[发明专利]一种利用还原性糖低温还原制备的纳米银及其制备方法与在导电油墨中的应用

说明书

技术领域

本发明属于导电油墨领域，具体涉及一种利用还原性糖低温还原制备的纳米银及其制备方法与在导电油墨中的应用。

背景技术

互联网的发展普及和人们对便利生活的追求，加速了物联网技术的发展繁荣。物联网技术在以实现物品跟踪和信息传递为目标的物流管理中发挥着重要作用，而射频识别(RFID)技术是实现物联网的关键技术。天线为RFID标签的关键部分，其制作方式的改革得益于印刷电子技术的发展。其中，导电油墨的研发对降低天线制造成本意义重大。

导电油墨中最重要的一个因素便是导电基材。纳米银具有电阻率低，熔点低，稳定性好，价格相对便宜的优点，是作为导电基材的最佳选择。采用环保、易得的葡萄糖作为还原剂制备纳米银颗粒，配合紫外光固化技术，整个制备过程环保无害。葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，具有来源广泛、廉价、易加工和可生物降解、对环境污染小等特点。但是葡萄糖在高温下容易糊化，糊化后的原葡萄糖炭化变形，很难作为制备纳米银的还原剂使用。

如何更好地将葡萄糖应用到纳米银的制备中，是葡萄糖在纳米银制备与应用领域的一个亟待解决的问题。因此，我们有必要开发出一种新型廉价、易加工和可生物降解、对环境污染小的低温制备方法用于导电油墨领域。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种利用还原性糖低温还原制备的纳米银及其制备方法与在导电油墨中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案。

一种利用还原性糖低温还原制备的纳米银的制备方法，包括以下步骤：

(1)在还原性糖和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中加入水，然后放到恒温磁力搅拌器上搅拌溶解，得溶液A；

(2)在硝酸银中加入氢氧化钠溶液，调节PH至溶液有黑褐色固体析出，得悬浊液B；该步骤的黑褐色固体其实是氧化银，反应机理是：2AgNO₃+2NaOH→Ag₂O↓+H₂O+2NaNO₃。

(3)将悬浊液B加入溶液A中，在40℃～90℃下水浴加热搅拌反应；

(4)待步骤(3)所得溶液冷却至室温后，对溶液进行离心、超声震荡分散和烘干，碾磨后得到纳米银。

优选的，步骤(1)所述还原性糖为无水葡萄糖、果糖或乳糖；进一步优选为无水葡萄糖。

优选的，步骤(1)所述还原性糖和聚乙烯吡咯烷酮的物质的量比为1:1～2:1。该步骤的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)主要作为有机保护剂使用，它能在纳米银粒子被还原出来的瞬间对其表面进行快速有效的吸附，降低其表面活性，从而阻止粒子团聚。

优选的，步骤(1)所述搅拌的温度为40℃～80℃，速率为1000～2000r/min，时间为40～80min。

优选的，步骤(2)所述硝酸银的溶度为0.3mol/L，所述硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮的物质的量比为1:1～1:2。

优选的，步骤(3)所述搅拌的速率为1000～2000r/min，所述反应的时间为90～150min。

优选的，步骤(4)所述的离心是以8000～12000r/min的速率离心8～12min；所述的超声震荡分散是以8000～12000r/min的速率超声清洗8～12min。

由以上所述的制备方法制得的纳米银，该纳米银在制备导电油墨中的应用。

优选的，该应用包括如下步骤：

(1)将纳米银均匀分散在乙酸乙酯中，再加入连接剂及助剂，搅拌均匀，得水性UV导电油墨；所述水性UV导电油墨中纳米银含量为30～80wt％；

(2)将步骤(1)所得的水性UV导电油墨涂到聚乙烯包装材料上，并将油墨层厚度控制在10～40μm，再用UV光源照射UV导电油墨2～6分钟，使油墨固化。

进一步优选的，步骤(1)所述的连接剂为超支化聚氨酯丙烯酸酯，用量为10wtt％～69％；所述的助剂为光引发剂(二苯甲酮、米蚩酮、安息香乙醚等)、丙三醇和二甘醇中(调整油墨的黏度和保湿度的助剂)的一种或几种，用量为1wt％～10wt％。

进一步优选的，步骤(1)、步骤(2)所述搅拌的速率均为1000～2000r/min。

进一步优选的，步骤(2)所述的UV光源是指365纳米，10毫瓦/平方厘米的紫外光。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以采用葡萄糖作为还原剂，其在安全性、环保、可持续等方面具有很大的优势。