CN108250845A - 一种纳米导电墨水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于导电墨水及其制备方法技术领域，具体为一种纳米导电墨水及其制备方法，该纳米导电墨水包括如下组成成分：金属盐：0.5‑1.5％；还原剂：1‑3％；保护胶体：1‑5％和水90.5‑97.5％，该纳米导电墨水的制备方法包括如下步骤：S1：还原剂配制：将还原剂和水混合配成8％‑12％水溶液；S2：溶解：将剩余水中加入保护胶体，加热到40‑50℃溶解完全，再加入金属盐；S3：升温：升温至60‑80℃，在0.3‑0.7小时内加入8％‑12％的还原剂水溶液，能够保持纳米导电墨水的导电率，且纳米导电墨水中的金属粒子能够稳定分散，可以通过喷墨打印，能够实现低温烧结，该发明工艺简单，成本低廉，适合大规模生产。

Description

一种纳米导电墨水及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电墨水及其制备方法技术领域，具体为一种纳米导电墨水及其制备方法。
背景技术
印刷电子材料的发展促进了与其相关的专用工业的形成、发展与进步。而微电子技术的发展对印刷电子材料的生产提出了更高的要求，进一步向高密、细导线、多层、高可靠性、低成本、短周期和自动化连续生产的方向发展。目前国外许多新兴企业和知名公司都对薄膜印刷电子产业给予了极大的关注。金属纳米材料如金、银、铜等具有独特的光学、电学等性能，因此在电子、光学、显示、传感、能源等领域中得到广泛的应用，传统油墨是一种稳定的胶体分散体系，通常由颜料、固体树脂、挥发性溶剂、填充料和添加剂组成。颜料为传统油墨提供色彩，固体树脂为成膜物质。传统导电油墨是含有微米级导电粒子的胶体分散体系，其烘干或者高温烧结后可形成导电的图案和线路，广泛应用于印刷电路板、太阳能光伏等领域。最近，人们采用金属纳米粒子来实现低温烧结导电。然而现有的纳米导电墨水的导电性能差，其胶体体系中常出现团聚、絮凝和沉淀的现象，满足不了使用需要。为此，我们提出一种纳米导电墨水及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米导电墨水及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的纳米导电墨水的导电性能差，其胶体体系中常出现团聚、絮凝和沉淀的现象，满足不了使用需要的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米导电墨水，按百分比计，该纳米导电墨水包括如下组成成分：
金属盐：0.5-1.5％；还原剂：1-3％；保护胶体：1-5％和水90.5-97.5％。
优选的，所述金属盐为银盐或铜盐。
优选的，所述银盐为硝酸银、氯化银或银氰化钾。
优选的，所述铜盐为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。
优选的，所述还原剂为次磷酸钠、水合肼、甲醛、抗坏血酸、连二亚硫酸钠、硼氢化钠、葡萄糖、单宁或氢酮中的一种。
优选的，所述保护胶体为聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、明胶或聚乙烯醇的中的一种。
一种纳米导电墨水的制备方法，该纳米导电墨水的制备方法包括如下步骤：
S1：还原剂配制：将还原剂和水混合配成8％-12％水溶液；
S2：溶解：将剩余水中加入保护胶体，加热到40-50℃溶解完全，再加入金属盐，超声波震荡，并采用磁力搅拌器搅拌；
S3：升温：升温至60-80℃，在0.3-0.7小时内加入8％-12％的还原剂水溶液，搅拌。
优选的，所述步骤S2中，超声波震荡的频率为30-40KHz，震荡时间为1.5-2.5小时。
优选的，所述步骤S2中磁力搅拌器的搅拌速率为30-40rpm/s，搅拌时间为1-3小时。
优选的，所述步骤S3中的搅拌速率为50-60rpm/s，搅拌时间为2-4小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明提出的一种纳米导电墨水及其制备方法，能够保持纳米导电墨水的导电率，且纳米导电墨水中的金属粒子能够稳定分散，可以通过喷墨打印，能够实现低温烧结，该发明工艺简单，成本低廉，适合大规模生产。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种纳米导电墨水，按百分比计，该纳米导电墨水包括如下组成成分：
金属盐：0.5-1.5％所述金属盐为银盐或铜盐，所述银盐为硝酸银、氯化银或银氰化钾，所述铜盐为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜；还原剂：1-3％，所述还原剂为次磷酸钠、水合肼、甲醛、抗坏血酸、连二亚硫酸钠、硼氢化钠、葡萄糖、单宁或氢酮中的一种；保护胶体：1-5％所述保护胶体为聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、明胶或聚乙烯醇的中的一种；水90.5-97.5％。
请参阅图1，该发明还提供一种纳米导电墨水的制备方法：
实施例1
该纳米导电墨水的制备方法包括如下步骤：
S1：还原剂配制：将还原剂和水混合配成12％水溶液；
S2：溶解：将剩余水中加入保护胶体，加热到50℃溶解完全，再加入金属盐，超声波震荡，超声波震荡的频率为40KHz，震荡时间为2.5小时，并采用磁力搅拌器搅拌，磁力搅拌器的搅拌速率为40rpm/s，搅拌时间为3小时；
S3：升温：升温至80℃，在0.7小时加入12％的还原剂水溶液，搅拌，搅拌速率为60rpm/s，搅拌时间为4小时。
在本实施例中，按百分比计，该纳米导电墨水包括如下组成成分：
金属盐：1.5％；还原剂：3％；保护胶体：2％和水93.5％。
实施例2
该纳米导电墨水的制备方法包括如下步骤：
S1：还原剂配制：将还原剂和水混合配成8％水溶液；
S2：溶解：将剩余水中加入保护胶体，加热到40℃溶解完全，再加入金属盐，超声波震荡，超声波震荡的频率为30KHz，震荡时间为1.5小时，并采用磁力搅拌器搅拌，磁力搅拌器的搅拌速率为30rpm/s，搅拌时间为1小时；
S3：升温：升温至60℃，在0.3小时加入8％的还原剂水溶液，搅拌，搅拌速率为50rpm/s，搅拌时间为2小时。
在本实施例中，按百分比计，该纳米导电墨水包括如下组成成分：
金属盐：0.5％；还原剂：3％；保护胶体：3％和水93.5％。
实施例3
该纳米导电墨水的制备方法包括如下步骤：
S1：还原剂配制：将还原剂和水混合配成10％水溶液；
S2：溶解：将剩余水中加入保护胶体，加热到45℃溶解完全，再加入金属盐，超声波震荡，超声波震荡的频率为35KHz，震荡时间为2小时，并采用磁力搅拌器搅拌，磁力搅拌器的搅拌速率为35rpm/s，搅拌时间为2小时；
S3：升温：升温至70℃，在0.5小时加入10％的还原剂水溶液，搅拌，搅拌速率为55rpm/s，搅拌时间为3小时。
在本实施例中，按百分比计，该纳米导电墨水包括如下组成成分：
金属盐：1％；还原剂：2％；保护胶体：2.5％和水94.5％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种纳米导电墨水，其特征在于：按百分比计，该纳米导电墨水包括如下组成成分：
金属盐：0.5-1.5％；还原剂：1-3％；保护胶体：1-5％和水90.5-97.5％。
2.根据权利要求1所述的一种纳米导电墨水，其特征在于：所述金属盐为银盐或铜盐。
3.根据权利要求2所述的一种纳米导电墨水，其特征在于：所述银盐为硝酸银、氯化银或银氰化钾。
4.根据权利要求2所述的一种纳米导电墨水，其特征在于：所述铜盐为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。
5.根据权利要求1所述的一种纳米导电墨水，其特征在于：所述还原剂为次磷酸钠、水合肼、甲醛、抗坏血酸、连二亚硫酸钠、硼氢化钠、葡萄糖、单宁或氢酮中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种纳米导电墨水，其特征在于：所述保护胶体为聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、明胶或聚乙烯醇的中的一种。
7.一种纳米导电墨水的制备方法，其特征在于：该纳米导电墨水的制备方法包括如下步骤：
S1：还原剂配制：将还原剂和水混合配成8％-12％水溶液；
S2：溶解：将剩余水中加入保护胶体，加热到40-50℃溶解完全，再加入金属盐，超声波震荡，并采用磁力搅拌器搅拌；
S3：升温：升温至60-80℃，在0.3-0.7小时内加入8％-12％的还原剂水溶液，搅拌。
8.根据权利要求7所述的一种纳米导电墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，超声波震荡的频率为30-40KHz，震荡时间为1.5-2.5小时。
9.根据权利要求7所述的一种纳米导电墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中磁力搅拌器的搅拌速率为30-40rpm/s，搅拌时间为1-3小时。
10.根据权利要求7所述的一种纳米导电墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的搅拌速率为50-60rpm/s，搅拌时间为2-4小时。
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