[发明专利]水性二氧化钛浆体组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水性二氧化钛浆体及其制备方法，更详细而言，涉及对二氧化钛溶胶不进行粉末化或不使用溶剂置换法而直接使用来制备的网版印刷用水性浆体，尤其网版印刷用水性二氧化钛浆体组合物及其制备方法。

背景技术

网版印刷用浆体，尤其网版印刷用二氧化钛(TiO₂)浆体涂覆在导电性玻璃或导电性胶片上作为染料敏化太阳能电池的金属氧化物电极而使用。

尤其，染料敏化太阳能电池在涂覆了吸附有钌系染料的多孔性的纳米氧化物粒子薄膜的电极与涂覆了铂或碳的对电极之间注入碘系氧化/还原电解质并密封而制得。

染料敏化太阳能电池的光电转换效率取决于太阳能电池的电流密度、电压以及填充系数(fill factor)的乘积因此为了增加能量转换效率，应提高电流、电压以及填充系数的值。

在此，为了制备上述染料敏化太阳能电池，作为比表面积大的导电性元件，需要制备二氧化钛纳米粒子薄膜，且为了将金属氧化物电极涂覆于上述导电性元件，适合进行网版印刷，为了这种网版印刷而需要使用由松油醇等高粘度有机溶剂构成的网版印刷用二氧化钛浆体。

为了制备这种网版印刷用二氧化钛浆体，需要使用商品化的纳米级的二氧化钛粉末，或将醇盐或四氯化钛等二氧化钛前体利用溶胶-凝胶法或水热合成法来合成二氧化钛，为了将其制备成粉末且与松油醇等高粘度有机溶剂很好地进行混合，需要在乙醇之类的有机溶剂中利用砂磨粉碎(attrition milling)装置来进行粉碎以及分散。

在此，上述现有网版印刷用二氧化钛浆体的制备方法由于使用松油醇之类的有机溶剂，因此无法直接使用现在被商品化的水性胶体二氧化钛溶胶以及利用水热合成法或溶胶-凝胶法的水性胶体二氧化钛溶胶，需要利用乙醇等有机溶剂来进行溶剂置换或进行粉末化后，利用砂磨粉碎装置使其重新分散，因此工序复杂，也不适于大量的生产，存在量产性以及经济性低的问题。

发明内容

本发明所要解决的课题是提供一种无需利用粉末化或分离方法将分散在水中的二氧化钛溶胶用乙醇等有机溶剂进行置换的工序即可用于网版印刷方法的网版印刷用水性二氧化钛浆体组合物及其制备方法。

为了克服上述问题，本发明解决上述课题的方法是提供一种水性二氧化钛浆体组合物，其中，含有水性胶体二氧化钛溶胶和粘合剂，以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述粘合剂为5～50重量份。

另外，上述水性二氧化钛浆体组合物还包括湿润分散剂、保存稳定剂和添加剂；以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述湿润分散剂为0.1～10重量份；以所述水性胶体二氧化钛溶胶重量为基准，所述保存稳定剂为5～20重量份；以所述水性胶体二氧化钛溶胶重量为基准，所述添加剂为1～3重量份。

另外，本发明解决上述课题的方法是提供一种水性二氧化钛浆体组合物的制备方法，其中包括：1)将水性胶体二氧化钛溶胶与湿润分散剂进行混合而制备混合物的步骤，其中，以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述湿润分散剂为0.1～10重量份；以及

2)将所述步骤1)的混合物加热到20～40℃后，加入粘合剂进行混合并搅拌1～2小时而制备混合物的步骤，其中，以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述粘合剂为5～50重量份。

根据本发明的水性二氧化钛浆体无需经过现有的用于在油性浆体中将粉末形态的二氧化钛分散在有机溶剂中的砂磨粉碎工序，也能使水性胶体二氧化钛溶胶自身维持纳米级的胶体状态，因此能够在网版印刷后制备透明薄膜，具有能够以比油性二氧化钛浆体的制备费用更低的制备费用来进行大量生产的效果。

具体实施方式

在一实施方式中，本发明提供一种水性二氧化钛浆体组合物，其中，含有水性胶体二氧化钛溶胶和粘合剂，以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述粘合剂为5～50重量份。

在另一实施方式中，本发明提供一种水性二氧化钛浆体组合物的制备方法，其中包括：1)将水性胶体二氧化钛溶胶与湿润分散剂进行混合而制备混合物的步骤，其中，以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述湿润分散剂为0.1～10重量份；以及2)将所述步骤1)的混合物加热到20～40℃后，加入粘合剂进行混合并搅拌1～2小时而制备混合物的步骤，其中，以所述水性胶体二氧化钛溶胶的固体成分重量为基准，所述粘合剂为5～50重量份。