CN105131719A - 一种防护粘结性强的醇基银纳米线导电墨水 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种防护粘结性强的醇基银纳米线导电墨水，其组成为：银纳米线，0.2-1.5%;DJB-823固体薄膜保护剂，0.1-0.5%；氟碳表面活性剂，0.005-0.05%；小分子分散剂，0.1-2%；小分子流平剂，1-3%；小分子保湿剂，2-5%；小分子消泡剂，1-2%；有机醇类溶剂+其他溶剂，83.45-95.495%。该墨水使用了获得“国家发明二等奖”，广泛用于航空航天以及军工用品中的DJB-823固体薄膜保护剂。该保护剂一方面使制成的导电薄膜与衬底有极强的粘结性，另一方面对薄膜有很强的防护作用。最重要的是，该保护剂和一般高分子不一样，在薄膜中不影响薄膜的导电性。因而，本发明制备的薄膜具有极好的性能，能在电子信息产业广泛应用。

Description

一种防护粘结性强的醇基银纳米线导电墨水
技术领域
本发明属于导电墨水领域，具体涉及一种防护粘结性强的醇基银纳米线导电墨水。
背景技术
银纳米线以其导电性能最好、价格适中、技术相对成熟而成为最近最有可能突破的柔性电极材料。要使用银纳米线构建导电薄膜，首先要将其配制成银导电墨水。墨水性能很大程度上决定了导电薄膜的性能，因此人们使用各种助剂调配了各不相同的银导电墨水。在一些专利如CN103008679A中，制备出的银线被直接分散在醇类溶剂中而成银导电墨水。这种墨水虽然简单，但缺乏各种助剂的帮助使这类墨水的涂覆性能较差。为解决这个问题，人们引入粘结剂、分散剂、表面活性剂、流平剂、保湿剂、增稠剂、固化剂等多种助剂以改善墨水性能，如专利CN104650653A、CN103627255A和CN104464880A。但这些墨水使用的高分子助剂较高的分解温度以及较差的溶解性使墨水涂覆干燥后其很难被除去。这会极大降低薄膜的导电性和透光性，甚至导致薄膜完全不可用。
解决这种问题的根本方法是：寻找能简单处理即可除去的助剂或对薄膜性能影响极小的助剂。在本组正在申请的一个专利中，我们使用了简单热处理即可除去的高分子粘结剂来解决问题，实现了第一种途径。但可惜的是，第二种途径目前还没有专利采用，也没有对薄膜性能影响极小的粘结剂被提出来。
因此，寻找残留后对薄膜性能影响极小的助剂并用这些助剂配制优异的导电墨水成为导电墨水行业亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防护粘结性强的醇基银纳米线导电墨水，解决目前墨水中各种难除去高分子助剂对薄膜性能的降低问题。本发明开发的墨水在各种衬底上均有良好的粘结性，其助剂给薄膜提供强防护性的同时不影响薄膜的导电性。因而，用其制备的薄膜的性能优异，能在电子信息领域大量使用。该墨水具体的配方如下：
银纳米线，0.2-1.5％；
DJB-823固体薄膜保护剂，0.1-0.5％；
氟碳表面活性剂，0.005-0.05％；
小分子分散剂，0.1-2％；
小分子流平剂，1-3％；
小分子保湿剂，2-5％；
小分子消泡剂，1-2％；
有机醇类溶剂+其他溶剂，85.95-95.595％。
本发明所用银纳米线的直径为30-50nm，长度在10-20μm；
本发明所用粘结剂为DJB-823固体薄膜保护剂。该保护剂提供超强粘结性和防护性的同时，不影响导电薄膜的导电性；
本发明所用表面活性剂为ZonylFSO、ZonylFSP、ZonylFSA、Zonyl8867L、Zonyl8857A、ZonylFSN、ZonylFS、ZonylFSK、ZonylFSD、ZonylTBS、CapstoneFS等系列氟碳表面活性剂中的一种或几种的混合；
本发明所用小分子分散剂为乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等高沸点液体分散剂；
本发明所用小分子流平剂为乙二醇二丁醚、异丙氧基乙醇、丙二醇甲醚、异佛尔酮、二丙酮醇、DBE等高沸点溶剂中的一种或几种的混合；
本发明所用小分子保湿剂为丙三醇、环己醇、乙二醇等高沸点醇类溶剂；
本发明所用小分子消泡剂为2-己基乙醇；
本发明所用醇类溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种；
本发明墨水的配制步骤为：将DJB-823固体薄膜保护剂配成溶液。确定配方组成，计算每种物质所需的量。然后将除DJB-823固体薄膜保护剂溶液外的其他成分混合均匀，搅拌20分钟。然后，将所需的DJB-823固体薄膜保护剂溶液慢慢滴入搅拌的墨水中。继续搅拌30分钟后，用20μm孔径的滤膜过滤，得到最终的墨水；
DJB-823固体薄膜保护剂溶液的配制过程为：将DJB-823固体薄膜保护剂削成粉末，称取0.5-2克，加入100ml混合溶剂(正庚烷40％、醇类溶剂60％)中。在水浴中加热到55-65℃并轻轻搅拌10分钟。待保护剂完全溶解成清亮溶液后，保持水浴温度50-65℃即可使用；
本发明有如下优点：(1)墨水中含有多种不同作用的助剂，可将墨水性能调配至各种衬底涂覆所需的物理参数，因此，本发明的墨水在各种衬底上的涂覆效果很好，薄膜导电均匀，与衬底结合力好；(2)最重要的是，该墨水使用的粘结剂涂膜后对导电薄膜有很好保护作用的同时对银线网络性能几乎没影响，因而薄膜性能优异；(3)银线含量少、原料便宜、制备过程简单，因而墨水价格便宜。
附图说明
图1：本发明墨水涂覆后形成的银线网络；
具体实施例
实施例：
使用直径为30-50nm、长度在10-20μm的银纳米线为导电物质。选用DJB-823固体薄膜保护剂为粘结剂、ZonylFSO-100为表面活性剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇为分散防沉剂、丙二醇甲醚为流平剂、环己醇为保湿剂、2-己基乙醇为消泡剂、异丙醇和正庚烷为溶剂来配制浆料；
配制1％的DJB-823固体薄膜保护剂溶液：将DJB-823固体薄膜保护剂削成粉末，称取1克，加入99g混合溶剂(正庚烷40％、异丙醇60％)中。在水浴中加热到55-65℃并轻轻搅拌10分钟。待保护剂完全溶解成清亮溶液后，保持水浴温度50-65℃即可使用；确定墨水中这些组分的含量，计算每种助剂所需的质量。将除DJB-823固体薄膜保护剂溶液外的其余物质加入到烧瓶中，搅拌混合20分钟。然后将DJB-823固体薄膜保护剂溶液慢慢滴入浆料中，继续搅拌30分钟。最后，将浆料用20μm孔径的滤膜过滤，得到最终的墨水。
以上详细描述了本发明的较佳实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的实验与技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种防护粘结性强的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于，其配方包括：
银纳米线，0.2-1.5％；
DJB-823固体薄膜保护剂，0.1-0.5％；
氟碳表面活性剂，0.005-0.05％；
小分子分散剂，0.1-2％；
小分子流平剂，1-3％；
小分子保湿剂，2-5％；
小分子消泡剂，1-2％；
有机醇类溶剂+其他溶剂，85.95-95.595％。
2.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用的银纳米线的直径为30-50nm，长度在10-20μm。
3.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用粘结剂为DJB-823固体薄膜保护剂；该保护剂提供超强粘结性和防护性的同时，不影响导电薄膜的导电性。
4.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用表面活性剂为ZonylFSO、ZonylFSP、ZonylFSA、Zonyl8867L、Zonyl8857A、ZonylFSN、ZonylFS、ZonylFSK、ZonylFSD、ZonylTBS、CapstoneFS等系列氟碳表面活性剂中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用小分子分散剂为乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇等高沸点液体分散剂。
6.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用小分子流平剂为乙二醇二丁醚、异丙氧基乙醇、丙二醇甲醚、异佛尔酮、二丙酮醇、DBE等高沸点溶剂中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用小分子保湿剂为丙三醇、环己醇、乙二醇等高沸点醇类溶剂。
8.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用小分子消泡剂为2-己基乙醇。
9.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明所用醇类溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种。
10.根据权利要求1所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：本发明墨水的配制步骤为：将DJB-823固体薄膜保护剂配成溶液；确定配方组成，计算每种物质所需的量；然后将除DJB-823固体薄膜保护剂溶液外的其他成分混合均匀，搅拌20分钟；然后，将所需的DJB-823固体薄膜保护剂溶液慢慢滴入搅拌的墨水中；继续搅拌30分钟后，用20μm孔径的滤膜过滤，得到最终的墨水。
11.根据权利要求10所述的醇基银纳米线导电墨水，其特征在于：DJB-823固体薄膜保护剂溶液的配制过程为：将DJB-823固体薄膜保护剂削成粉末，称取0.5-2克，加入100ml混合溶剂(正庚烷40％、醇类溶剂60％)中；在水浴中加热到55-65℃并轻轻搅拌10分钟；待保护剂完全溶解成清亮溶液后，保持水浴温度50-65℃即可使用。
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