111,1185-1193中已知的是，在Ru(001)的金属表面上可以催化聚合物型醚的分解。然而，这些文献都没有给出指示，如何可以减少由银纳米颗粒组成的涂层对于实现足够的导电性所必需的的烧结时间和/或降低烧结温度，从而降低塑料基材的热负荷。

因此，仍然存在对减少包含银纳米颗粒的涂层的烧结时间和/或降低烧结温度以降低塑料基材的热负荷，同时实现对于应用而言足够的导电性的简单方案的需求。

因此，本发明的目的在于，寻找包含银纳米颗粒的金属颗粒溶胶，及其制备方法，采用所述方法可以如此降低为实现足够的导电性所必需的烧结时间和/或烧结温度，从而可以降低热负荷，尤其是塑料基材的热负荷。

令人惊讶地发现，用基于金属颗粒溶胶的银含量计，0.1至10重量%含量的选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的金属以金属或该金属的至少一种化合物的形式掺杂银纳米颗粒显著减少为了实现足够的导电性所必需的烧结时间。在此，烧结时间可以减少最多至80%，其导致尤其是热敏塑料基材的相当大的热减轻（thermischen Entlastung），并且还可以使得对于用这种导电结构涂布而言的可能的塑料基材的可使用的品种扩大。可选地，通过可比的烧结时间，使用根据本发明的金属颗粒溶胶可以实现比使用没有相应的掺杂的已知的银纳米颗粒溶胶明显更高的导电性。

因此，本发明的主题是具有≥1g/l的金属纳米颗粒含量的金属纳米颗粒溶胶，所述溶胶包含：

-银纳米颗粒

-至少一种分散剂，和

-至少一种液态分散介质

其特征在于，所述金属纳米颗粒溶胶包含基于所述金属纳米颗粒溶胶的银含量计0.1至10重量%的金属和/或至少一种金属化合物形式的选自钌、铑、钯、锇、铱和铂中的至少一种金属。

优选地，金属和/或至少一种金属化合物形式的选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的金属的含量为0.1至5重量%的量，特别优选为0.4至2重量%，基于金属纳米颗粒溶胶的银含量计。

优选地，在本发明的范围内，选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的金属为钌。在根据本发明的金属纳米颗粒溶胶中，优选至少90重量%，更优选至少95重量%，特别优选至少99重量%，非常特别优选所有的钌以二氧化钌的形式存在。

在最优选的实施方案中，金属纳米颗粒溶胶中的银纳米颗粒具有至少80%，优选至少90%的含量的选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的至少一种金属。所述金属纳米颗粒溶胶仅包含少量的选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的金属的不含银的金属纳米颗粒或金属化合物纳米颗粒。优选地，所述金属纳米颗粒溶胶包含小于20%，特别优选小于10％(基于该金属的含量计)含量的以该金属的不含银的金属纳米颗粒或金属化合物纳米颗粒形式的选自钌、铑、钯、锇、铱和铂中的金属。

通常，根据本发明的金属纳米颗粒溶胶优选具有1g/l至25.0g/l的金属纳米颗粒含量。然而，通过使用浓缩步骤，也可以实现最高至500.0g/l或更高的金属纳米颗粒含量。