CN112063238A - 一种活性银前驱体墨水及其制备和保存方法 - Google Patents

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江浩
汤成莉
毛凌航
王岩
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Abstract

一种活性银前驱体墨水及其制备和保存方法,采取干湿分离原则，分别保存墨水的银源和液体组分后，可以根据需要在银源的溶解度范围内灵活配置不同银含量的导电墨水，加入一半的液体即可使银含量增加一倍，固液分开保存，因为没有络合物生成，因此大大降低了墨水的保存要求，延长保存期限；可以根据不同打印机所适用的墨水粘度范围单独调节液体部分的粘度、表面张力等参数，从而使墨水适用于多种打印机，对液体部分单独调节降低了墨水的研发成本。

Description

一种活性银前驱体墨水及其制备和保存方法
技术领域
本发明涉及银墨水制备技术领域，具体涉及一种活性银前驱体墨水及其制备和保存方法。
背景技术
在柔性印刷电子领域，墨水的研究是推进其应用进程的关键。从性价比角度考虑，银系墨水的研究与应用最为广泛。含银的导电墨水分为两大类，一类是纳米颗粒型导电墨水，一类是无颗粒的银前驱体墨水。因为可以实现后续的低温烧结或者免烧结，因此，近年来无颗粒型银墨水的研究与应用渐多。无颗粒型银前驱体墨水是在一定溶剂中加入银盐，络合剂和还原剂，当墨水沉积到基底上后，辅助较低的温度（通常低于100℃）即可使液体中的银离子还原为原子并生成颗粒，形成电子通路即导电图案。
银前驱体墨水中因形成络合银离子，这种络合银离子对光和热均敏感，因此，墨水需要在冰箱中冷藏避光保存，若暴露在空气中则会不可避免的发生部分反应，从而大大影响其使用。该墨水中形成的银络合物对光和热敏感，因此需要将其放入棕色瓶中避光冷藏保存，在室温下放置24h即可形成少量颗粒，影响其性能。
发明内容
为了延长所制备的银前驱体墨水的保存期限、降低其对保存条件的要求，本发明提供了一种活性银前驱体墨水及其制备和保存方法。
本发明采用的技术解决方案是：一种活性银前驱体墨水，所述的活性银前驱体墨水包括固体组分和液体组分，所述的固体组分和液体组分开贮存，使用时混合，所述的固体组分为干料银源，所述的液体组分包括溶剂、络合剂、还原剂、调节墨水粘度和表面张力的表面活性剂。
所述的干料银源为乙酸银、硝酸银，碳酸银，硫酸银、柠檬酸银或其他银化合物中的一种或几种。
所述的溶剂为水、乙醇或乙二醇中的一种或几种。
所述的络合剂为氨水、丙胺、乙醇胺、丁胺或环己胺。
所述的还原剂为二乙醇胺或甲酸。
所述的表面活性剂位羧甲基纤维素、BYK-333或BYK410。
一种活性银前驱体墨水的制备和保存方法，包括以下步骤：
（1）固体组分的制备：按照墨水性能要求，称取所需的干料银源按照固体常规保存方法保存于样品瓶或样品袋中；
（2）液体组分的制备：根据干料银源的量计算称量相应的溶剂、络合剂、还原剂以及表面活性剂并混合，而后按照液体溶剂的常规保存方法保存；
（3）活性银前驱体墨水的保存与使用：按照干湿分离原则配好墨水所需的固体组分和液体组分后，干湿物料分别保存，使用时将干湿两种物料混合并通过分散手段分散固体组分和液体组分后得到所需的活性银前驱体墨水。
所述的干料银源为乙酸银、硝酸银，碳酸银，硫酸银、柠檬酸银或其他银化合物中的一种或几种。
所述的络合剂为氨水、丙胺、乙醇胺、丁胺或环己胺。
所述的还原剂为二乙醇胺或甲酸。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种活性银前驱体墨水及其制备和保存方法,采取干湿分离原则，分别保存墨水的银源和液体组分后，可以根据需要在银源的溶解度范围内灵活配置不同银含量的导电墨水，加入一半的液体即可使银含量增加一倍,固液分开保存，因为没有络合物生成，因此大大降低了墨水的保存要求，延长保存期限；可以根据不同打印机所适用的墨水粘度范围单独调节液体部分的粘度、表面张力等参数，从而使墨水适用于多种打印机，对液体部分单独调节降低了墨水的研发成本。
附图说明
图1为本发明活性银前驱体墨水导电图案SEM图。
图2为本发明活性银前驱体墨水制备印刷柔性器件的导电线路。
具体实施方式
本发明所述技术方案，如未特别说明，均为本领域的常规方案；所述试剂或材料，如未特别说明，均来源于商业渠道
按照墨水性能要求，称取1.0-5.0g乙酸银作为银源，2-20 ml氨水作为溶剂和络合剂，1.0-5.0g二乙醇胺作为还原剂，有时还需要一定量的添加剂如0.1-1.0g的羧甲基纤维素，或BYK-333，BYK410等调节墨水的粘度和表面张力，将醋酸银加入氨水中，然后在其中加入二乙醇胺，并辅助超声分散使银源完全溶解即可得到活性银前驱体墨水。其中银源可以用其他物质替代如硝酸银，碳酸银，硫酸银、柠檬酸银或是自制的其他银化合物，溶剂为水、乙醇、乙二醇或其混合物，络合剂为氨水、丙胺、乙醇胺、丁胺、环己胺等，还原剂可以是二乙醇胺，甲酸等，添加剂为调节墨水粘度和表面张力的表面活性剂等。
为了延长该墨水的保存期限，使其便于保存，将墨水成分中的固体部分和液体部分按照干湿分离的原则分别保存，即根据所需制备的墨水的浓度，称取一定量的银源，并按照其常规保存方法保存于样品瓶或样品袋中；按照计算好的量称量相应的溶剂、络合剂、还原剂（有时溶剂可同时作为络合剂或还原剂）、添加剂并混合，而后按照溶剂的常规保存方法保存。其中液体部分可以根据打印机所适用的墨水参数范围加入添加剂单独进行调节。按照干湿分离原则配好墨水所需原料后，干湿物料分别保存，使用时将干湿两种物料混合必要时辅助一定的分散手段得到所需墨水。
一种活性银前驱体墨水的制备和保存方法，包括以下步骤：
（1）固体组分的制备：按照墨水性能要求，称取所需的干料银源按照固体常规保存方法保存于样品瓶或样品袋中；
（2）液体组分的制备：根据干料银源的量计算称量相应的溶剂、络合剂、还原剂以及表面活性剂并混合，而后按照液体溶剂的常规保存方法保存；
（3）活性银前驱体墨水的保存与使用：按照干湿分离原则配好墨水所需的固体组分和液体组分后，干湿物料分别保存，使用时将干湿两种物料混合并通过分散手段分散固体组分和液体组分后得到所需的活性银前驱体墨水。
本发明中的关键技术点为墨水组分按照干湿分离的原则分类保存，将活性银前驱体墨水中的干料银源即各种自制或购买的银化合物，和起到分散、络合、还原作用的液体分开保存，因为没有形成对光、热敏感的银络合物，所以将降低墨水的保存要求，即用即配，延长其保存期限；可以根据需要灵活配置不同浓度的墨水；并且可以通过单独调节其液体成分的粘度、表面张力等参数使墨水可适用于多种打印机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活性银前驱体墨水，其特征在于，所述的活性银前驱体墨水包括固体组分和液体组分，所述的固体组分和液体组分开贮存，使用时混合，所述的固体组分为干料银源，所述的液体组分包括溶剂、络合剂、还原剂、调节墨水粘度和表面张力的表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种活性银前驱体墨水，其特征在于，所述的干料银源为乙酸银、硝酸银，碳酸银，硫酸银、柠檬酸银或其他银化合物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种活性银前驱体墨水，其特征在于，所述的溶剂为水、乙醇或乙二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种活性银前驱体墨水，其特征在于，所述的络合剂为氨水、丙胺、乙醇胺、丁胺或环己胺。
5.根据权利要求1所述的一种活性银前驱体墨水，其特征在于，所述的还原剂为二乙醇胺或甲酸。
6.根据权利要求1所述的一种活性银前驱体墨水，其特征在于，所述的表面活性剂为羧甲基纤维素、BYK-333或BYK410。
7.一种权利要求1所述的活性银前驱体墨水的制备和保存方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）固体组分的制备：按照墨水性能要求，称取所需的干料银源按照固体常规保存方法保存于样品瓶或样品袋中；
（2）液体组分的制备：根据干料银源的量计算称量相应的溶剂、络合剂、还原剂以及表面活性剂并混合，而后按照液体溶剂的常规保存方法保存；
（3）活性银前驱体墨水的保存与使用：按照干湿分离原则配好墨水所需的固体组分和液体组分后，干湿物料分别保存，使用时将干湿两种物料混合并通过分散手段分散固体组分和液体组分后得到所需的活性银前驱体墨水。
8.根据权利要求7所述的活性银前驱体墨水的制备和保存方法，其特征在于，所述的干料银源为乙酸银、硝酸银，碳酸银，硫酸银、柠檬酸银或其他银化合物中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的活性银前驱体墨水的制备和保存方法，其特征在于，所述的络合剂为氨水、丙胺、乙醇胺、丁胺或环己胺。
10.根据权利要求7所述的活性银前驱体墨水的制备和保存方法，其特征在于，所述的还原剂为二乙醇胺或甲酸。
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