[发明专利]一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水及其制备方法和应用。导电墨水由20％～35％甲酸铜、20％～45％络合剂、25％～55％溶剂以及0％～2.5％添加剂组成。本发明的导电墨水制备方法简单，热处理温度低，稳定性强，在室温自然光下存放90天无沉淀生成。

技术领域

本发明属于导电墨水技术领域，具体涉及一种高稳定性的无颗粒型铜基导电墨水及其制备方法和应用。

背景技术

印制电子技术是一项新兴的微电子制造技术，具备成本低，污染少，能耗低，能够实现大面积，柔性化制造的特点。印制电子的核心在于将功能性墨水转印于基材上，经过一定的后处理，使其具备所需要的电性能，因而墨水的研究是印制电子的基础。

目前，银基导电墨水已经实现商业化生产，并应用于无线射频识别(RFID)、有机发光二极管(OLED)、印制电路板(PCB)、柔性电路板(FPCB)等。然而其高昂的成本，较低的稳定性以及电迁移现象等一系列问题都限制了银基导电墨水的大规模应用。

此外，导电墨水的稳定性也是需要解决的问题，温度较高或遇光会使导电墨水有颗粒析出形成沉淀，导致墨水失效。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种制备方法简单、热处理温度低、稳定性强、成本低、可在室温自然光下存放90天不变质的含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水，由以下原料按重量百分比组成：甲酸铜20％～35％、络合剂20％～45％、溶剂25％～55％、添加剂0％～2.5％。优选的，甲酸铜22.90％～31.23％、络合剂23.78％～41.93％、溶剂29.77％～51.56％、添加剂0％～2.14％。

上述的一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水，所述的络合剂为1,2-丙二胺和/或辛胺。

上述的一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水，所述的溶剂为甲醇、乙醇或乙二醇甲醚。

上述的一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水，所述的添加剂为乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇6000。

一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水的制备方法，包括如下步骤：将络合剂溶解于溶剂中，搅拌混合均匀后，缓慢加入甲酸铜，在0～25℃下搅拌0.5～1h至完全溶解；然后加入添加剂，搅拌均匀，得目标产物。

上述的一种含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水在印制电子中的应用。具体的将含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水滴涂于基板上制备导电铜膜。方法如下：将权利要求1所述的含有甲酸铜的高稳定性无颗粒型铜基导电墨水均匀滴涂于基板上，在氮气气氛下加热至110～150℃，热处理20～60min。优选的，所述的基板为玻璃、硅片、陶瓷、PET或PI。

本发明的有益效果：

1.本发明的无颗粒型导电墨水，涂膜于基材上，制备的导电铜膜，电阻率为15.5～52μΩ·cm。稳定性好，在室温自然光条件下存放90天无沉淀变质，经热处理得到的导电铜模电阻率无明显变化。

2.本发明的无颗粒型导电墨水，稳定性好，无需避光和低温储存，给商业化生产，存储运输带来极大便利。

3.本发明的无颗粒导电墨水，热处理温度范围为110～150℃，可用于多种打印基材，如玻璃、硅片、陶瓷、PET、PI等。

4.本发明的无颗粒型导电墨水，成本低廉，制备方法简单，易于实现工业化生产。