本发明涉及导电油墨,尤其涉及一种导电油墨的制备方法及其应用。
背景技术:
1、导电油墨是制备印刷电子产品的关键材料之一。现有技术的导电油墨含有导电粉体,导电粉体分为金属系粉体和碳系粉体。
2、现有技术制备纳米金属颗粒导电油墨的方法包括:(1)通过物理法或化学法制备纳米金属颗粒,需要使用表面活性剂和包覆剂,来控制颗粒的形貌尺寸,并在后续的分离提纯中去除多余的保护剂,然后干燥存储备用;(2)将制备出的纳米金属颗粒分散至溶剂中,混合均匀后获得导电油墨。在上述的工艺过程中,纳米金属颗粒的分离、提纯、干燥、存储、再分散和配置成导电油墨的步骤繁琐,且生产成本高。
3、金属粉体不但价格昂贵,而且易沉淀和结团,导致其在基体中的分散性不好;碳系粉体为非极性物质,存在难于在油墨中均匀分散的缺陷;这些分散性不佳的导电粉体在印刷时容易堵塞打印喷头或丝印网孔,或者在印刷后的导电油墨层中形成突出的颗粒,影响产品的性能。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明的第一目的在于提出一种导电油墨的制备方法,解决导电油墨中的导电粉体分散性差的问题。
2、本发明的第二目的在于提出应用以上制备方法制得的导电油墨制备含有导电薄膜的印刷电子产品的方法,以提高印刷电子产品的导电稳定性和使用寿命。
3、为达此目的,本发明采用以下技术方案:
4、一种导电油墨的制备方法,包括以下步骤;
5、s1)在搅拌的两个反应容器中分别加入溶剂,然后使金属盐或还原剂溶解于其中的一个反应容器的溶剂中,分别制得金属盐溶液和还原剂溶液;
6、s2)将所述金属盐溶液和所述还原剂溶液分别降温至3-10℃,然后搅拌混合均匀于一个反应容器中,即制得所述导电油墨;
7、所述还原剂与所述金属盐的还原反应温度为50-160℃。
8、具体的,所述金属盐为铜盐、银盐、金盐、镍盐和钴盐中的至少一种;
9、所述还原剂为抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸和水合肼中的至少一种;
10、所述铜盐为醋酸铜、乙酰丙酮铜、甲酸铜和氢氧化铜中的至少一种;
11、所述银盐为甲酸银、乙酸银、柠檬酸银、乙酰丙酮银、碳酸银和脂肪酸银中的至少一种;
12、所述金盐为碳酸金;
13、所述镍盐为甲酸镍、乙酸镍、草酸镍、氢氧化镍和碳酸镍中的至少一种;
14、所述钴盐为氢氧化钴、碳酸钴和乙酸钴中的至少一种。
15、优选的,步骤s2)中,所述金属盐与所述还原剂的摩尔浓度比为(0.5-1):1。
16、优选的,所述溶剂为水、甲苯、甘油、丁苯、乙醚、乙酸乙酯、乙醇、乙二醇、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、丙二醇、丙酮和松油醇中的至少一种。
17、进一步的,本发明提出了一种导电油墨在印刷电子中的应用,使用以上的所述导电油墨的制备方法制得的所述导电油墨,包括以下步骤:
18、t1)将所述导电油墨涂覆于清洁的基材表面,使所述导电油墨在基材表面形成导电油墨层;
19、t2)将表面涂有导电油墨层的基材放入烧结装置中,在烧结气氛下,先升温至反应温度,保温,使所述导电油墨中的金属盐被还原,反应结束后再升温至烧结温度,使所述导电油墨烧结,即制得含有导电薄膜的印刷电子产品。
20、优选的,所述基材为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅、铝箔、铜箔、碳化硅、氮化镓、不锈钢或玻璃。
21、优选的,步骤t2)中,反应温度为50-160℃,保温时间为10-15min。
22、优选的,步骤t2)中,烧结时间为10-120min,烧结温度为180-450℃。
23、优选的,所述烧结气氛为空气气氛、氮气气氛、氩气气氛和氢气气氛中的至少一种。
24、本发明的技术方案的有益效果为:所述导电油墨的制备方法,先分别制得溶解于溶剂中金属盐溶液和还原剂溶液,并将金属盐溶液和还原剂溶液降温至3-10℃再混合,以减缓金属盐溶液和还原剂溶液在混合过程中发生还原反应,制得的所述导电油墨为金属盐溶解完全的溶液,可以防止金属盐在油墨印刷的过程中出现堵塞打印喷头或丝印网孔的现象,或者在印刷后的导电油墨层中形成突出的颗粒,进而避免因未溶解的金属盐的颗粒物影响产品的性能。
25、进一步的,本发明提出的所述导电油墨在印刷电子中的应用,在烧结炉中先升温到反应温度保温一段时间,使导电油墨层中金属盐和还原剂发生还原反应,然后再升温到烧结温度,将被还原的金属烧结于基材的表面,在基材表面形成导电金属膜,经烧结形成的导电金属膜在基材表面具有良好的附着力,有利于提高制得的印刷电子产品的导电稳定性和使用寿命。
1.一种导电油墨的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的导电油墨的制备方法,其特征在于,所述金属盐为铜盐、银盐、金盐、镍盐和钴盐中的至少一种;
3.根据权利要求1所述的导电油墨的制备方法,其特征在于,步骤s2)中,所述金属盐与所述还原剂的摩尔浓度比为(0.5-1):1。
4.根据权利要求1所述的导电油墨的制备方法,其特征在于,所述溶剂为水、甲苯、甘油、丁苯、乙醚、乙酸乙酯、乙醇、乙二醇、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、丙二醇、丙酮和松油醇中的至少一种。
5.一种导电油墨在印刷电子中的应用,使用权利要求1-4任一项的所述导电油墨的制备方法制得的所述导电油墨,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的导电油墨在印刷电子中的应用,其特征在于,所述基材为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅、铝箔、铜箔、碳化硅、氮化镓、不锈钢或玻璃。
7.根据权利要求5所述的导电油墨在印刷电子中的应用,其特征在于,步骤t2)中,反应温度为50-160℃,保温时间为10-15min。
8.根据权利要求5所述的导电油墨在印刷电子中的应用,其特征在于,步骤t2)中,烧结时间为10-160min,烧结温度为180-450℃。
9.根据权利要求5所述的导电油墨在印刷电子中的应用,其特征在于,所述烧结气氛为空气气氛、氮气气氛、氩气气氛和氢气气氛中的至少一种。
