一种银纳米线透明导电油墨及其制备方法与应用与流程

文档序号:15573457发布日期:2018-09-29 05:00阅读:638来源:国知局

本发明属于导电油墨的技术领域,具体涉及一种银纳米线透明导电油墨及其制备方法与应用。



背景技术:

现代印刷电子行业的发展日新月异,导电油墨作为其中重要的印刷材料广泛应用于电子标签、有机显示器、晶体管阵列、光伏电池、柔性电子器件等领域。印刷技术即一种将油墨输送到基材上的沉积过程。相比于传统的光刻工艺,电子印刷扩大了基材的选择范围,例如价格低廉、生物降解性好、重量轻、可折叠的纸基板。当前,许多新型电子产品在开发与应用方面极大依赖的全印制电子技术,基本是由功能性导电油墨所支撑发展起来的。但是现有的导电油墨性能存在着这样或那样的问题(透明度低、方阻高等),亟需改善;而且现有的导电油墨采用的金属纳米颗粒,工艺繁琐、条件苛刻。



技术实现要素:

为了克服现有技术的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种银纳米线透明导电油墨及其制备方法。本发明的导电油墨方阻低,透明度高,而且易于干燥,电导性好、柔韧性好、附着力强。

本发明的另一目的在于提供上述导电油墨的应用。所述导电油墨用于印刷电子产品领域。

本发明的目的通过以下技术方案实现:

一种银纳米线透明导电油墨,由以下按质量份计组分组成:聚合物50-75份,消泡剂1-2份,流平剂0.5-1份,分散剂0.5-1份,银纳米线23-49份;所述聚合物为pva或pu或pvc;pva的分子量为10000~30000,pu的分子量为80000~120000,pvc的分子量为70000~90000;

所述银纳米线通过以下方法制备,包括以下步骤:

(1)将含银化合物与分散剂分散于水中,获得混合溶液;所述含银化合物为氢氧化二氨合银、氟化银,高氯酸银中的一种以上;所述分散剂为聚丙烯酸钠或油酸中一种以上;所述含银化合物与分散剂的质量比为(1.8-7.0):(0.01-0.3);所述含银化合物与水的质量体积比为(1.8-7.0)g:(100~500)ml;所述聚丙烯酸钠的分子量为9000~12000,优选为10000;

(2)在搅拌的条件下,将混合液进行加热,随后加入含银沉淀物;然后滴加还原剂溶液,滴加完后于45-90℃进行反应,离心,洗涤,获得银纳米线;所述含银沉淀物为氯化银,溴化银或碘化银中一种以上;所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾;所述含银沉淀物与含银化合物的质量比为(0.05-0.1)g:(1.8-7.0)g;所述还原剂与含银化合物的质量比为(0.2-0.5)mmol:(1.8-7.0)g;所述加热的温度为45-130℃;所述反应的时间为2~4;所述还原剂溶液的浓度为0.01~0.02mol/l;所述滴加的时间为5-10min;所述洗涤是指用无水乙醇和蒸馏水洗涤。

所述消泡剂为改性丙烯酸(毕克3560)或二甲基聚硅烷。

所述流平剂为交联型聚硅氧烷(迪高245)或卵磷脂(l-α-卵膦脂)。

所述分散剂为聚丙烯酰胺、十六甲基溴化铵或十二脂肪酸中一种以上;

所述银纳米线长度在5-10μm,直径在20-30nm。

所述导电油墨的方阻为50-200mω/◇,透光率在85%以上。

所述银纳米线透明导电油墨的制备方法为将50-75质量份聚合物,1-2质量份消泡剂,0.5-1质量份流平剂,0.5-1质量份分散剂分散均匀,加入23-49质量分份银纳米线,混合均匀,得到银纳米线透明导电油墨。将银纳米线透明导电油墨印刷后,于60~100℃下干燥20~40min。

本发明的导电油墨在印刷电子产品中的应用。应用于芯片、触摸屏、平板电脑、数码相机等印刷电路。

与现有技术相比,本发明所具有的优点和有益效果为:(1)本发明的导电油墨为透明导电体系,无有害溶剂挥发,环保;(2)其干燥效率比传统的烘烤银浆高,节约资源;(3)本发明透明导电油墨银浆的方阻低,为50-200mω/◇,透光率大于85%;(4)本发明的导电油墨电导性好、柔韧性好、附着力强。

附图说明

图1为实施例1制备的银纳米线的eds图;

图2为实施例1制备的银纳米线的xrd图;

图3为实施例1制备的银纳米线的sem图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

银纳米线通过以下方法制备,包括以下步骤:

(1)将1.8g的氢氧化二氨合银和0.01g的分子量为10000的聚丙烯酸钠分散剂分散在300ml的蒸馏水中,经磁力搅拌和超声分散得到混合液;

(2)将上述混合液在磁力搅拌作用下水浴加热到130℃;将0.05g的氯化银加入到上述混合液中;将0.01mol/l的20ml硼氢化钠上述混合液中,逐滴加入的时间为5min,滴加完之后在80℃反应3h;在10000rpm转速下离心10min,并用无水乙醇和蒸馏水洗2次,得到银纳米线。

一种银纳米线透明导电油墨的制备:将50质量份pva(分子量为20000),1质量份消泡剂(二甲基聚硅烷),0.5质量份流平剂(交联型聚硅氧烷)与0.5质量份分散剂(十六甲基溴化铵)高速分散均匀后(1000rpm),加入48质量份银纳米线进行搅拌分散后直至无干粉,得到导电油墨。

将透明银浆(导电油墨)印刷成线路,在90℃烘烤30min,对其进行方阻及透光性测试,得到方阻为50mω/,透光率为85%。本实施例的导电油墨电导性好、柔韧性好、附着力强(对pet)。

图1为实施例1制备的银纳米线的eds图;图2为实施例1制备的银纳米线的xrd图;图3为实施例1制备的银纳米线的sem图。

实施例2

银纳米线通过以下方法制备,包括以下步骤:

(1)将2.4g的氢氧化二氨合银和0.1g的分子量为10000的聚丙烯酸钠分散剂分散在400ml的蒸馏水中,经磁力搅拌和超声分散得到混合液;

(2)将上述混合液在磁力搅拌作用下水浴加热到120℃;将0.08g的氯化银加入到上述混合液中;将0.01mol/l的40ml硼氢化钠上述混合液中,逐滴加入的时间为8min,滴加完之后在80℃反应4h;在10000rpm转速下离心10min,并用无水乙醇和蒸馏水洗3次,得到银纳米线。

一种银纳米线透明导电油墨的制备:将60质量份pva(分子量为20000),2质量份消泡剂(二甲基聚硅烷),1质量份流平剂(l-α-卵膦脂)与0.5质量份分散剂(十二脂肪酸)高速分散均匀后(1000rpm),加入49质量份银纳米线进行搅拌分散后直至无干粉,得到导电油墨。本实施例的导电油墨电导性好、柔韧性好、附着力强(对pet、玻璃)。

将透明银浆(导电油墨)印刷成线路,在90℃烘烤25min,对其进行方阻及透光性测试,得到方阻为60mω/,透光率为88%。

实施例3

银纳米线通过以下方法制备,包括以下步骤:

(1)将3.6g的氢氧化二氨合银和0.1g的分子量为10000的聚丙烯酸钠分散剂分散在400ml的蒸馏水中,经磁力搅拌和超声分散得到混合液;

(2)将上述混合液在磁力搅拌作用下水浴加热到120℃;将0.1g的氯化银加入到上述混合液中;将0.01mol/l的45ml硼氢化钠上述混合液中,逐滴加入的时间为8min,滴加完之后在85℃反应4h;在10000rpm转速下离心10min,并用无水乙醇和蒸馏水洗3次,得到银纳米线。

一种银纳米线透明导电油墨的制备:将70质量份pvc(分子量为80000),2质量份消泡剂(二甲基聚硅烷),1质量份流平剂(l-α-卵膦脂)与0.5质量份分散剂(聚丙烯酰胺)高速分散均匀后(1000rpm),加入49质量份银纳米线进行搅拌分散后直至无干粉,得到导电油墨。本实施例的导电油墨电导性好、柔韧性好、附着力强(对pet)。

将透明银浆(导电油墨)印刷成线路,在95℃烘烤25min,对其进行方阻及透光性测试,得到方阻为100mω/,透光率为87%。

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