一種用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于導(dǎo)電油墨領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨，所述導(dǎo)電油墨包括0.01~10wt%納米銀線分散液、0.01~5wt%助劑、1~10wt%樹(shù)脂、1~5wt%硬化液和余量溶劑。本發(fā)明還公開(kāi)了該導(dǎo)電油墨的制備方法。本發(fā)明加入分散劑提高油墨的表面張力，在打印的時(shí)候能夠形成液滴狀，提高打印效果，低粘度則保障了在整個(gè)噴墨的過(guò)程中的順暢；選用線長(zhǎng)為1~20μm的納米銀線，有助于不堵塞噴頭；在配方中加入硬化液，使導(dǎo)電線路具有良好的附著力和硬度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)電油墨領(lǐng)域，具體涉及一種用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 噴墨打印技術(shù)具有數(shù)字化、減少材料浪費(fèi)和與不同基材的相容性等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展 推動(dòng)了新型墨水材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。很多器件的重要活性成分都可被噴墨印刷，包括導(dǎo)電 電極、晶體管、太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、電池和傳感器等。然而，具有高透明性、低電阻率的 圖案化電極開(kāi)發(fā)仍然是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)，尤其是在發(fā)展高度集成的系統(tǒng)領(lǐng)域方面。如專(zhuān)利 201110167171 .X，該專(zhuān)利主要講述一種噴墨打印無(wú)色透明導(dǎo)電油墨的制備方法，該油墨由 金屬銀鹽、溶劑、添加劑、分散劑調(diào)配而成，在打印后加熱還原成銀粒子，其打印出來(lái)的線路 并不透明，僅僅是調(diào)配出來(lái)的油墨為無(wú)色透明而已。專(zhuān)利201410472694.9,該專(zhuān)利講述了使 用石墨烯與納米銀顆?；旌希{(diào)配出透明導(dǎo)電油墨，單純用石墨烯，其打印出來(lái)的線路方阻 值較大，所以需添加金屬顆粒來(lái)增強(qiáng)其導(dǎo)電性，但進(jìn)一步的會(huì)降低圖案的透明性，且該專(zhuān)利 并沒(méi)有提出打印出來(lái)線路圖案在基材上的附著力如何，若附著力不佳，必然會(huì)影響其大規(guī) 模應(yīng)用的可能性。專(zhuān)利201510296650.X講述一種抗沉降，自流平的納米銀線透明導(dǎo)電油墨 的制備方法，但該專(zhuān)利所述的油墨僅僅能夠用于整面涂布上，需要后續(xù)的蝕刻或激光工藝 進(jìn)行圖形化。
[0003] 單質(zhì)金屬具有良好的導(dǎo)電性，納米金屬線具有極高的長(zhǎng)徑比，當(dāng)其調(diào)配成油墨噴 墨打印在基板上，烘烤后由于納米金屬線之間互相搭接時(shí)，形成導(dǎo)電路徑，而空隙處可見(jiàn)光 完全透過(guò)，形成高透明導(dǎo)電線路。因此有必要開(kāi)發(fā)使用納米金屬線調(diào)配的導(dǎo)電油墨，已滿高 透明性、低電阻率的圖案化電極的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種低固含量、水性環(huán)保的用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供該導(dǎo)電油墨的制備方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨，所述導(dǎo)電油墨包括0.01~10wt %納米銀線分散 液、0 · 01~5wt %助劑、1~1 Owt %樹(shù)脂、1~1 Owt %硬化液和余量溶劑。
[0008] 進(jìn)一步地，所述納米銀線分散液為納米銀線分散于乙醇、異丙醇或水而得。
[0009] 進(jìn)一步地，所述納米銀線的長(zhǎng)度為1~20μηι。
[0010] 進(jìn)一步地，所述納米銀線分散液的濃度是5~20mg/mL。
[0011] 進(jìn)一步地，所述助劑包括分散劑。
[0012] 進(jìn)一步地，所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯 磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、亞甲基二萘磺酸二鈉、乙氧基化烷基硫酸鈉中的至少一種。
[0013] 最優(yōu)選的分散劑是十六烷基三甲基溴化銨。
[0014] 進(jìn)一步地，所述分散劑還包括流平劑和/或防腐劑。
[0015] 進(jìn)一步地，所述樹(shù)脂為水性聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、纖維素、纖維素醚中的 至少一種。
[0016] 最優(yōu)選的樹(shù)脂是水性聚氨酯。
[0017] 纖維素醚如甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、芐基纖 維素、羥乙基纖維素、羥丙甲纖維素、芐基氰乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、苯基纖維 素。
[0018] 進(jìn)一步地，所述硬化液為硅溶膠和/或有機(jī)硅聚合物。
[0019 ] 有機(jī)硅聚合物如硅油、硅橡膠、硅樹(shù)脂。
[0020] 進(jìn)一步地，所述溶劑為水、異丙醇、乙醇中的至少一種。
[0021] 最優(yōu)選的溶劑是水和異丙醇的混合溶劑。
[0022] -種制備上述的導(dǎo)電油墨的方法，具體是:將納米銀線分散液加入溶劑，再加入樹(shù) 月旨、助劑和溶劑，混合攪拌均勻即得。
[0023]本發(fā)明有以下有益效果：
[0024] 1、在噴墨打印中，要獲得比較好的打印效果，油墨的粘度及表面張力至關(guān)重要，本 發(fā)明加入分散劑提高油墨的表面張力，在打印的時(shí)候能夠形成液滴狀，提高打印效果，低粘 度則保障了在整個(gè)噴墨的過(guò)程中的順暢。
[0025] 2、由于噴墨打印的噴頭在50μπι左右，所以油墨粒徑的大小顯得尤為重要，本發(fā)明 選用線長(zhǎng)為5~15μπι的納米銀線，有助于不堵塞噴頭。
[0026] 3、本發(fā)明在配方中加入硬化液，使導(dǎo)電線路具有良好的附著力和硬度。
[0027] 4、采用本發(fā)明的導(dǎo)電油墨制備導(dǎo)電圖案，其透光率為70~90%，電阻為50~200 Ω /cm〇
[0028] 5、相較于磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、噴涂法以及溶膠凝膠法，本發(fā)明直接采用噴墨 打印的方法將線路打印出來(lái)，無(wú)需上述方法的后期蝕刻制作導(dǎo)電線路，能夠節(jié)約成本，同時(shí) 還能減少環(huán)境污染。
[0029] 6、本發(fā)明以納米銀線為導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電油墨，在較低的固含量下即可形成導(dǎo)電 網(wǎng)絡(luò)，從而使成本更加低廉;該導(dǎo)電油墨經(jīng)噴墨打印后能夠形成透明導(dǎo)電兼具柔性的線路 圖案，滿足薄膜太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、電池和傳感器等行業(yè)的需求。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：
[0031] 以下實(shí)施例所用樹(shù)脂、助劑等，除有特別說(shuō)明外，均為本領(lǐng)域的常規(guī)品種。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 取10g納米銀線異丙醇分散液(濃度為10mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度ΙΟμπι)加入50g水， 再加入l〇g水性聚氨酯，4g硅溶膠，5g脂肪醇聚氧乙烯醚，再用200g水稀釋?zhuān)酶咚俜稚C(jī)混 合攪拌均勾，得到導(dǎo)電油墨。經(jīng)檢測(cè)，其粘度為1 〇 cp S，表面張力為20mN/m。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 取10g納米銀線異丙醇分散液(濃度為5mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度5μπι)加入50g乙醇， 再加入9g丙烯酸樹(shù)脂，8g硅溶膠，0.5g十六烷基三甲基溴化銨，再用200g水稀釋?zhuān)酶咚俜?散機(jī)混合攪拌均勾，得到導(dǎo)電油墨。經(jīng)檢測(cè)，其粘度為7 cp s，表面張力為38mN/m。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 取12g納米銀線乙醇分散液(濃度為20mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度15μπι)加入50g水，再 加入3.5g羥丙基纖維素，1.5g亞甲基二萘磺酸二鈉，10g聚甲基三氯硅氧烷，再用200g水稀 釋?zhuān)酶咚俜稚C(jī)混合攪拌均勻，得到導(dǎo)電油墨。經(jīng)檢測(cè)，其粘度為15cps，表面張力為66mN/ m〇
[0038] 實(shí)施例4
[0039] 取5g納米銀線水性分散液（濃度為15mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度ΙΟμπι)加入50g異丙 醇，再加入20g水性聚氨酯，lg十六烷基三甲基溴化銨，3g聚二苯基二氯硅氧烷，再用100g水 與l〇〇g異丙醇混合溶劑稀釋?zhuān)酶咚俜稚C(jī)混合攪拌均勻，得到導(dǎo)電油墨。經(jīng)檢測(cè)，其粘度 為5cps，表面張力為79mN/m。
[0040] 實(shí)施例5
[00411 取O.lg納米銀線乙醇分散液(濃度為8mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度ΙΟμπι)加入20g水，再 加入lg環(huán)氧樹(shù)脂，0. lg十二烷基硫酸鈉，lg硅溶膠，再用77.8g異丙醇稀釋?zhuān)酶咚俜稚C(jī)混 合攪拌均勻，得到導(dǎo)電油墨。
[0042] 實(shí)施例6
[0043] 取5g納米銀線乙醇分散液(濃度為12mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度ΙΟμπι)加入30g水，再 加入10g水性聚氨酯，3g乙氧基化烷基硫酸鈉，lg流平劑，lg防腐劑，5g娃溶膠，再用45g異丙 醇稀釋?zhuān)酶咚俜稚C(jī)混合攪拌均勻，得到導(dǎo)電油墨。
[0044] 實(shí)施例7
[0045] 取2g納米銀線乙醇分散液(濃度為10mg/mL，納米銀線的長(zhǎng)度15μπι)加入30g水，再 加入2g纖維素、2g羥丙甲纖維素，0.5g十六烷基三甲基溴化銨、0.5g十二烷基苯磺酸鈉，2g 硅溶膠，再用61g異丙醇稀釋?zhuān)酶咚俜稚C(jī)混合攪拌均勻，得到導(dǎo)電油墨。
[0046] 性能測(cè)試
[0047] 將實(shí)施例1~4的導(dǎo)電油墨使用噴墨打印機(jī)按照線路圖打印在基材(玻璃、透明聚 酯等)上，在80~120°C干燥，待溶劑揮發(fā)，形成透明導(dǎo)電圖案。檢測(cè)其透光率、電阻、附著力 等，結(jié)果如表1所述：
[0048]表1性能測(cè)試結(jié)果
[0050]由以上數(shù)據(jù)可知，分散劑可以改善表面張力，進(jìn)而獲得更好的打印效果;而硬化液 的加入使得整體圖案具有良好的附著力。
[0051]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于噴墨打印的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述導(dǎo)電油墨包括0.01~l〇wt%納米銀 線分散液、0 · 01~5wt%助劑、1~lOwt%樹(shù)脂、1~lOwt%硬化液和余量溶劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述納米銀線分散液為納米銀線分散 于乙醇、異丙醇或水而得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述納米銀線的長(zhǎng)度為1~20μπι。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述納米銀線分散液的濃度是5~ 20mg/mL〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述助劑包括分散劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求5述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、十六 烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、亞甲基二萘磺酸二鈉、乙氧基化 烷基硫酸鈉中的至少一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述樹(shù)脂為水性聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂、 環(huán)氧樹(shù)脂、纖維素、纖維素醚中的至少一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述硬化液為硅溶膠和/或有機(jī)硅聚 合物。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電油墨，其特征在于，所述溶劑為水、異丙醇、乙醇中的至少 一種。10. -種制備權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電油墨的方法，其特征在于，將納米銀線分 散液加入溶劑，再加入樹(shù)脂、助劑和溶劑，混合攪拌均勻即得。
【文檔編號(hào)】C09D11/52GK106046943SQ201610599426
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日 公開(kāi)號(hào)201610599426.2, CN 106046943 A, CN 106046943A, CN 201610599426, CN-A-106046943, CN106046943 A, CN106046943A, CN201610599426, CN201610599426.2
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