CN115181454A - 银前驱体分子墨水及其制备方法、应用和导电银膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种银前驱体分子墨水及其制备方法、应用和导电银膜,银前驱体分子墨水的原料包括含银化合物、胺类络合剂和黏度调节剂,含银化合物和胺类络合剂的摩尔比为1:2~15,含银化合物和黏度调节剂的摩尔比为1:10~20;该银前驱体分子墨水的原料包括含银化合物、胺类络合剂和黏度调节剂,在制备银前驱体分子墨水的过程中,胺类络合剂与含银化合物发生络合反应,生成能够在较低温度下发生热分解反应的银胺络合物,使得将该银前驱体分子墨水用于制备导电银膜时,在较低温度下即可发生热分解反应,达到低温烧结的效果,更适用于大部分柔性基板。进一步地,该银前驱体分子墨水中银以离子形式存在,稳定性更高,易于长期储存。
Description
技术领域
本发明涉及油墨技术领域,特别是涉及一种银前驱体分子墨水及其制备方法、应用和导电银膜。
背景技术
印刷电子是制造新型功能电子器件极具前途的新方法,与传统微电子制造方法相比,印刷电子技术工艺简单、绿色环保,且对各柔性基材具有良好的兼容性。而印刷电子领域中关键的制约因素为导电墨水性能,并且,由于银具有较高的导电性且优于铜的稳定性,故银导电墨水在印刷电子领域中应用最为广泛。
目前,银导电墨水主要为银纳米颗粒型导电墨水,通常由银纳米粒子或纳米线、挥发性溶剂和其他添加剂组成。为了维持组分稳定银纳米颗粒导电墨水中需要添加一些难以去除的保护剂,后续若想得到具有较高导电率的导电膜,必须进行高温处理,则将导致银纳米颗粒型导电墨水不能适用于柔性基板;此外,银纳米颗粒导电墨水容易发生聚沉,影响印刷效果。
发明内容
基于此,有必要提供一种银前驱体分子墨水及其制备方法、应用和导电银膜。
本发明的第一方面,提供了一种银前驱体分子墨水,其原料包括含银化合物、胺类络合剂和黏度调节剂,所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比为1:2~15,所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比为1:10~20。
在其中的一个实施例中,所述含银化合物包括新葵酸银、柠檬酸银、草酸银、碳酸银、醋酸银、硝酸银和酒石酸银中的一种或多种。
在其中的一个实施例中,所述胺类络合剂选自氨水或有机胺;
可选地,所述有机胺包括甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、己胺、己二胺、仲丁胺、丙胺和1,2-丙二胺中的一种或多种。
在其中的一个实施例中,所述黏度调节剂包括乙醇、乙二醇、二甘醇、甘油、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。
在其中的一个实施例中,其原料还包括还原剂和/或表面活性剂,所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比为1:0.3~1,所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比为1:0.02~0.05。
在其中的一个实施例中,所述还原剂包括甲酸、乙酸、甲酸铵和柠檬酸钠中的一种或多种。
在其中的一个实施例中,所述表面活性剂包括脂肪酸甘油酯、聚山梨酯、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、聚硅氧烷、苯扎氯铵和卵磷脂中的一种或多种。
本发明的第二方面,提供一种银前驱体分子墨水的制备方法,包括如下步骤:
采用有机酸盐溶液和可溶性银溶液,制备含银化合物;
将所述含银化合物加入包括胺类络合剂、黏度调节剂和可选的助剂的混合溶液中,溶解,制备银前驱体分子墨水;
其中,由所述含银化合物和所述混合溶液制备银前驱体分子墨水时,所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比为1:2~15,所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比为1:10~20;
所述可选的助剂包括还原剂和/或表面活性剂,所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比为1:0~1,所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比为1:0~0.05。
在其中的一个实施例中,由所述含银化合物和所述混合溶液制备银前驱体分子墨水的过程中,控制体系的温度为5℃~15℃。
本发明的第三方面,提供一种如本发明第一方面所述的银前驱体分子墨水在卷对卷印刷工艺中的应用。
本发明的第四方面。提供一种导电银膜,其采用本发明第一方面所述的银前驱体分子墨水制备得到。
在其中的一些实施例中,制备所述导电银膜时,将所述银前驱体分子墨水在柔性基板上图案化,烧结,即得。
在其中的一些实施例中,采用卷对卷印刷工艺将所述银前驱体分子墨水在柔性基板上图案化;和/或烧结温度为120~150℃,烧结时间为5~10min;和/或所述柔性基板选自纸张或薄膜基材,所述薄膜基材的材质包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
本发明提供的银前驱体分子墨水及其制备方法、应用和导电银膜,该银前驱体分子墨水的原料包括含银化合物、胺类络合剂和黏度调节剂,在制备银前驱体分子墨水的过程中,胺类络合剂与含银化合物发生络合反应,生成能够在较低温度(如120~150℃)下发生热分解反应的银胺络合物,使得将该银前驱体分子墨水用于制备导电银膜时,在较低温度下即可发生热分解反应,达到低温(如120~150℃)烧结的效果,更适用于大部分柔性基板。进一步地,该银前驱体分子墨水中银以离子形式存在,稳定性更高,易于长期储存。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将结合实施例对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本文中,“一种或多种”指所列项目的任一种或任两种或任两种以上的组合。
本发明中,涉及到数值区间,如无特别说明,上述数值区间内视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
在发明中,涉及数据区间的单位,如果仅在右端点后带有单位,则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如,3~5 h表示左端点“3”和右端点“5”的单位都是h(小时)。
本发明中的温度参数,如无特别限定,既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
本发明中室温一般指4℃~30℃,较佳地指20±5℃。
本发明中,“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例,应当理解,并不构成对本发明保护范围的限制。如果一个技术方案中出现多处“优选”,如无特别说明,且无矛盾之处或相互制约关系,则每项“优选”各自独立。
本发明提供了一种银前驱体分子墨水,其原料可以包括含银化合物、胺类络合剂和黏度调节剂,所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比可以为1:2~15,所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比可以为1:10~20。
本发明中,含银化合物用于为银前驱体分子墨水提供银源;在一些实施例中,所述含银化合物可以包括新葵酸银、柠檬酸银、草酸银、碳酸银、醋酸银、硝酸银和酒石酸银中的一种或多种。
本发明中,制备银前驱体分子墨水时,胺类络合剂和绝大部分含银化合物形成银胺络合物,胺类络合剂与含银化合物发生络合反应,生成能够在较低温度下发生热分解反应的银胺络合物,使得将该银前驱体分子墨水用于制备导电银膜时,在较低温度下即可发生热分解反应,达到低温烧结的效果,更适用于大部分柔性基板。此外,胺类络合剂与含银化合物生成银胺络合物,能够进一步提高该银前躯体分子墨水中银的稳定性。
在一些实施例中,所述胺类络合剂可以选自氨水或有机胺;在其中的一些实施例中,所述有机胺可以包括甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、己胺、己二胺、仲丁胺、丙胺和1,2-丙二胺中的一种或多种;优选,仲丁胺和1,2-丙二胺。
所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比可以为1:2~15,例如,可以为1:2、1:3、1:5、1:7、1:10、1:12、1:13或1:15等,具体不做限定。
胺类络合剂的加入量过低时,制备得到的银前驱体分子墨水中将会有固体析出,不能呈现均一性溶液;胺类络合剂的加入量过高时,将会降低采用卷对卷印刷工艺制备的导电银膜的导电性,且导电银膜的表面形貌变差。
本发明中,黏度调节剂用于调节银前驱体分子墨水的黏度;在一些实施例中,所述黏度调节剂可以包括乙醇、乙二醇、二甘醇、甘油、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种;优选,乙醇和乙二醇、乙醇和二甘醇。
所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比可以为1:10~20,例如,可以为1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20等,具体不做限定。含银化合物与黏度调节剂的摩尔比为1:10~20时,制备得到的银前驱体分子墨水能够具有合适的黏度,且能够防止银离子发生氧化生成氧化银而发生沉淀,稳定性更高,利于长期储存。
黏度调节剂的加入量过低时,将会导致该银前驱体分子墨水的黏度过大,采用卷对卷印刷工艺制备导电银膜时的操作难度增加;黏度调节剂的加入量过高时,将会导致该银前驱体分子墨水的黏度过小,采用卷对卷印刷工艺制备导电银膜时,无法控制导电银膜的表面形貌。
需要说明的是,卷对卷印刷工艺对墨水的关键要求主要包括:黏度较低、较好的附着力、烧结时长短和烧结温度较低;本发明的前驱体分子墨水中不含有颗粒,其黏度远低于银纳米颗粒型导电墨水,制备导电银膜时可在低于150℃的温度下、5~10min完成烧结,且制备的导电银膜附着力高,因此,本发明中的银前驱体分子墨水能够适用于卷对卷印刷工艺。
本发明中,该银前驱体分子墨水中银含量较高,结合卷对卷印刷工艺,可以降低大规模生产的成本。
在一些实施例中,其原料还可以包括还原剂和/或表面活性剂,所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比可以为1:0.3~1,所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比可以为1:0.02~0.05。
本发明中,根据该银前驱体分子墨水应用的柔性基板不同,在制备银前驱体分子墨水时可以选择性加入表面活性剂。制备银前驱体分子墨水时加入表面活性剂,能够使得采用卷对卷印刷工艺制备的导电银膜中的电路更加光滑。
在一些实施例中,所述表面活性剂可以包括脂肪酸甘油酯、聚山梨酯、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、聚硅氧烷、苯扎氯铵和卵磷脂中的一种或多种。
所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比可以为1:0.02~0.05,例如,可以为1:0.02、1:0.03、1:0.04或1:0.05等,具体不做限定。
本发明中,制备银前驱体分子墨水时,加入还原剂能够进一步降低采用该银前驱体分子墨水制备导电银膜时的烧结温度。
在一些实施例中,所述还原剂可以包括甲酸、乙酸、甲酸铵和柠檬酸钠中的一种或多种。
所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比可以为1:0.3~1,例如,可以为1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9或1:1等,具体不做限定。
本发明还提供了一种银前驱体分子墨水的制备方法,可以包括如下步骤:
采用有机酸盐溶液和可溶性银溶液,制备含银化合物;
将所述含银化合物加入包括胺类络合剂、黏度调节剂和可选的助剂的混合溶液中,溶解,制备银前驱体分子墨水;
其中,由所述含银化合物和所述混合溶液制备银前驱体分子墨水时,所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比为1:2~15,所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比为1:10~20;
所述可选的助剂包括还原剂和/或表面活性剂,所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比为1:0~1,所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比为1:0~0.05。
在一些实施例中,所述可溶性银盐可以为硝酸银。
本发明中,制备银前驱体分子墨水时,几乎全部的含银化合物和胺类络合剂发生络合反应生成银胺络合剂,制得的银前驱体分子墨水包括银胺络合剂、胺类络合剂、黏度调剂和少量的含银化合物。
在一些实施例中,采用有机酸盐溶液和可溶性银溶液制备含银化合物时可以包括:在室温下,将有机酸盐溶液和可溶性银溶液混合,搅拌反应,抽滤,洗涤,烘干,研磨,得到含银化合物。
在一些实施例中,有机酸盐溶液可以包括新葵酸盐、柠檬酸盐、草酸盐、碳酸盐、醋酸盐和酒石酸盐中的一种或多种。
在一些实施例中,搅拌反应的时长可以为0.5~1h;例如,可以为0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h等,具体不做限定。
在其中的一些实施例中,烘干的温度可以为25~50℃;例如,可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等,具体不做限定。
在一些实施例中,烘干的时长可以为8~16h;例如,可以为8h、10h、11h、13h、14h、15h或16h等,具体不做限定。
在一些实施例中,由所述含银化合物和所述混合溶液制备银前驱体分子墨水的过程中,控制体系的温度为5℃~15℃;例如,可以为5℃、10℃、13℃或15℃等,具体不做限定。
本发明还提供了一种银前驱体分子墨水在卷对卷印刷工艺中的应用。
本发明还提供了一种导电银膜,其采用银前躯体分子墨水制备得到。
在一些实施例中,制备所述导电银膜时,可以将所述银前驱体分子墨水在柔性基板上图案化,烧结,即得。
在一些实施例中,可以采用卷对卷印刷工艺将所述银前驱体分子墨水在柔性基板上图案化。
在一些实施例中,烧结温度可以为120~150℃,例如,可以为120℃、130℃、140℃或150℃等,具体不做限定;烧结时间可以为5~10min,例如,可以为5min、6min、7min、8min、9min或10min等,具体不做限定。
在一些实施例中,所述柔性基板选自纸张或薄膜基材。
在其中的一些实施例中,所述薄膜基材的材质可以包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
以下为具体实施例,结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
需要说明的是,下述各实施例中,PET指的是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例1
室温下,将0.01mol的柠檬酸钠溶解在100mL去离子水中,将0.03mol硝酸银溶解在80mL去离子水中。然后将硝酸银水溶液缓慢滴加入柠檬酸钠水溶液中,立刻出现白色沉淀,0.5h内滴加完毕。接着快速搅拌0.5h,抽滤,再用去离水洗2次,乙醇洗1次,最后在30℃的烘箱中避光干燥12h,研磨后即可得到柠檬酸银粉末。
将0.12mol仲丁胺与0.15mol乙醇混合后不断搅拌,恒温至10℃,再向其中加入0.01mol柠檬酸银粉末,继续在10℃下不断搅拌,然后加入0.02mol乙二醇,继续在10℃下不断搅拌,充分反应溶解2h后,将得到的透明均一溶液通过针筒式滤膜过滤,即可获得银前驱体分子墨水。
将该银前驱体分子墨水采用卷对卷印刷工艺印刷于PET柔性基材上,在热风干燥箱中用140℃干燥5min,得到导电银膜,导电银膜的表面光滑、边缘清晰。
采用四探针测试仪测定导电银膜的方块电阻;根据美国测试与材料学会标准D3359-08中的B-胶带法测量导电银膜与基材之间的附着力;得到该导电银膜的方块电阻为0.36 Ohm/sq,附着力等级为5B。
实施例2
本实施例中,柠檬酸银粉末的制备过程同实施例1。
将0.06mol1,2-丙二胺与0.15mol乙醇混合后不断搅拌,恒温至5℃,再向其中加入0.01mol柠檬酸银粉末,继续在5℃下不断搅拌,然后加入0.003mol乙酸,继续在5℃下不断搅拌,充分反应溶解3h后,将得到的透明均一溶液通过针筒式滤膜过滤,即可获得银前驱体分子墨水。
将该银前驱体分子墨水采用卷对卷印刷工艺印刷于PET柔性基材上,在热风干燥箱中用120℃干燥10min,得到导电银膜,导电银膜的形貌规整、表面光滑。
采用四探针测试仪测定导电银膜的方块电阻;根据美国测试与材料学会标准D3359-08中的B-胶带法测量导电银膜与基材之间的附着力;得到该导电银膜的方块电阻为0.52 Ohm/sq,附着力等级为5B。
实施例3
本实施例中,柠檬酸银粉末的制备过程同实施例1。
将0.09mol仲丁胺、0.03mol 1,2-丙二胺和0.15mol乙醇混合后不断搅拌,恒温至5℃,再向其中加入0.01mol柠檬酸银粉末,继续在5℃下不断搅拌,然后加入0.01mol二甘醇和0.0005mol聚硅氧烷,继续在5℃下不断搅拌,充分反应溶解3h后,将得到的透明均一溶液通过针筒式滤膜过滤,即可获得银前驱体分子墨水。
将该银前驱体分子墨水采用卷对卷印刷工艺印刷于PET柔性基材上,在热风干燥箱中用140℃干燥5min,得到导电银膜;该导电银膜与实施例1制备的导电银膜相比,其表面呈镜面光滑。
采用四探针测试仪测定导电银膜的方块电阻;根据美国测试与材料学会标准D3359-08中的B-胶带法测量导电银膜与基材之间的附着力;得到该导电银膜的方块电阻为0.71 Ohm/sq,附着力等级为5B。
实施例4
本实施例中,柠檬酸银粉末的制备过程同实施例1。
将0.06mol 1,2-丙二胺和0.15mol乙醇混合后不断搅拌,恒温至15℃,再向其中加入0.01mol柠檬酸银粉末,继续在15℃下不断搅拌,然后加入0.003mol乙酸、0.014mol乙二醇和0.0004mol聚硅氧烷,继续在15℃下不断搅拌,充分反应溶解3h后,将得到的透明均一溶液通过针筒式滤膜过滤,即可获得银前驱体分子墨水。
将该银前驱体分子墨水用柔版印刷的方式印刷于PET柔性基材上,在热风干燥箱中用120℃干燥10min,得到导电银膜;该导电银膜与实施例1制备的导电银膜相比,其表面呈镜面光滑。
采用四探针测试仪测定导电银膜的方块电阻;根据美国测试与材料学会标准D3359-08中的B-胶带法测量导电银膜与基材之间的附着力;得到该导电银膜的方块电阻为1.48 Ohm/sq,附着力等级为5B。
对比例1
以市售颗粒型银导电墨水(FPE-002S),制备导电银膜,烧结温度为180℃,制备的导电银膜的附着力为3B。颗粒型银导电墨水黏度大,无法用于卷对卷印刷中柔版和凹版工艺;得到的导电银膜表面粗糙度大,形貌较差;附着力等级低。
以市售无颗粒型银导电墨水(BCINK-550),制备导电银膜,烧结温度为210℃,制备的导电银膜的附着力为5B。采用该无颗粒型银导电墨水制备导电银膜时,所需烧结温度过高,印刷适应性差;卷对卷印刷制得的导电银膜表面不均匀,线条边缘不规则。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅在于,制备银前躯体分子墨水时不添加仲丁胺。
制备得到的墨水为浑浊状态,存在大量白色颗粒,无法溶解。
对比例3
对比例3与实施例1的区别仅在于,制备银前驱体分子墨水时添加0.20mol的仲丁胺。
对比例3中制备得到的导电银膜表面粗糙存在气泡。采用四探针测试仪测定导电银膜的方块电阻;根据美国测试与材料学会标准D3359-08中的B-胶带法测量导电银膜与基材之间的附着力;得到该导电银膜的方块电阻为4.71 Ohm/sq,附着力等级为4B。
对比例4
对比例4与实施例1的区别仅在于,制备银前躯体分子墨水时不添加乙二醇和乙醇。
制备得到的墨水为白色不透明膏体,逐渐凝固并且存在肉眼可见的颗粒。
对比例5
对比例5与实施例1的区别仅在于,制备银前驱体分子墨水时添加0.25mol的乙醇和0.04mol乙二醇。
对比例5中制备得到的导电银膜边缘不规整印刷表面不均匀。采用四探针测试仪测定导电银膜的方块电阻;根据美国测试与材料学会标准D3359-08中的B-胶带法测量导电银膜与基材之间的附着力;得到该导电银膜的方块电阻为1.03Ohm/sq,附着力等级为4B。
将实施例1和实施例2、4的结果进行比较可知,制备银前驱体分子墨水时加入还原剂,后续采用该银前驱体分子墨水制备导电银膜时的烧结温度更低;表明制备银前驱体分子墨水时加入还原剂,能够进一步降低采用该银前驱体分子墨水制备导电银膜时的烧结温度。
将实施例1和实施例3、4的结果进行比较可知,制备银前驱体分子墨水时加入表面活性剂,后续采用该银前驱体分子墨水制备的导电银膜,与采用不加表面活性剂的银前驱体分子墨水制备的导电银膜相比,其表面呈镜面光滑;表明制备银前驱体分子墨水时加入表面活性剂,能够使得采用该银前驱体分子墨水制备的导电银膜的表面更加光滑。
将实施例1~4和对比例1的结果进行比对可知,本发明制备的银前驱体分子墨水与市售颗粒型银导电膜水和市售无颗粒型银导电膜水相比,用于制备导电银膜时,可以采用更低的温度进行烧结,制备得到的导电银膜的附着力更好;表明本发明制备银前驱体分子墨水时,胺类络合剂与含银化合物发生络合反应,生成能够在较低温度下发生热分解反应的银胺络合物,使得将该银前驱体分子墨水用于制备导电银膜时,在较低温度下即可发生热分解反应,达到低温烧结的效果,制备的银前驱体分子墨水性能优异,更适用于卷对卷印刷工艺。
将实施例1和对比例2的结果进行比对可知,在制备银前驱体分子墨水时未加入胺类络合剂或加入量较低时,将会有固体析出,无法制得呈现均一性溶液的银前驱体分子墨水;表明在制备银前驱体分子墨水时,需要加入胺类络合剂,加入胺类络合能够促进银前驱体分子墨水的稳定性。
将实施例1和对比例3的结果进行比对可知,在制备银前驱体分子墨水时加入过量的胺类络合剂,导致制得的导电银膜的导电性及表面形貌均变差;表明胺类络合剂的用量将会影响后续制得的导电银膜的导电性和表面形貌,加入适宜量的胺类络合剂制备银前驱体分子墨水,利于制得导电性能和表面形貌均良好的导电银膜。
将实施例1和对比例4的结果进行比对可知,在制备银前驱体分子墨水时未加入黏度调节剂或加入量较低时,制得的墨水的黏度过大,同样会有固体析出,无法制得呈现均一性溶液的银前驱体分子墨水;表明在制备银前驱体分子墨水时,需要加入黏度调节剂,加入黏度调节剂,能够促进银前驱体分子墨水的稳定性。
将实施例1和对比例5的结果进行比对可知,在制备银前驱体分子墨水时加入过量的黏度调节剂,制得的墨水的黏度过小,不利于卷对卷印刷制备导电银膜;表明黏度调节剂的用量将会影响制备的墨水的稳定性以及后续制得的导电银膜的表面形貌,加入适宜量的黏度调节剂制备前驱体分子墨水,制得的银前驱体分子墨水能够具有合适的黏度,且能够防止银离子发生氧化生成氧化银而发生沉淀,稳定性更高,利于长期储存。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准,说明书可用于解释权利要求的内容。
Claims (13)
1.一种银前驱体分子墨水,其特征在于,其原料包括含银化合物、胺类络合剂和黏度调节剂,所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比为1:2~15,所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比为1:10~20。
2.根据权利要求1所述的银前驱体分子墨水,其特征在于,所述含银化合物包括新葵酸银、柠檬酸银、草酸银、碳酸银、醋酸银、硝酸银和酒石酸银中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的银前驱体分子墨水,其特征在于,所述胺类络合剂选自氨水或有机胺;
可选地,所述有机胺包括甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、己胺、己二胺、仲丁胺、丙胺和1,2-丙二胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的银前驱体分子墨水,其特征在于,所述黏度调节剂包括乙醇、乙二醇、二甘醇、甘油、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的银前驱体分子墨水,其特征在于,其原料还包括还原剂和/或表面活性剂,所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比为1:0.3~1,所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比为1:0.02~0.05。
6.根据权利要求5所述的银前驱体分子墨水,其特征在于,所述还原剂包括甲酸、乙酸、甲酸铵和柠檬酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的银前驱体分子墨水,其特征在于,所述表面活性剂包括脂肪酸甘油酯、聚山梨酯、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、聚硅氧烷、苯扎氯铵和卵磷脂中的一种或多种。
8.一种银前驱体分子墨水的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
采用有机酸盐溶液和可溶性银溶液,制备含银化合物;
将所述含银化合物加入包括胺类络合剂、黏度调节剂和可选的助剂的混合溶液中,溶解,制备银前驱体分子墨水;
其中,由所述含银化合物和所述混合溶液制备银前驱体分子墨水时,所述含银化合物和所述胺类络合剂的摩尔比为1:2~15,所述含银化合物和所述黏度调节剂的摩尔比为1:10~20;
所述可选的助剂包括还原剂和/或表面活性剂,所述含银化合物和所述还原剂的摩尔比为1:0~1,所述含银化合物和所述表面活性剂的摩尔比为1:0~0.05。
9.根据权利要求8所述的银前驱体分子墨水的制备方法,其特征在于,由所述含银化合物和所述混合溶液制备银前驱体分子墨水的过程中,控制体系的温度为5℃~15℃。
10.一种如权利要求1~7任一项所述的银前驱体分子墨水在卷对卷印刷工艺中的应用。
11.一种导电银膜,其特征在于,其采用如权利要求1~7任一项所述的银前驱体分子墨水制备得到。
12.根据权利要求11所述的导电银膜,其特征在于,制备所述导电银膜时,将所述银前驱体分子墨水在柔性基板上图案化,烧结,即得。
13.根据权利要求12所述的导电银膜,其特征在于,采用卷对卷印刷工艺将所述银前驱体分子墨水在柔性基板上图案化;和/或烧结温度为120~150℃,烧结时间为5~10min;和/或所述柔性基板选自纸张或薄膜基材,所述薄膜基材的材质包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
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