专利名称：：纳米银分散液与其喷印墨水的制作方法
技术领域：
：本发明是涉及一种可将纳米银均勻分散的纳米银分散液，且特别涉及一种包含此纳米银分散液的喷印墨水，其导电性佳且对基材的附着力强。
背景技术：
：由于喷印制备工艺具备节能与省料的优点，因此目前正在积极开发它，拟取代诸如IXD用滤光片、IXD用增亮扩散片、光电组件用透明电极、PCB用的喷印光阻、LED芯片封装等的现今电子/光电产业的黄光微影制备工艺。且，若银导线能以喷印制备工艺形成将对产业有更大的效益，而此制备工艺最重要的关键材料为具高导电、稳定分散且可对基材附着的导电墨水。现今导电墨水所存在的问题包括墨水分散稳定性不足，以及为了使导电墨水能够稳固地附着于基材上，大都会于其中加入树脂(粘结剂，binder)以使导电墨水中的纳米银粒子与基材紧密附着，但由于树脂(粘结剂)为绝缘体所以会降低导电墨水的导电度。因此为了克服上述等问题，近年来有许多相关的研究。美国专利公开号US2006/0044382描述以Ag-Pd合金(Pd含量10-40%)的纳米颗粒配制成导电墨水，其可克服一般导电银墨水在高温高湿度的环境所造成的断路现象。另外，在此发明中是以十二烷磺酸钠(sodiumdodecylsulfate)作为分散剂，但因其为小分子型分散剂对基材附着性差。美国专利公开号US2007/0283848公开利用加入20_85wt%的不同纳米银含量调配出粘度不同墨水(2-lOOcps)，且其加入的分散剂为甘油类溶剂，但因其为小分子型分散剂所以对基材附着性也不佳。美国专利公开号US2007/0244220公开一导电墨水通过添加含氨基化合物衍生物与含氮氧的高分子分散剂以分散稳定银。且其公开利用提高银含量以提升导电度，但因其为含氮氧型分散剂，对已制备好的酸性系统纳米银分散液会造成不稳定性。
发明内容本发明的目的在于提供一种高稳定性的纳米银分散液.本发明的另一目的在于提供一种导电性佳且对基材的附着力强的、包含此纳米银分散液的喷印墨水。本发明提供一种用以分散纳米银的纳米银分散液，包括一磺酸盐基水分散聚酯，该磺酸盐基水分散聚酯为一无规共聚物，其分子式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>~其中R1与R2独SO飞Na立地为0CH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或ο——O以及一纳米银溶液。ι--5本发明还提供一种喷印墨水，包括一磺酸盐基水分散聚酯，该磺酸盐基水分散聚酯为一无规共聚物，其分子式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>I其中R1与R2独SO3Na，立地为0CH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或O~y”一O一纳米银溶液；以及一保湿剂。本发明的优点在于本发明的纳米银分散液中的分散剂不但具有对银吸附性强的硫原子，且可分散于水中，因此本发明的纳米银分散液可让纳米银粒子稳定且均勻分散于水中；而本发明的喷印墨水，一方面由于做为分散剂的磺酸盐基水分散聚酯可与基材附着，因此使得喷印墨水可与基材紧密贴合，另一方面由于磺酸盐基水分散聚酯并非将纳米银粒子进行包覆，而仅是吸附于纳米银粒子，因此纳米银粒子间可透过分散剂间的空隙互相接触，而维持良好的导电性为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下图1显示本发明的喷印墨水附着于一基材上并维持良好导电性的示意图；其中，主要组件符号说明101基材103喷印墨水105磺酸盐基水分散聚酯(分散剂)107纳米银粒子109导电的示意路线。具体实施例方式本发明的用以分散纳米银的纳米银分散液，其详细配方与配制如下所述。首先将一磺酸盐基水分散聚酯加入适量水中，之后进行加热并搅拌，使其溶解而形成一磺酸盐基水分散聚酯水溶液。而上述磺酸盐基水分散聚酯为一无规共聚物，且其分子式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>立地可包括OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或O————O所配制的磺酸盐基水分散聚酯水溶液，其磺酸盐基水分散聚酯含量可为约5-50wt%，在一实施例中为约30wt%。而此磺酸盐基水分散聚酯的磺酸盐含量可为此磺酸盐基水分散聚酯的约13.5-70mol%，在一实施例中，磺酸盐基水分散聚酯的磺酸盐含量为约13.5mol%。磺酸盐基水分散聚酯的重均分子量为约4000-8000。又在一实施例中，所使用的具上述分子式的磺酸盐基水分散聚酯，其R1与R2都为0CH2CH2。而由于磺酸盐基水分散聚酯不但具有对银吸附性强的硫原子，且可分散于水中，因此将其做为一分散剂来配制纳米银分散液可让纳米银粒子稳定且均勻分散于水中。接着将磺酸盐基水分散聚酯水溶液加入一纳米银溶液中以形成本发明的用以分散纳米银的纳米银分散液。而于本发明的纳米银分散液中，磺酸盐基水分散聚酯的含量为约0.l_6wt%，而纳米银溶液的含量为约94-99.9wt%。其中上述纳米银溶液的组成包括银、水与稳定剂。稳定剂可为聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)、二甘醇(diethyleneglycol,DEG)或甘油。于纳米银溶液中，银占约5-50%、水占约47-94.9%，而稳定剂占约0.1-3%。在一实施例中，所使用的纳米银溶液包括20%的银、78.5%的水与1.5%的稳定剂。又，做为分散剂的磺酸盐基水分散聚酯对于基材具有良好的附着性，因此将上述的用以分散纳米银的纳米银分散液喷印固定于一基材上，然后对其进行百格胶带测试(ASTMD3359-93)，其对基材的附着性可达3级以上，较佳为4级以上，更佳为5级。而基材可包括塑料基材、一般纸材或相片纸材。本发明的另一实施样态为利用上述的用以分散纳米银的纳米银分散液所配制成的喷印墨水。而喷印墨水的配制为将一保湿剂加入上述的用以分散纳米银的纳米银分散液混合均勻后，即形成本发明的喷印墨水。保湿剂可为2-吡咯烷酮(2-pyrolidone)、二甘醇或甘油。在一实施例中，本发明的喷印墨水磺酸盐基水分散聚酯的含量为约0.l-1.5wt%，纳米银溶液的含量为约83.5-94.9衬％与该保湿剂的含量为约5-15wt%。在另一实施例中，喷印墨水的组成除上述的成分外，还可加入一添加剂，用以调整喷墨适性，而添加剂可包括具颜料亲合基团的共聚物，例如DISPERBYK-192(BYKChemie)，或具醚改性聚二甲基硅氧烷，例如BYK333(BYKChemie)。而于此实施例中，喷印墨水磺酸盐基水分散聚酯的含量为约0.1-2.Owt%，纳米银溶液的含量为约76-94.89wt%、保湿剂的含量为约5-20wt%与添加剂的含量为约0.01-2wt%。又，参见图1。图1显示本发明的喷印墨水附着于一基材上并维持良好导电性的示意图。于本发明喷印墨水103中，由于做为分散剂的磺酸盐基水分散聚酯105可与基材101附着，因此可与基材101紧密贴合。又磺酸盐基水分散聚酯105并非将纳米银粒子107进行包覆，而仅是吸附于纳米银粒子107，因此纳米银粒子107间可透过分散剂105间的空隙互相接触，而维持良好的导电性。导电的示意路线如曲线109所示。因此，将依据上述所形成的喷印墨水固定于一基材上，然后对其进行百格胶带测试(ASTMD3359-93)，其对基材的附着性可达3级以上，较佳为4级以上，更佳为5级。而基材可包括塑料基材、一般纸材或相片纸材。且在一实施例中，本发明的喷印墨水的导电性以片电阻表示，当本发明喷印墨水的喷印膜厚为1μm厚时，其片电阻可小于约42.0(Ω/口)，较佳可小于约14·6(Ω/□)。实施例纳米银分散液1.配制磺酸盐基水分散聚酯水溶液(1)称取60g的磺酸盐基水分散聚酯OO—OCn^/^^CO(CH2)2——0(CH2)20C——C——为一无规(SO3Na，共聚物，其重均分子量Mw为4000-8000，含13.5mol%的磺酸盐)，并加入140g的水。(2)加热至80-90V，并搅拌溶解。(3)配制成含量为30wt%的磺酸盐基水分散聚酯水溶液。2.配制纳米银分散液实施例1-9如表1所示，分别称取实施例1-9所需的30wt%磺酸盐基水分散聚酯水溶液添加量(分散溶液添加量)，再加入分别纳米银溶液AG-100-20(成分银20%；水78.5%；稳定剂1.5%)中，配制为总量都为IOg的纳米银分散液实施例1-9。3.配制纳米银分散液比较例1-3(1)纳米银分散液比较例1直接使用纳米银溶液AG-100_20(成分银20%；水78.5%；稳定剂1.5%)，不导入分散剂(2)纳米银分散液比较例2-3如表1所示，分别称取比较例2-3所需分散剂添加量(分散溶液添加量)，再加入分别纳米银溶液AG-100-20(成分银20%;水78.5%;稳定剂1.5%)中，配制为总量都为IOg的纳米银分散液比较例2-3。4.纳米银分散液的实施例与比较例对基材附着性测试分别将纳米银分散液的实施例1-9与比较例1-3分别固定于纸张与聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，然后以胶带百格测试(ASTMD3359-93)测试其对纸张与聚对苯二甲酸乙二醇酯基材的附着性，测试结果如表1所示。表1，纳米银分散液的实施例与比较例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>喷印墨水1.配制喷印墨水实施例A-F如表2所示，分别秤取实施例A-F所需的保湿剂(DEG)与水的量并混合均勻，再将其如表2所示分别加入上述的实施例2-7中，即将喷印墨水实施例A-E配制完成。2.配制喷印墨水比较例A-C(1)喷印墨水比较例A将1.5g保湿剂(DEG)与Ig水混合均勻后，直接导入纳米银溶液AG-100-20(成分银20%；水78.5%；稳定剂1.5%)中。(2)喷印墨水比较例B-C如表2所示，分别称取比较例B-C所需保湿剂(DEG)与水的量并混合均勻，再将其如表2所示分别加入上述的比较例2-3中，即将喷印墨水比较例B-C配制完成。3.喷印墨水的实施例与比较例对基材附着性测试分别将喷印墨水的实施例A-F与比较例A-C固定于纸张与聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，然后以胶带百格测试(ASTMD3359-93)测试其对相片纸(三菱)与聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(PETfilm)的附着性，测试结果如表2所示。4.喷印墨水的实施例与比较例的导电性测试测试分别将喷印墨水的实施例A-F与比较例A-C喷印于相片纸，然后进行导电性测试，测试结果如表2所示。表2、喷印墨水的实施例与比较例<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>〇无沉降发生Δ些许沉降发生X大多为沉降虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。权利要求一种纳米银分散液，包括一磺酸盐基水分散聚酯，所述磺酸盐基水分散聚酯为一无规共聚物，其分子式为其中R1与R2独立地为OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或以及一纳米银溶液。F2009100078471C0000011.tif,F2009100078471C0000012.tif2.根据权利要求1所述的纳米银分散液，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的含量为0.l_6wt%，所述纳米银溶液的含量为94-99.9wt%。3.根据权利要求1所述的纳米银分散液，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的磺酸盐含量为所述磺酸盐基水分散聚酯的13.5-70mol%。4.根据权利要求1所述的纳米银分散液，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的重均分子量为4000-8000。5.根据权利要求1所述的纳米银分散液，其中所述纳米银溶液的组成为银、水与稳定剂。6.根据权利要求5所述的纳米银分散液，其中所述稳定剂为聚乙烯醇、二甘醇或甘油。7.根据权利要求1所述的纳米银分散液，其中所述的纳米银分散液用于附着在塑料、纸材或相片的基材上。8.根据权利要求7所述的纳米银分散液，其中所述的塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。9.一种喷印墨水，包括一磺酸盐基水分散聚酯，所述磺酸盐基水分散聚酯为一无规共聚物，其分子式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中R1与R2独立地为OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>一纳米银溶液；以及一保湿剂。10.根据权利要求9所述的喷印墨水，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的含量为0.1-1.5wt%，所述纳米银溶液的含量为83.5-94.9衬％与所述保湿剂的含量为5_15wt%。11.根据权利要求9所述的喷印墨水，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的磺酸盐含量为所述磺酸盐基水分散聚酯的13.5-70mol%。12.根据权利要求9所述的喷印墨水，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的重均分子量为4000-8000。13.根据权利要求9所述的喷印墨水，其中所述纳米银溶液的组成包括银、水与稳定剂。14.根据权利要求13所述的喷印墨水，其中所述稳定剂为聚乙烯醇、二甘醇或甘油。15.根据权利要求9所述的喷印墨水，其中所述保湿剂为2-吡咯烷酮、二甘醇或甘油。16.根据权利要求9所述的喷印墨水，还包括一添加剂，用以调整喷墨适性。17.根据权利要求16所述的喷印墨水，其中所述磺酸盐基水分散聚酯的含量为0.1-2.，所述纳米银溶液的含量为76-94.89wt%、所述保湿剂的含量为5_20衬％与所述添加剂的含量为0.01-2wt%。18.根据权利要求16所述的喷印墨水，其中所述添加剂为具颜料亲合基团的共聚物或具醚改性聚二甲基硅氧烷。19.根据权利要求9所述的喷印墨水，其中所述的喷印墨水用于附着在塑料、纸材或相片的基材上。20.根据权利要求19所述的喷印墨水，其中所述的塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。全文摘要本发明提供一种纳米银分散液，包括一磺酸盐基水分散聚酯，该磺酸盐基水分散聚酯为一无规共聚物，其分子式为其中R1与R2独立地包括OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或以及一纳米银溶液。本发明还提供一种包含上述纳米银分散液的喷印墨水。文档编号C09D11/10GK101812181SQ20091000784公开日2010年8月25日申请日期2009年2月19日优先权日2009年2月19日发明者吴凤美,张信贞,徐美雯,潘秋林,钟升峰,黄尔培申请人:财团法人工业技术研究院;光纤电脑科技股份有限公司