CN105131720B

CN105131720B - 一种醇基银纳米线导电墨水

Info

Publication number: CN105131720B
Application number: CN201510646634.9A
Authority: CN
Inventors: 关有为; 陈善勇; 万群花; 刘碧桃; 黎军军
Original assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: Shanghai Juerxi Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: CN105131720A

Abstract

本发明公布了一种醇基银纳米线导电墨水，其组成为：银纳米线，0.2‑1.5%；氯醋二元共聚树脂，0.2‑3%；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+酮类溶剂，83.45‑95.495%。该墨水涂覆效果好，涂覆后简单热处理即可除去除银线外的其他绝大部分助剂，因而薄膜性能好，能广泛用于触摸屏等电子产品领域。

Description

一种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，具体涉及一种醇基银纳米线导电墨水。

背景技术

银纳米线作为目前最有可能实现商业化柔性导电薄膜的材料，其研究备受关注。银纳米线作为金属纳米材料，其不溶于各种溶剂。因而，要使其可使用成本较低的喷涂、滚涂、刮涂等加工方式，必须添加各种助剂制备银纳米线稳定分散、涂覆性能优异的银导电墨水。墨水性能决定加工出来的银导电薄膜的性能，而助剂的选择则决定了墨水的性能。因此，为得到最优助剂，人们尝试用各种不同助剂配制了不同性能的墨水。

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。但目前银墨水专利使用的基本都是各种高分子助剂。这些高分子助剂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率，甚至导致薄膜完全不可用。解决这种情况的根本方法是：寻找能简单处理即可除去的助剂。但可惜的是，目前这方面工作还非常稀少。

因此，寻找简单处理即可除去的各种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醇基银纳米线导电墨水，解决目前醇基墨水由于缺乏各种助剂而涂覆性能不好以及涂覆后助剂较难除去的问题。本发明开发的银线墨水在各种衬底上均有良好表现并且其使用的各种助剂均能通过简单的热处理除去，因而其导电薄膜的性能优异，能在电子信息领域大量应用。该墨水具体的配方如下：

银纳米线，0.2-1.5％；

氯醋二元共聚树脂，0.2-3％；

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+酮类溶剂，83.45-95.495％。

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氯醋二元共聚树脂。该粘结剂的分解温度为120℃，能简单热处理即可除去；

本发明所用表面活性剂为Zonyl@FSO、Zonyl@FSP、Zonyl@FSA、Zonyl@8867L、Zonyl@8857A、Zonyl@FSN、Zonyl@FS、Zonyl@FSK、Zonyl@FSD、Zonyl@TBS、Capstone@FS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；酮类溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、异佛尔酮等酮类溶剂；

本发明墨水的配制步骤为：本发明墨水的配制步骤为：将氯醋二元共聚树脂溶于酮类溶剂中配成10％的溶液。确定配方组成，计算每种物质所需的量。然后将除氯醋二元共聚树脂溶液外的其他成分混合均匀，搅拌20分钟。然后，将所需的氯醋二元共聚树脂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；

本发明墨水在涂覆后，仅需120℃下真空干燥即可除去除含量极少的氟碳表面活性剂外的其余助剂，因而其形成的银导电网络的性能非常好；

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，该墨水中除含量极少的氟碳表面活性剂外，其余助剂均能在低温下除去，因而其形成的薄膜的导电性和透光性等性能均较佳；(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。选用氯醋二元共聚树脂为粘结剂、Zonyl@FSO-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、异丙醇和丁酮为溶剂来配制浆料；

称取10g氯醋二元共聚树脂和90g丁酮加入一烧瓶中，搅拌配制出10％的氯醋二元共聚树脂溶液；

确定墨水中各种组分的含量，计算每种助剂所需的质量。将除氯醋二元共聚树脂溶液外的其余物质加入到一烧瓶中，搅拌混合20分钟。然后将氯醋二元共聚树脂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

1.一种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%，所用的银纳米线的直径为30-50 nm，长度在10-20μm；

氯醋二元共聚树脂，0.2-3%；

氟碳表面活性剂，0.005-0.05%；

小分子分散剂，0.1-2%，所用小分子分散剂为乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇高沸点液体分散剂中的任一种或两种混合；

小分子流平剂，1-3%，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高沸点溶剂中的一种或几种的混合；

小分子保湿剂，2-5%；

小分子消泡剂，1-2%；

有机醇类+酮类溶剂，83.45-95.495%。

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：所用表面活性剂为Zonyl@FSO、Zonyl@FSP、Zonyl@FSA、Zonyl@8867L、Zonyl@8857A、Zonyl@ FSN、Zonyl@FS、Zonyl@ FSK、Zonyl@ FSD、Zonyl@ TBS、Capstone@ FS系列氟碳表面活性剂中的一种或几种的混合。

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：所用小分子保湿剂为丙三醇、环己醇、乙二醇高沸点醇类溶剂中的任一种或几种混合。

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：所用小分子消泡剂为2-己基乙醇。

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：所用醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。

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：所用酮类溶剂为丙酮、丁酮、环己酮或异佛尔酮酮类溶剂。

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：墨水的配制步骤为：将氯醋二元共聚树脂溶于酮类溶剂中配成10%的溶液；确定配方组成，计算每种物质所需的量；然后将除氯醋二元共聚树脂溶液外的其他成分混合均匀，搅拌20分钟；然后，将所需的氯醋二元共聚树脂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。