[发明专利]一种电子印刷用纳米银基导电油墨的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于印刷电子材料合成技术领域，具体涉及一种超细纳米银基导电油墨的快速、高效的合成方法。

背景技术

电子印制技术即用专门的喷墨打印机，把导电油墨直接打印在各种基板上，通过适当的低温处理工艺，形成各种导电线路和互联图形，其具有生产工序少、生产成本低、环境友好、设计灵活、功能多样化等优点。喷墨加成工艺现已在很多方面得到应用，比如印刷线路板(PCB)导电图形，柔性电路(FPC)，无线射频识别标签(RFID)，有机薄膜晶体管(OTFT)，有机场效应晶体管(OFET)，电子橱窗，电池电极，薄膜开关，电磁屏蔽，无源元件等。采用喷墨印制加成工艺，首要的问题就是导电油墨的使用。金属银由于具有最高的电导率和热导性，因此成为最受关注的纳米金属油墨。由于纳米银具有无可比拟的优势，发达国家正大力开发新型纳米银导电油墨，以满足不同印制电子产品的需要，如RFID的超高频天线、薄膜键盘和开关、PCB、电池测试器、挠性显示器、电磁波屏蔽材料等。目前，粒径小于20nm的纳米银油墨已成功商品化。配合超级打印机，可制得线宽/间距仅为3-5μm的导线，较普通丝网印制减少近90％。相比之下，我国在印刷电子领域，特别是纳米金属导电油墨的发展方面还基本处于空白阶段。因此，寻求一种简单、快速、高性能的纳米银基导电油墨的合成方法目前依然是一个挑战。本发明为纳米银基导电油墨的合成提供了一种简单、快速高效的合成方法，这种方法有利于大规模化生产及应用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种纳米银基导电油墨的快速、高效的制备方法，由该方法制备的纳米银基导电油墨具有较好的分散性和稳定性，而且其喷印、固化及导电性能良好，尤其是其合成过程简单、快速，有利于日后实施工业化生产。

本发明的技术方案：一种高分散性与稳定性而且喷印、固化及导电性能良好的纳米银基导电油墨的快速高效合成方法。首先，将一元醇、多元醇和去离子水按体积比(1-9)：(1-9)：(0-8)的比例混合均匀作为复合溶剂；之后，将有机树脂与复合溶剂按质量比(1-20)：100在一定温度条件下充分混合搅拌均匀形成溶液；最后，将超细银基纳米粉与上述溶液按质量比为1-85：100的比例在一定温度条件下充分混合均匀，并进行后续的真空脱泡处理，即得纳米银基导电油墨。

由本发明提供的技术方案可以看出：此方案不仅能够制备出高分散性与稳定性而且喷印、固化及导电性能良好的纳米银基导电油墨，而且该制备方法具有过程简单可控、高效、耗能较少等优点，因此适合工业化生产。

附图说明

图1本发明实施例1所涉及的导电油墨中银纳米球形颗粒的紫外吸收光谱。

图2本发明实施例1所涉及的导电油墨中银纳米球形颗粒的高倍透射电镜图。

图3本发明实施例1所涉及的导电油墨中银纳米球形颗粒的电子衍射图。

图4本发明实施例2所制备的纳米银导电油墨的实物照片。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

将乙醇、乙二醇和去离子水按体积比6：3：1的比例混合均匀作为复合溶剂；之后，将聚环氧乙烷(重均分子量：20000)与复合溶剂按质量比2：100在20℃下充分混合搅拌均匀形成溶液；最后，将超细银纳米粉(平均粒径：20nm)与上述溶液按质量比为35：100的比例在一定温度条件下充分混合均匀，并进行后续的真空脱泡处理，即得纳米银基导电油墨。

采用紫外—可见分光光度计及透射电子显微镜对所得产物进行表征分析。从图1的紫外可见光谱表征结果看，在400nm附近有一个比较强的可归属为球形银纳米粒子的特征吸收峰；从图2及图3的TEM及SAED结果看，所得到的银纳米球形颗粒的分散性较好，且粒径分布均一，平均粒径大约在1-10nm之间。

实施例2

将异丙醇、一缩二丙二醇和十六醇按体积比7：2：1的比例混合均匀作为复合溶剂；之后，将聚环氧乙烷(重均分子量：20000)与复合溶剂按质量比5：100在40℃下充分混合搅拌均匀形成溶液；最后，将超细银铜合金纳米粉(平均粒径：20nm)与上述溶液按质量比为30：100的比例在一定温度条件下充分混合均匀，并进行后续的真空脱泡处理，即得纳米银铜合金导电油墨。

图4为调制的导电油墨的实物照片。采用表面界面张力仪(型号：DCAT21)测得上述调制的导电油墨的表面张力为35dynes·cm^-1；采用旋转粘度计(上海平轩科学仪器有限公司，型号：NDJ-8S)测得油墨粘度为15cP，利用上述导电油墨喷印于75μm厚的聚酰亚胺薄膜表面，喷印的覆膜厚度为13μm，测得覆膜的方块电阻为85mΩ/□(天津安合盟科技有限公司，型号：SB100A-2)。