[发明专利]一种纳米铜喷墨打印墨水及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种纳米铜喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)配制聚乙烯吡咯烷酮前驱液：取聚乙烯吡咯烷酮置于容器中，加入乙二醇，搅拌均匀，配制成聚乙烯吡咯烷酮前驱液；其中，通过替换不同的平均分子量的聚乙烯吡咯烷酮，以得到不同粒径的铜纳米颗粒；

(2)配制铜源前驱液：取硫酸铜溶于装有乙二醇的容器中，常温下搅拌均匀，配制成铜源前驱液；

(3)配制还原剂前驱液：取抗坏血酸溶于装有乙二醇的烧杯中，常温下搅拌均匀，配制成还原剂前驱液；

(4)滴加前驱液：将步骤(2)及步骤(3)得到的铜源前驱液和还原剂前驱液一起滴加至步骤(1)中的聚乙烯吡咯烷酮前驱液中，搅拌油浴；

(5)离心洗涤：将步骤(4)反应所得的产物进行离心洗涤后真空干燥，得到铜纳米颗粒；

(6)配制墨水：将得到不同粒径的铜纳米颗粒混合，随后溶于去离子水、乙二醇和丙三醇的混合液中，超声分散，得到所述纳米铜喷墨打印墨水。

2.根据权利要求1所述的纳米铜喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，聚乙烯吡咯烷酮前驱液的浓度为0.01M；聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为40000～1300000，通过选择不同平均分子量的聚乙烯吡咯烷酮，制备不同粒径的铜纳米颗粒，其中，选择平均分子量为40000的PVP-K30，制备得到粒径为150nm的PVP-K30包覆的铜纳米颗粒，选择平均分子量为1300000为PVP-K90，制备得到粒径为50nm的PVP-K90包覆的铜纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的纳米铜喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，铜源前驱液的浓度为0.01～0.03M。

4.根据权利要求1所述的纳米铜喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，还原剂前驱液的浓度为0.01～0.03M。

5.根据权利要求1所述的纳米铜喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，滴加速率为1mL/min～2mL/min，油浴温度为100～150℃，油浴时间为60min。

6.根据权利要求1所述的纳米铜喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，不同粒径的铜纳米颗粒包括粒径为150nm铜纳米颗粒和粒径为50nm的铜纳米颗粒，150nm铜纳米颗粒和粒径为50nm的铜纳米颗粒的质量比例为3:7～1:1；铜纳米颗粒与去离子水、乙二醇和丙三醇的质量比为3:7:4:5:5；配制的铜纳米喷墨打印墨水的粘度为10～16cps。

7.一种权利要求1-6任一所述的方法制备的纳米铜喷墨打印墨水。

8.权利要求7所述的纳米铜喷墨打印墨水在柔性电子印刷中的用途，具体步骤为：

步骤a，处理基底：对柔性基底等离子处理；

步骤b，印刷墨水：将所述纳米铜喷墨打印墨水喷墨打印在处理后的柔性基底上；

步骤c，烧结处理：将附着导电图案的柔性基底放入真空烘箱中进行烧结。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于：所述步骤a中，柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或相片纸；等离子处理的时间为5～20min，纳米铜喷墨打印墨水与柔性基底的接触角为39～63°。

10.根据权利要求8所述的用途，其特征在于：所述步骤c中，烧结温度为50～200℃，烧结时间为60min。