一種銅導(dǎo)電墨水的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)電墨水領(lǐng)域，尤其涉及一種銅導(dǎo)電墨水的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著射頻識(shí)別即RFID (Radio Rrequen巧IDentification)技術(shù)的快速普 及，推動(dòng)RFID市場逐步走向成功的關(guān)鍵因素之一的導(dǎo)電油墨的也越來越受到重視。
[0003] 導(dǎo)電油墨是由金屬導(dǎo)電微粒(銀、銅、碳，通常為銀）分散在連結(jié)料中形成的一種導(dǎo) 電性復(fù)合材料，印刷到承印物上之后，起到導(dǎo)線、天線和電阻的作用。該油墨印刷在柔性或 硬質(zhì)材料(紙張、PVC、PE等）上可制成印刷電路。導(dǎo)電油墨干燥后，由于導(dǎo)電粒子間的距離 變小，自由電子沿外加電場方向移動(dòng)形成電流，具有良好的導(dǎo)電性能，可接收RFID專用的 無線射頻信號(hào)。對(duì)于印刷RFID標(biāo)簽內(nèi)置天線而言，一個(gè)好的導(dǎo)電油墨配方，要求具有良好 的印刷適性，印刷后的墨層具有附著力強(qiáng)、電阻率低、固化溫度低、導(dǎo)電性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。
[0004] 導(dǎo)電油墨由導(dǎo)電性填料、溶劑及添加劑組成。導(dǎo)電性填料使用導(dǎo)電性最好的銀粉 和銅粉，有時(shí)也用金粉、石墨、炭黑(現(xiàn)已有?？诘膶?dǎo)電炭黑)、碳素纖維、媒粉等。目前，一般 W貴重金屬的有機(jī)或者無機(jī)鹽作為原材料，W有機(jī)的還原劑有機(jī)胺類和酵類化合物，同時(shí) 加入分散劑W及表面活性劑，W化學(xué)還原的方式獲得金屬納米顆粒的混合液，通過離也分 離、干燥得到金屬納米粉。將金屬納米分超聲分散在有機(jī)溶劑中，得到金屬納米顆粒導(dǎo)電墨 水。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有的銅導(dǎo)電墨水中的銅顆粒粒度分布寬、銅顆粒不穩(wěn)定的技術(shù)問 題，提供一種銅顆粒粒度分布集中、銅顆粒穩(wěn)定的銅導(dǎo)電墨水的制備方法。
[0007] 本發(fā)明提供了一種銅導(dǎo)電墨水的制備方法，該方法包括W下步驟： 51、 將銅鹽水溶液加熱至78-82 C，然后同時(shí)滴加抗壞血酸水溶液和肌醇六磯酸水溶 液，保持溫度為78-82C至反應(yīng)結(jié)束，獲得銅納米顆粒分散液； 52、 將銅納米顆粒分散液進(jìn)行離也分離并進(jìn)行洗涂、干燥，得到銅顆粒； 53、 將銅納米顆粒與溶劑混合即得到銅導(dǎo)電墨水。
[0008] 本發(fā)明的銅導(dǎo)電墨水的制備方法中，金屬銅納米微粒導(dǎo)電墨水分散性高，粒度分 布集中，可w長時(shí)間有氧存放。制備方法綠色環(huán)保，原材料廉價(jià)易得，沒有化學(xué)毒性，可大量 制備。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，W下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明提供了一種銅導(dǎo)電墨水的制備方法，該方法包括W下步驟： 51、 將銅鹽水溶液加熱至78-82 C，然后同時(shí)滴加抗壞血酸水溶液和肌醇六磯酸水溶 液，保持溫度為78-82C至反應(yīng)結(jié)束，獲得銅納米顆粒分散液； 52、 將銅納米顆粒分散液進(jìn)行離也分離并進(jìn)行洗涂、干燥，得到銅顆粒； 53、 將銅納米顆粒與溶劑混合即得到銅導(dǎo)電墨水。
[0011] 本發(fā)明的銅導(dǎo)電墨水的制備方法中，W抗壞血酸同時(shí)作為還原劑和修飾劑，抗壞 血酸首先提供一個(gè)活性氨將二價(jià)的銅離子還原成零價(jià)的銅，生成水和半脫氨的抗壞血酸。 半脫氨抗壞血酸可與加入的肌醇六磯酸結(jié)合，對(duì)還原的銅起到保護(hù)作用，當(dāng)銅再次被氧化 的時(shí)候，半脫氨的抗壞血酸可W釋放出一個(gè)活性氨，再次將被氧化的銅離子還原成零價(jià)的 銅，同時(shí)生成脫氨抗壞血酸和水，肌醇六磯酸還作為抗氧化劑。本發(fā)明得到的銅納米顆粒分 散液具有高度分散穩(wěn)定性，可W長期儲(chǔ)存，在應(yīng)用的時(shí)候?qū)⑵潆x也分離并進(jìn)行洗涂、干燥， 得到銅顆粒后制備成銅導(dǎo)電墨水即可。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，優(yōu)選地，所述銅鹽、抗壞血酸與肌醇 六磯酸的摩爾比為1 ;〇. 5-1 ;0. 005-0. 5。肌醇六磯酸一次最多可W結(jié)合六個(gè)半脫氨抗壞血 酸分子，不同的肌醇六磯酸可W同時(shí)結(jié)合同一半脫氨抗壞血酸分子，該樣就可W形成一個(gè) 空間的類似于海綿結(jié)構(gòu)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。被還原的銅可進(jìn)入海綿結(jié)構(gòu)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)空間，形成穩(wěn) 定的分散液。同時(shí)，有效的防治銅被氧化，保證分散液長時(shí)間保存。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，優(yōu)選地，所述銅鹽水溶液中銅鹽的 濃度為0. 05-0. 2mol/L。銅鹽的濃度過高會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生團(tuán)聚，影響材料的粒徑大小和 粒徑的分布。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，為了更好的控制銅顆粒的粒度范 圍，優(yōu)選地，所述抗壞血酸水溶液中，所述左抗壞血酸的濃度為0. 025-0.1mol/L。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，為了更好的保護(hù)銅顆粒不被氧化， 優(yōu)選地，所述肌醇六磯酸水溶液中，所述肌醇六磯酸的濃度為0. 0125-0.1mol/L。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，為了使反應(yīng)更充分，優(yōu)選地，在所述 反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)保溫30-50min。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，優(yōu)選地，所述滴加的時(shí)間為 40-60min。如果滴加太快，容易造成銅顆粒粒徑過大且粒度分布廣；太慢，使整個(gè)反應(yīng)過程 需要更多時(shí)間，浪費(fèi)時(shí)間。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，所述銅鹽沒有特別的限制，可W為 本領(lǐng)域常用的各種可溶銅鹽，如二水合氯化銅、硫酸銅、硝酸銅、己酸銅、五水合硫酸銅和玻 巧酸銅中的至少一種。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，所述溶劑沒有特別的限制，可W為 本領(lǐng)域常用的各種溶劑，如二己二醇單下離、二己二醇二下離、環(huán)己麗、環(huán)己醇和異下醋中 的至少一種。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，為了增加銅導(dǎo)電墨水的導(dǎo)電性能， 優(yōu)選地，W所述銅導(dǎo)電墨水的總重量為基準(zhǔn)，所述銅顆粒的含量為20-50wt%。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所提供的銅導(dǎo)電墨水的制備方法，為了增加銅導(dǎo)電墨水的導(dǎo)電性能， 優(yōu)選地，所述銅顆粒的平均粒徑為1. 0-2. 5nm。
[0022] 本發(fā)明中，反應(yīng)使用油浴加熱或其他可W嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度的裝置加熱，反應(yīng)無 需惰性氣體保護(hù)。反應(yīng)溫度過低或者過高會(huì)降低產(chǎn)率。
[0023] 本發(fā)明的銅導(dǎo)電墨水，金屬銅納米微粒導(dǎo)電墨水分散性高，粒度分布集中，可W長 時(shí)間有