[发明专利]适用于喷墨打印成膜工艺的纳米钨氧化物油墨、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种适用于喷墨打印成膜工艺的纳米钨氧化物油墨、其制备方法及其应用，将纳米钨氧化物粉体和溶剂混合，通过球磨分散研磨均匀，然后加入溶剂调配即得到。本发明制备的纳米钨氧化物油墨适合喷墨打印，打印效果好。采用此油墨通过喷墨打印可直接制备出具有电致变色性能的氧化钨薄膜，为电致变色薄膜的大面积均匀制备和低成本化提供了一个有效的解决方案。

技术领域

本发明涉及一种用于喷墨打印的纳米钨氧化物油墨及其制备方法，属于油墨领域。

背景技术

氧化钨又名钨华，化学式WO₃。淡黄色斜方晶体，受热时颜色加深，冷却后又恢复为淡黄，空气中稳定，熔点为1473℃，沸点高于1750℃，相对密度为7.16，不溶于水和除氢氟酸外的无机酸，能溶于热浓氢氧化钠溶液和氨水。根据晶型和周围环境的不同，八面体单元会发生倾斜、旋转等不同方式的畸变，同时还伴随着钨偏离八面体体心的现象，氧空位的存在，会对晶胞、键长、电子结构产生不同程度的影响，导致电荷分布、能隙、化学计量比等发生改变。着色状态下的氧化钨呈现深蓝色，由于颜色较为柔和且隔光性能较好，适用于日常家居使用。作为一种新型功能材料，氧化钨具有生产成本低、易合成、低能耗、广视角、着色效率高、色彩对比度强、寿命长、稳定性好等诸多特点，这些都使其一度为电致变色领域的研究热点。

传统制备氧化钨薄膜的方法有蒸发法、溅射法(CN110642526A)、溶胶凝胶法(CN101576695A)、脉冲激光沉积法、电沉积法(CN105366954A)和水热法(CN108298832A)等，这些方法所制备的薄膜存在着薄膜质量不高，电致变色性能低的问题，同时也在大面积制备方面存在成本高、效率低或者成膜均匀性差等问题。

中国专利文献CN109535843A中公开了喷墨打印成膜工艺的优势，喷墨打印可适用于低成本、连续、大面积的规模化工业生产中，与其他成膜加工方式相比，喷墨打印的厚度和位置控制精确，具有微米级分辨率，可实现全数字图形输出，可通过计算机对加工过程灵活高精度控制等突出优点，在大规模生产中有着光明的应用前景，而受到广泛关注与重视。中国专利文献CN109574515A中公开了一种电致变色汽车挡风玻璃及其制备方法，其中，将钨酸或WCl₆溶于有机溶剂中制得钨酸溶液或WCl₆溶液，钨酸溶液或WCl₆溶液的浓度为0.8～1.2mol/L，将钨酸溶液或WCl₆溶液在40℃～80℃水浴中搅拌3h后制备得到前驱体溶液，然后再进行喷墨打印制备得到了WO₃前躯体膜并经高温退火后得到电致变色层。但上述喷墨打印成膜工艺较为复杂，需要热处理退火等复杂的后处理工艺，喷墨打印成膜的难度较大，薄膜质量不高，电致变色性能低，不能满足高质量电致变色材料的生产需要。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种适用于喷墨打印成膜工艺的纳米钨氧化物油墨、其制备方法及其应用，为电致变色薄膜的大面积均匀制备和低成本化提供了一个有效的解决方案。本发明公开了一种可用于喷墨打印的纳米氧化钨的油墨的制备方法，该油墨可以用于喷墨打印制备大面积电致变色薄膜，且膜层具有较好的电致变色性能。制备工艺简单，便于电致变色薄膜的大规模生产，且成本低，所制备的薄膜均一性良好，电致变色性能优异。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于喷墨打印成膜工艺的纳米钨氧化物油墨，所述纳米钨氧化物油墨包括以下组分：纳米钨氧化物和溶剂；按照质量百分比计算，所述纳米钨氧化物油墨中的钨氧化物固含量为0.1-5wt％。

优选地，所述纳米钨氧化物采用氧化钨、碱金属掺杂的氧化钨中的至少一种；优选地，所述溶剂为异丙醇、乙醇、乙二醇中的任意一种溶剂或者多种的混合溶剂。

优选地，碱金属掺杂的氧化钨的掺杂元素为Li、Na、K、Ru、Cs中的任意一种或者多种。