[发明专利]一种喷墨印刷用纳米银导电墨水的制备方法

说明书

本发明公开了一种喷墨印刷用纳米银导电墨水的制备方法。通过在制备银纳米粒子过程中使用分散性和粘附力都很好的羟基纤维素作为稳定剂，同时使用的还原剂、前躯体等都是在低于200℃以下温度能分解的物质，将制备的银纳米粒子分散液通过减压蒸馏后，加入其它水溶性助剂，即得到能低温烧结的纳米银导电墨水。此种纳米银导电墨水中羟甲基纤维素既作为纳米银制备过程中的稳定分散剂，又作为最终纳米银导电墨水中的粘附剂，降低了纳米银墨水中树脂的使用量，银的固含量提高，对导电性有明显改善。将此纳米银导电墨水通过喷墨印刷在在纸张、玻璃、陶瓷和塑料等基质上，低于200℃的温度范围烧结后获得很好的导电性，能被应用于柔性电路的导线如触摸屏和射频识别标签上等。

技术领域

本发明涉及一种喷墨印刷用纳米银导电墨水的制备方法。

背景技术

目前，印刷电子材料的快速发展促进了与之相关工业的形成、发展与进步。微电子技术不断的发展对印刷电子材料提出了更高要求，进一步向高密、多层、高可靠性、低成本、短周期以及自动化连续生产等方向发展。然而，传统的印制电路工业使用光刻技术，涉及刻蚀、金属沉积和电镀等工艺过程，伴随着大量的有毒化学废弃物的产生。因此，在基板上直接制作电路的喷墨印刷技术得到了广泛关注，纳米金属喷墨打印技术在进行电子产品产生时只需要打印与涂层后处理两步骤，大大简化了制备工艺，提高了生产效率，避免了浪费与污染。

中国专利CN 102120265B公开了一种纳单分散的银纳米粒子的胶体、纳米银粉的制备方法及其导电油墨：它选用不同的还原剂、前驱体、稳定剂以及溶剂制备单分散的银纳米粒子胶体，对单分散的银纳米粒子胶体进行离心沉淀，清洗和烘干得到纳米银粉，再将纳米银粉和各种助剂混合制备导电油墨，通常制备的银纳米粒子经过离心清洗，容易团聚，再分散困难；并且该发明工艺复杂。中国专利CN 101812181A公开了一种纳米银分散液与其喷银墨水，其纳米银分散液中含有聚乙烯醇、二甘醇或者甘油等稳定剂，为了改善其与基质的附着力，进一步加入大量磺酸盐水分散聚酯。这样大量的稳定剂和助剂的加入，将对导电性能产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷墨印刷用纳米银导电墨水的制备方法，通过在制备银纳米粒子过程中使用分散性和粘附力都很好的羟基纤维素，同时使用的还原剂、前躯体等都是在低于200℃以下温度能分解的物质，这样将制备的银纳米粒子分散液通过减压蒸馏后，加入其它助剂，即得到能低温烧结的纳米银导电墨水。

为了达到上述目的，本发明提供一种纳米银导电墨水的制备方法，所述具体步骤如下：

将有机银盐和稳定剂溶解在水中，室温下搅拌均匀；加入氨水，调节pH值为10-12；然后将还原剂逐滴加入，常温下搅拌反应1小时；将反应后的溶液减压蒸馏浓缩；在浓缩后的溶液中加入各种助剂；再超声分散，得到分散性好，粒径均匀的纳米银导电墨水。

所述有机银盐为甲酸银、醋酸银中的任意一种，其有机银盐的阴离子可以在低于200℃挥发或者分解，有机银盐浓度为0.01mol/L至1.0mol/L。

所述稳定剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种，羟基纤维素在制备银纳米粒子过程中起到分散和稳定银纳米粒子的作用，同时此羟基纤维素一直存在在纳米银导电墨水中，最终起到粘附剂的作用。

所述还原剂为水合肼、苯肼、甲醛中的任意一种不含金属阳离子并且在低于200℃挥发或者分解的物质。

所述减压蒸馏后的溶液中银纳米粒子的浓度为10-60％，银纳米粒子粒径为10-50nm。

所述助剂为防沉剂如BYK-420，流平剂如BYK-333，消泡剂如BYK-022和粘度调节剂如BYK-425中的一种或者几种，各种助剂都是水溶性的。

所述纳米银导电墨水能通过喷墨印刷在纸张、玻璃、陶瓷、塑料基质上，低于200℃的温度范围烧结后，电阻率低于1×10-5Ω·cm。