一種含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)電墨水領(lǐng)域，具體涉及一種含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水。
【背景技術(shù)】
[0002]銀納米線是目前柔性導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域非常有前途的材料。而這種材料的利用則需借助銀導(dǎo)電墨水來(lái)實(shí)現(xiàn)。銀導(dǎo)電墨水包含銀納米線和各種助劑，而墨水性能則取決于各種助劑的選擇。正常來(lái)說(shuō)，助劑越多則銀線導(dǎo)電性受影響越大。因此，一些專利如CN103008679A將銀線直接分散在醇類溶劑中制備出導(dǎo)電墨水。但是這類墨水助劑的缺乏則導(dǎo)致墨水涂覆性能不好，進(jìn)而導(dǎo)致薄膜性能不好。因此，人們?cè)谀刑砑恿撕芏嗖煌N類的助劑來(lái)調(diào)節(jié)墨水性能，如專利CN104650653A、CN103627255A和CN104464880A。但人們選擇的這些助劑大多是高分子助劑，而高分子在墨水涂覆后很難除去，進(jìn)而會(huì)降低薄膜的導(dǎo)電性和透光率。解決這種問(wèn)題的根本方法是:尋找能簡(jiǎn)單處理即可除去的助劑。但可惜的是，目前這方面工作還非常少。
[0003]同時(shí)，銀線網(wǎng)絡(luò)之間的空檔一方面會(huì)由于其中沒(méi)有導(dǎo)電物質(zhì)而會(huì)降低薄膜的導(dǎo)電性，另一方面會(huì)帶來(lái)光的散射而使薄膜有較大的霧度。這些都不利于薄膜的使用。為解決這個(gè)問(wèn)題，可在空檔中填充導(dǎo)電物質(zhì)。填充有兩種方式:一種是銀墨水涂覆干燥后在其上再涂覆一層導(dǎo)電物質(zhì)，另一種是在墨水中直接加入導(dǎo)電物質(zhì)而涂覆時(shí)直接填充在空檔之中。對(duì)比可以看出，第二種工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。但可惜的是，這種有導(dǎo)電填料的銀導(dǎo)電墨水還非常少，性能也很不成熟，如專利CN102527621A。
[0004]綜上，尋找簡(jiǎn)單處理即可除去的助劑以及解決銀線空檔帶來(lái)的導(dǎo)電性和霧度的問(wèn)題是開(kāi)發(fā)高性能薄膜的前提，也是導(dǎo)電墨水行業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，解決目如醇基墨水由于缺乏各種助劑而涂覆性能不好、涂覆后助劑較難除去以及銀線空檔帶來(lái)的導(dǎo)電性與霧度缺陷等問(wèn)題。本發(fā)明開(kāi)發(fā)的銀線墨水在各種襯底上均有良好表現(xiàn)并且其使用的各種助劑均能通過(guò)簡(jiǎn)單的熱處理除去，其導(dǎo)電填充物質(zhì)填充了銀線之間的空檔而使薄膜的導(dǎo)電性升高、霧度降低，因而其導(dǎo)電薄膜的性能優(yōu)異，能在電子信息領(lǐng)域大量應(yīng)用。該墨水具體的配方如下:
銀納米線，0.2-1.5% ；
氯醋二元共聚樹(shù)脂，0.2-3% ;
氟碳表面活性劑，0.005-0.05% ；
小分子分散劑，0.1-2% ；
小分子流平劑，1-3% ；
小分子保濕劑，2-5% ;
小分子消泡劑，1-2% ； 導(dǎo)電填料，0.2-1.5% ；
有機(jī)醇類+酮類溶劑，81.95-95.295%。
[0006]本發(fā)明所用銀納米線的直徑為30-50nm，長(zhǎng)度在10-20 μπι;
本發(fā)明所用粘結(jié)劑為氯醋二元共聚樹(shù)脂。該粘結(jié)劑分解溫度為120°C，能簡(jiǎn)單熱處理即可除去；
本發(fā)明所用表面活性劑為 ZonylOFSO、ZonyliFSP^ ZonyliFSA^ Zonyl@8867L、Zonyl@8857A、ZonyliFSN^ ZonylOFS、ZonyliFSK^ ZonyliFSD^ ZonyliTBS^ CapstoneiFS 等系列氟碳表面活性劑中的一種或幾種的混合；
本發(fā)明所用小分子分散劑為乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等高沸點(diǎn)液體分散劑；本發(fā)明所用小分子流平劑為乙二醇二丁醚、異丙氧基乙醇、丙二醇甲醚、異佛爾酮、二丙酮醇、DBE等高沸點(diǎn)溶劑中的一種或幾種的混合；
本發(fā)明所用小分子保濕劑為丙三醇、環(huán)己醇、乙二醇等高沸點(diǎn)醇類溶劑；
本發(fā)明所用小分子消泡劑為2-己基乙醇；
本發(fā)明所用導(dǎo)電填料為金屬納米離子(如金、銀、銅等納米粒子)、PED0T:PSS、石墨稀、碳納米管、金屬氧化物等物質(zhì)中的一種或幾種的組合；
本發(fā)明所用醇類溶劑為甲醇、乙醇和異丙醇中的一種；所用酮類溶劑為丙酮、丁酮、環(huán)己酮、異佛爾酮等酮類溶劑；
本發(fā)明墨水的配制步驟為:將氯醋二元共聚樹(shù)脂溶于酮類溶劑中配成10%的溶液。確定配方組成，計(jì)算每種物質(zhì)所需的量。然后將除氯醋二元共聚樹(shù)脂溶液和導(dǎo)電填料外的其他成分混合均勻，攪拌20分鐘。然后，將所需的導(dǎo)電填料加入到攪拌的墨水中，攪拌10分鐘。接著，將氯醋二元共聚樹(shù)脂溶液慢慢滴入墨水中。繼續(xù)攪拌30分鐘后，根據(jù)導(dǎo)電填料的長(zhǎng)度確定不同孔徑的濾膜過(guò)濾，得到最終的墨水；
本發(fā)明墨水在涂覆后會(huì)在其上面增加一層頂涂保護(hù)層，保護(hù)的同時(shí)增加導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)與襯底的結(jié)合力；
本發(fā)明墨水在涂覆后，僅需120°C下真空干燥即可除去除含量極少的氟碳表面活性劑外的其余助劑，而剩下的導(dǎo)電填充物則將銀線之間的空檔完全填充。這樣銀線之間的導(dǎo)電連接更緊密，極大提升薄膜的導(dǎo)電性。同時(shí)，填充物減小了銀線網(wǎng)絡(luò)的光散射等不利因素，使導(dǎo)電薄膜的霧度較?。?br> 本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):(1)墨水中含有多種不同作用的助劑，可將墨水性能調(diào)配至各種襯底涂覆所需的物理參數(shù)，因此，本發(fā)明的墨水在各種襯底上的涂覆效果很好，薄膜導(dǎo)電均勻；(2)最重要的是，該墨水中除含量極少的氟碳表面活性劑外，其余助劑均能在低溫下除去；結(jié)合導(dǎo)電填充物帶來(lái)的有利影響，其薄膜的導(dǎo)電性、透光性、霧度等性能均較佳；(3)銀線含量少、原料便宜、制備過(guò)程簡(jiǎn)單，因而墨水價(jià)格便宜。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1:本發(fā)明墨水涂覆后形成的銀線網(wǎng)絡(luò)；
具體實(shí)施例
[0008]實(shí)施例: 使用直徑為30-50nm、長(zhǎng)度在10-20 μπι的銀納米線為導(dǎo)電物質(zhì)。選用氯醋二元共聚樹(shù)脂為粘結(jié)劑、ZonyliFSO-1OO為表面活性劑、2-氨基-2-甲基-1-丙醇為分散防沉劑、丙二醇甲醚為流平劑、環(huán)己醇為保濕劑、2-己基乙醇為消泡劑、PEDOT:PSS為導(dǎo)電填充料、異丙醇和丁酮為溶劑來(lái)配制漿料；
[將氯醋二元共聚樹(shù)脂溶于丁酮中配成10%的溶液。確定配方組成，計(jì)算每種物質(zhì)所需的量。然后將除氯醋二元共聚樹(shù)脂溶液和PH)0T:PSS外的其他成分混合均勻，攪拌20分鐘。然后，將所需的PH)0T:PSS加入到攪拌的墨水中，攪拌10分鐘。接著，將氯醋二元共聚樹(shù)脂溶液慢慢滴入墨水中。繼續(xù)攪拌30分鐘后，用20 μ m孔徑的濾膜過(guò)濾，得到最終的墨水。
[0009] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人
員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的實(shí)驗(yàn)與技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于，其配方包括: 銀納米線，0.2-1.5% ； 氯醋二元共聚樹(shù)脂，0.2-3% ; 氟碳表面活性劑，0.005-0.05% ； 小分子分散劑，0.1-2% ； 小分子流平劑，1-3% ； 小分子保濕劑，2-5% ; 小分子消泡劑，1-2% ； 導(dǎo)電填料，0.2-1.5% ； 有機(jī)醇類+酮類溶劑，81.95-95.295%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用的銀納米線的直徑為30-50nm，長(zhǎng)度在10-20 μ m。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用粘結(jié)劑為氯醋二元共聚樹(shù)脂；該粘結(jié)劑的分解溫度為120°C，能簡(jiǎn)單熱處理即可除去。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用表面活性劑為 ZonylOFSO、ZonyliFSP^ ZonyliFSA^ Zonyl@8867L、Zonyl@8857A、ZonyliFSN^ZonylOFS、ZonylOFSK、ZonylOFSD、ZonylOTBS、CapstoneiFS 等系列氣碳表面活性劑中的一種或幾種的混合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用小分子分散劑為乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇等高沸點(diǎn)液體分散劑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用小分子流平劑為乙二醇二丁醚、異丙氧基乙醇、丙二醇甲醚、異佛爾酮、二丙酮醇、DBE等高沸點(diǎn)溶劑中的一種或幾種的混合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用小分子保濕劑為丙三醇、環(huán)己醇、乙二醇等高沸點(diǎn)醇類溶劑。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用小分子消泡劑為2-己基乙醇。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用導(dǎo)電填料為金屬納米離子(如金、銀、銅等納米粒子)、PEDOT:PSS、石墨稀、碳納米管、金屬氧化物等物質(zhì)中的一種或幾種的組合。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明所用醇類溶劑為甲醇、乙醇和異丙醇中的一種；所用酮類溶劑為丙酮、丁酮、環(huán)己酮、異佛爾酮等酮類溶劑。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其特征在于:本發(fā)明墨水的配制步驟為:將氯醋二元共聚樹(shù)脂溶于酮類溶劑中配成10%的溶液；確定配方組成，計(jì)算每種物質(zhì)所需的量；然后將除氯醋二元共聚樹(shù)脂溶液和導(dǎo)電填料外的其他成分混合均勻，攪拌20分鐘；然后，將所需的導(dǎo)電填料加入到攪拌的墨水中，攪拌10分鐘；接著，將氯醋二元共聚樹(shù)脂溶液慢慢滴入墨水中；繼續(xù)攪拌30分鐘后，根據(jù)導(dǎo)電填料的長(zhǎng)度確定不同孔徑的濾膜過(guò)濾，得到最終的墨水。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種含有導(dǎo)電填料的醇基銀納米線墨水，其組成為：銀納米線，0.2-1.5%；氯醋二元共聚樹(shù)脂，0.2-3%；氟碳表面活性劑，0.005-0.05%；小分子分散劑，0.1-2%；小分子流平劑，1-3%；小分子保濕劑，2-5%；小分子消泡劑，1-2%；導(dǎo)電填料，0.2-1.5%；有機(jī)醇類+酮類溶劑，81.95-95.295%。該墨水涂覆效果好，涂覆后簡(jiǎn)單熱處理即可除去除銀線和導(dǎo)電填料外的其他絕大部分助劑，制成的薄膜導(dǎo)電性與透光率高、霧度低，能廣泛用于觸摸屏等電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
【IPC分類】C09D11/52
【公開(kāi)號(hào)】CN105111824
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510646265
【發(fā)明人】李璐, 陳善勇, 劉碧桃, 金容 , 阮海波
【申請(qǐng)人】重慶文理學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日