[发明专利]一种用于电场驱动喷射微纳3D打印纳米银浆的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于电场驱动喷射微纳3D打印纳米银浆的制备方法，属于导电银浆和微纳3D打印技术领域，所述纳米银浆由改性纳米银粉、有机载体、高分子树脂组成；各组分的重量比为改性纳米银粉：有机载体：高分子树脂＝55～75：15～40：1～10；所述有机载体由有机溶剂、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、分散剂、流平剂、添加剂组成，其中各组分的重量百分比为有机溶剂：增稠剂：增塑剂：表面活性剂：分散剂：流平剂：添加剂＝60～90：2～10：3～10：1～8：1～10：1～10；1～10；通过对纳米银粉进行改性，以及各组分的调整，使其粘度匹配于电场驱动喷射微纳3D打印，实现超微细、大高宽比高性能导电图案制造，最终实现优异的附着力和导电性能，尤其是解决了由于纳米银材料团聚导致使用性能不稳定的问题。

技术领域

本发明属于导电银浆和微纳3D打印技术领域，尤其涉及一种用于电场驱动喷射微纳3D打印纳米银浆的制备方法。

背景技术

电场驱动喷射微纳3D打印是近年出现的一种全新微纳3D打印和微纳增材制造技术，它基于自激发静电场，利用电流体动力喷射和电荷诱导自对正，并结合脉冲锥射流、连续锥射流和微挤出三种打印工作模式，实现了大面积复杂三维微纳结构高效和低成本批量化制造，尤其在多材料多尺度3D打印、宏/微跨尺度3D打印方面还具有独特的优势和潜能。目前已经应用于柔性电子、透明电极(导电膜)、组织工程、生物医疗、太阳能电池、OLED、3D结构电子、纸基电子、微纳光学、透明电加热和电磁屏蔽等诸多领域，显示出广阔的工业化应用前景。尤其是在透明电极、透明导电膜、柔性电子、OLED、3D结构电子等行业显示巨大的商业化应用前景。打印材料(纳米导电油墨)是电场驱动喷射微纳3D打印三大核心工艺要素之一(打印设备、打印材料、打印工艺)，对于打印的导电图案的性能(线宽、高宽比、几何形貌、电学性能、光学性能、与基材粘附性能等)有着决定性的影响。目前国内外产业界和学术界已经开发出多种导电油墨，诸如纳米银浆、纳米银墨水、纳米银线导电墨水、石墨烯导电墨水、碳纳米管导电墨水、导电聚合物PEDOT:PSS等，已有的研究结果和工业化应用证实，纳米银浆是电场驱动喷射微纳3D打印最理想的导电材料，然而，现有的纳米银浆(墨水)主要是面向丝网印刷、气溶胶喷射打印、喷墨打印、纳米压印等领域，与电场驱动喷射微纳3D打印所要求的性能(流变性能、打印性能、物理性能等)具有很大的差异，尤其是电场驱动喷射微纳3D打印对使用的纳米银浆的多项物化性能(介电常数、粘度、表面张力、含银量、流变特性等)都有着严格的要求，而且最优的工艺窗口也比较窄。

为了解决现有纳米银浆不适合电场驱动喷射微纳3D打印，尤其是含银量不足，打印图案分辨率较低、与基材粘附性差、多层打印困难的问题，迫切需要开发适合电场驱动喷射微纳3D打印的新型纳米导电银浆的开发，实现基于电场驱动喷射微纳3D打印高性能超微细微纳导电图案高效低成本制造，满足工业级应用的需求(打印性能优良、图案分辨率高、长时间存贮稳定、成本低、环保性能好等)。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于电场驱动喷射微纳3D打印纳米银浆的制备方法，以解决现有纳米银浆难以满足电场驱动喷射微纳3D打印工艺要求，难以实现超微细、大高宽比高性能导电图案制造，尤其是解决由于纳米银材料团聚导致使用性能不稳定的问题。

为了解决以上技术问题，本发明的第一方面提供了一种用于电场驱动喷射微纳3D打印纳米银浆的制备方法：

一种用于电场驱动喷射微纳3D打印纳米银浆的制备方法，其特征在于：所述纳米银浆由改性纳米银粉、有机载体、高分子树脂组成；各组分的重量比为改性纳米银粉：有机载体：高分子树脂＝55～75：15～40：1～10；

所述有机载体由有机溶剂、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、分散剂、流平剂、添加剂组成，其中各组分的重量百分比为有机溶剂：增稠剂：增塑剂：表面活性剂：分散剂：流平剂：添加剂＝60～90：2～10：3～10：1～8：1～10：1～10；1～10；

所述纳米银浆的制备方法为：