[发明专利]一种可低温烧结有机金属导电墨水及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电墨水技术领域，具体地说是一种可低温烧结有机金属导电墨水及其制备方法。

背景技术

随着对电子设备高精度高集成度的需求，喷墨打印技术逐渐在印制电子领域崭露头角。由于喷墨打印可以实现按需喷墨，并且快速、便捷，相对于传统的模版式印刷，可以减少原料的浪费，因此吸引了各方面相关人员的研究。在喷墨印制电子方面，主要涉及到的是打印机、墨水和基材。三者之间必须有良好的适应性才能得到性能良好的器件。为实现高精度，喷墨打印机的喷头的孔径要尽可能的小，在这方面，市场上已经有1pl的墨盒，通过调节打印参数，可以得到良好的墨滴。基材方面，可以通过一定的处理方式对基材表面进行改性，以使墨水在基材上能有良好的成膜性能。因此，最关键的就是可用于喷墨打印的墨水。该墨水必须既要能适应打印机，得到良好的墨滴，又要能具备良好的导电性，并且在使用过程中性能不会发生劣化，影响使用。满足这些性能的导电墨水可以应用于射频识别（RFID）、有机发光二极管（OLED）、印刷电路板（PCB）、柔性传感器等方面。

常用的导电墨水中的导电材料可以分为两类，一类是非金属，一类是金属。在非金属导电墨水中，主要是碳系材料，但是其导电性低于金属，因此金属系导电墨水的应用更为广阔。在金属材料中，导电性好的首先要数金银铜了。但是金的价格相对来说是最贵的，因此应用的不是很广泛。银的价格次之，铜是最便宜的。但是铜存在一个最大的问题就是氧化。特别是尺寸越小越容易氧化。因此，在导电墨水方面，占主导的要数银导电墨水。

银导电墨水可以分为两类，颗粒型和无颗粒型。对于颗粒型银导电墨水来说，主要是制备出粒径很小的银颗粒，并且要能够良好的分散开，不发生团聚，以免堵塞打印机喷头，然后将这些颗粒分散在溶剂中，调节粘度和表面张力，即可得到颗粒型导电墨水。对于颗粒型导电墨水，颗粒的制备过程比较复杂，通常需要通过高速离心以得到颗粒。另外，在存储过程中，一旦颗粒发生部分团聚，那么就会出现堵塞喷头的现象。针对这些特点，无颗粒型墨水可以避开这些潜在问题。因此，无颗粒型导电墨水具有潜在的应用价值。

为了实现柔性印刷，需要墨水能够在较低的温度下实现烧结。常用的塑料基材包括PET和PI，其中PI可承受的温度较高，但是价格较贵。PET价格便宜，但是可承受的做高温度约150℃左右。因此，若要用于柔性喷墨印刷，墨水必须在150℃以下就可实现完全烧结，具有可满足应用的导电性。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种稳定性良好，可低温烧结的有机金属导电墨水及其制备方法，该导电墨水能在较低的烧结温度下得到良好的导电性，并且可打印在多种基材上，可用于柔性电子的印制。

为实现上述目的，设计一种可低温烧结有机金属导电墨水，其特征在于：包括银盐、溶剂、络合剂、粘度调节剂和表面活性剂，其中银盐的重量百分比含量为10-25%，溶剂的重量百分比含量为30-60%，络合剂的重量百分比含量为20~40%，粘度调节剂的重量百分比含量为0.1%-5.0%，表面活性剂的重量百分比为0.1%~3.0%。

所述的银盐为碳酸银、硝酸银、柠檬酸银、醋酸银、新癸酸银、β-酮酸银、2-[2-(2-甲氧乙氧基)乙氧基]醋酸银、月桂酸银、草酸银中的一种或多种混合。

所述的溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、异丙醇、1,2-丙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、聚乙二醇200、聚乙二醇400、甲苯中的一种或多种混合。

所述的络合剂为氨水、乙二胺、异丙胺、草酸铵、环己胺、甲酰胺、二乙胺、三乙胺、正丁胺、正辛胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-（乙氨基）乙醇、2-（二甲氨基）乙醇、2-（二乙氨基）乙醇、1-氨基-2-丙醇（异丙醇胺）、乙基二乙醇胺、丁基二乙醇胺中的一种或多种混合。

所述的粘度调节剂为聚乙二醇200、聚乙二醇-300、聚乙二醇-400、乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、1,2-丙二醇、松油醇中的一种或多种混合；或者为导电高分子聚噻吩或聚乙炔；所述的聚噻吩为聚3-甲基噻吩、聚3-乙基噻吩、聚3-丙基噻吩、聚3-丁基噻吩、聚3-戊基噻吩、聚3-己基噻吩、聚3-庚基噻吩、聚3-辛基噻吩、聚3-壬基噻吩、聚3.4-乙烯二氧噻吩、聚苯基噻吩中的一种或多种混合；所述的聚乙炔为聚（2,5-二庚基）对苯撑乙炔。

所述的表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、抗坏血酸中的一种或多种混合。