[发明专利]一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗氧化性强的甲酸铜基无颗粒型导电墨水的制备方法。包括如下步骤：1)将醇类溶液与一种或多种有机胺混合备用2)向混合溶液中缓慢加入四水甲酸铜颗粒形成铜胺络合溶液，即得到目标墨水。最终得到的导电墨水稳定性好，常温常压、不避光条件下存放120天未发生变质。制备的导电墨水取200微升滴在玻璃衬底上可以快速覆盖整个衬底，在170℃以下加热制备的导电薄膜，形貌致密，导电性优良，并且加热全程可以不使用保护气，在空气中即可完成，铜导电薄膜不会被氧化。

技术领域

本发明属于导电墨水技术领域，具体涉及一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水及其制备方法。

背景技术

目前，导电墨水可以分为有颗粒型和无颗粒型两种，研究无颗粒型导电墨水的优势在于，该体系的墨水具有稳定好，易储存等优点。无颗粒型导电墨水使用的铜源目前主要有三种：甲酸铜、乙酸铜和硝酸铜。常用的配制方法为液相磁力搅拌，其中乙酸铜系墨水大多数需要加入一定量的还原剂，否则在加热后不能完全转换为铜单质颗粒，选择甲酸铜作为铜源原因在于，甲酸铜的铜含量较高，且与有机胺混合以后不需要加入还原剂即可以在170℃以下制备形貌致密的导电薄膜。铜基无颗粒型导电墨水有望代替银导电墨水从而应用到3D打印、无线射频识别标签(RFID)、有机发光二极管(OLED)、太阳能薄膜电池、柔性电路板等领域。

对于铜导电墨水烧结条件，大部分无颗粒型墨水的烧结都只能在保护气氛下进行，这对设备的成本以及其气密性要求十分严格，本实验旨在研究一种可以空气气氛下烧结的高效抗氧化导电墨水。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种方法简单、环保、抗氧化性好，可在空气环境下加热形成导电图案且可以在常温常压、不避光条件下存放的铜基导电墨水的制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水，制备方法包括如下步骤：

1)将醇类与有机胺混合，磁力搅拌5分钟，得混合溶液；

2)加入四水甲酸铜形成铜胺络合物溶液；

3)向步骤2)所得铜胺络合物溶液中加入分散剂磁力搅拌30min即得到目标产物。

优选地，上述的一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水的制备方法，步骤1)中，所述的有机胺为1,2-丙二胺与3-(二乙氨基)-1,2-丙二醇的混合溶液。

优选地，上述的一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水的制备方法，步骤1)中，所述的1,2-丙二胺与3-(二乙氨基)-1,2-丙二醇的摩尔比为1-5：1。

优选地，上述的一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水的制备方法，步骤1)中，所述的醇类为无水乙醇，无水甲醇，乙二醇中的一种或多种。

优选地，上述的一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水的制备方法，步骤2)中，有机胺与四水甲酸铜摩尔比为2:1。

优选地，上述的一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水的制备方法，步骤3)中，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

优选地，上述的一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水的制备方法，步骤3)中，聚乙烯吡咯烷酮含量占所配制墨水质量分数的0-1％。

本发明的有益效果是：

1.本发明的制备方法简单，铜含量高，损耗小。

2.本发明制备的铜导电墨水稳定性好，常温常压下不避光保存120天未发生团聚变质等现象。

3.本发明制备的铜导电墨水在加热形成导电图案的过程中不需要保护气体，且加热温度可以在170℃以下进行。

4.本发明制备的铜导电墨水加热形成的导电图案形貌致密，且接近银导电墨水加热形成的银导电图案的电阻率。

附图说明