[发明专利]一种导电银墨水的制备方法

说明书

本发明公开了一种导电银墨水的制备方法，将溶剂与分散剂混合，搅拌至分散剂与溶剂混合均匀，得到溶液；在超声分散条件下，将纳米银颗粒加入，得到纳米银分散液；加入pH调节剂，使pH调节剂完全分散；再加入表面张力调节剂和增粘剂，搅拌均匀；加入防腐剂、消泡剂和粘合剂，搅拌至混合均匀，得到混合液；将混合液过滤，去除沉淀得到稳定分散的导电银墨水。加入了纳米电气石颗粒对墨水的pH环境进行调节。该方法制备工艺简单，制备出的墨水稳定性好，可以较长时间保存。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体是一种导电银墨水的制备方法。

背景技术

印刷电子技术是指采用凹版印刷、丝网印刷等手段将导电墨水选择性沉积于承印物上，并通过后处理使之具有导电性的新兴交叉技术。印刷电子技术克服了传统刻蚀制备线路板过程中存在的工艺复杂、浪费资源和产生大量化学污染等问题，其生产工艺简单灵活，成本低，符合“绿色生产”的发展趋势，是未来印制线路板的主流技术。目前印刷电子技术已成功应用于电子标签(RFID)、有机薄膜晶体管(OTFT)、PCB版、太阳能栅极等领域，具有广阔的发展前景。

在众多墨水沉积方法中，3D打印技术由于具有非接触、无掩膜、良品率高且可以在三维空间中选择性沉积多种材料等优点引起人们的广泛关注。高精度的3D打印机可将线路板的精度提高到微米范围内；3D打印依托数字化信息进行加工，可通过计算机软件快速实现对沉积图案的调整；除此之外，3D打印设备与大规模卷对卷(R2R)生产工艺具有很好的兼容性，在实验室试制完成后可以快速投入到大规模生产当中。

目前将3D打印技术应用于印刷电子生产的难点在于3D打印用导电墨水的制备。在金属纳米导电墨水中，纳米银墨水兼具导电性能好、不易氧化、价格适中等优点成为目前金属纳米导电墨水研究的重点。申请号201010166965.X公开了一种纳米银导电墨水的制备方法，可以使粒径10nm以下的纳米银颗粒稳定分散在墨水中。但是在墨水的制备过程中采用了有机酸作为保护剂，破坏了墨水的pH值，需要加入碱性络合剂进行调节，降低了纳米银的质量含量，且并未对墨水的稳定性进行详细说明。

导电墨水在制备过程中需要兼顾墨水流变学特性、稳定性、烧结温度、导电物质含量等多方面参数，其中墨水稳定性对于评价墨水质量尤为重要。纳米银导电墨水中由于银以纳米颗粒形式分散，墨水的比表面能高，纳米银颗粒会自发向大颗粒聚集以降低体系的表面能，这种聚集会使颗粒沉聚，降低墨水的稳定性。墨水中团聚的颗粒会影响打印图案质量，甚至堵塞喷头。因此制备出能够长期稳定分散的墨水是将3D打印技术应用于大规模印刷电子生产的必不可少的条件。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种导电银墨水的制备方法。该方法制备工艺简单，制备出的墨水稳定性好，可以较长时间保存。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种导电银墨水的制备方法，其特征在于该方法包含以下步骤：

(1)将10-18质量份的溶剂与0.1-0.4质量份的分散剂混合，搅拌至分散剂与溶剂混合均匀，得到溶液；

(2)在超声分散条件下，将2-5质量份的纳米银颗粒加入步骤1)得到的溶液中，得到纳米银分散液；

(3)向步骤2)得到的纳米银分散液中加入0.1-0.2质量份的pH调节剂，使pH调节剂完全分散；

(4)再加入0.02-1质量份的表面张力调节剂和0.8-2质量份的增粘剂，搅拌均匀；

(5)分别加入0.002-0.02质量份的防腐剂、0.02-0.1质量份的消泡剂和0.02-0.1质量份的粘合剂，搅拌至混合均匀，得到混合液；

(6)将混合液过滤，去除沉淀得到稳定分散的导电银墨水；