[发明专利]金属纳米颗粒合成与导电墨水配方

权利要求书

1.一种墨水配方，包括

a)占所述墨水配方重量-体积百分比在10％-40％范围内的金属纳米颗粒；

b)占所述墨水配方重量百分比在0.5％-5％范围内的分散剂；

c)占所述墨水配方重量百分比在15％-50％范围内的粘性调整溶剂；以及

d)占所述墨水配方重量百分比在30％-80％范围内的表面张力调节溶剂。

2.根据权利要求1所述的墨水配方，其中所述金属纳米颗粒的大小为20-30纳米。

3.根据权利要求1所述的墨水配方，其中所述墨水配方的粘性在3-30cPs之间，或3-20cPs之间。

4.根据权利要求1所述的墨水配方，其中所述金属纳米颗粒从包括银、铜、金、镍、铂、钴、锌纳米颗粒和其混合物的组中选择；

所述分散剂从包括BYK-108、BYK-110、BYK-180、BYK-190和BYK-333的组中选择；

所述粘性调整溶剂从包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇丁基醚、三乙二醇甲基醚及其混合物的组中选择；以及

所述表面张力调节溶剂从包括水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、1-丁醇、2-丁醇和2-甲氧基乙醇的组中选择。

5.一种形成金属纳米颗粒混合物的方法，包括

a)将PVP溶解在基于乙二醇的溶剂中以获得PVP溶液；

b)将金属前物溶解在亲水性溶剂中以制备金属盐溶液；

c)以控制的速率将步骤b)中的所述金属盐溶液加入步骤a)中所述PVP溶液以形成混合物；以及

d)将步骤c)中所述混合物离心且进一步清洗以获得所述金属纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述方法，其中在步骤a)中所述基于乙二醇的溶剂是乙二醇、二乙二醇或聚乙二醇；

步骤b)中所述亲水性溶剂是去离子水或乙二醇；以及

步骤b)所述金属前物从包括金属氯化物、金属硝酸盐、金属硫酸盐和金属乙酸盐的组中选择。

7.根据权利要求5所述方法，其中所述金属纳米颗粒的大小在20-30纳米范围内。

8.根据权利要求5所述方法，其中进一步将还原剂在步骤c)之前导入到步骤a)所述的PVP溶液中，所述还原剂从包括连二磷酸钠、抗坏血酸、硼氢化钠和联氨的组中选择。

9.一种制造导电薄膜的方法，包括

a)形成权利要求1中的墨水配方；

b)将步骤a)中的所述墨水配方过滤并加载到打印机中；

c)以预设的打印参数通过在衬底上打印所述过滤后的墨水形成薄膜；以及

d)将步骤c)中所述薄膜进行烧结以获得所述导电薄膜；

其中所述烧结在不高于150℃的温度进行。

10.根据权利要求9所述方法，所述导电薄膜的电阻率小于15μΩ.cm，或小于12μΩ.cm。

11.根据权利要求9所述方法，其中所述导电薄膜的厚度在0.75μm-1μm范围内。

12.根据权利要求9所述方法，其中步骤c)中所述衬底从包括标准办公纸、相纸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸、聚酰亚胺和玻璃的组中选择。

13.根据权利要求9所述方法，其中所述烧结通过热炉或高能量闪光灯来进行。

14.根据权利要求9所述方法，所述打印机是压电喷墨式或办公式的打印机。