[發(fā)明專利]具有摻雜的銀納米顆粒的金屬顆粒溶膠

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180059226.3
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN103415337A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·艾登;E·K·沙德利希
• 申請（專利權(quán)）人: 拜耳技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;B22F9/24
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 柳冀

本發(fā)明涉及金屬顆粒溶膠，其具有用選自金屬釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑，優(yōu)選釕中的金屬或金屬化合物摻雜的銀納米顆粒，以及涉及用于制備這種溶膠的方法及所述溶膠的用途。

包含銀納米顆粒的金屬顆粒溶膠尤其用于制備導(dǎo)電涂層或用于制備噴墨印刷方法和絲網(wǎng)印刷方法的油墨，所述方法目的在于例如以微結(jié)構(gòu)的形式、借助印刷方法制造導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的涂層。在此，涂布柔性塑料基材非常重要，例如用于制備柔性RFID標(biāo)簽。為了實現(xiàn)足夠的導(dǎo)電性，借助銀納米顆粒溶膠涂布的涂層必須在升高的溫度下干燥并且燒結(jié)足夠的時間，這對于塑料基材意味著巨大的熱負(fù)荷。

因此存在通過合適的措施減少實現(xiàn)足夠的導(dǎo)電性所必需的燒結(jié)時間和/或燒結(jié)溫度的期望，從而可以減少塑料基材的這種熱負(fù)荷。

WO2007/118669A1中描述了金屬顆粒溶膠的制備，其中，用于制備的金屬鹽溶液包含選自鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑、銅、銀、金、鋅和/或鈣的離子。然而，WO2007/118669A1完全沒有描述用于減少燒結(jié)時間或降低燒結(jié)溫度的任何措施。

US4,778,549中描述了通過起催化作用的金屬存在下當(dāng)加熱至超過750℃的溫度時可以加速由玻璃或陶瓷基體組成的有機(jī)材料的分解，所述金屬選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑。從J.Am.Chem.Soc.1989,111,1185-1193中已知的是，在Ru(001)的金屬表面上可以催化聚合物型醚的分解。然而，這些文獻(xiàn)都沒有給出指示，如何可以減少由銀納米顆粒組成的涂層對于實現(xiàn)足夠的導(dǎo)電性所必需的的燒結(jié)時間和/或降低燒結(jié)溫度，從而降低塑料基材的熱負(fù)荷。

因此，仍然存在對減少包含銀納米顆粒的涂層的燒結(jié)時間和/或降低燒結(jié)溫度以降低塑料基材的熱負(fù)荷，同時實現(xiàn)對于應(yīng)用而言足夠的導(dǎo)電性的簡單方案的需求。

因此，本發(fā)明的目的在于，尋找包含銀納米顆粒的金屬顆粒溶膠，及其制備方法，采用所述方法可以如此降低為實現(xiàn)足夠的導(dǎo)電性所必需的燒結(jié)時間和/或燒結(jié)溫度，從而可以降低熱負(fù)荷，尤其是塑料基材的熱負(fù)荷。

令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，用基于金屬顆粒溶膠的銀含量計，0.1至10重量%含量的選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑的金屬以金屬或該金屬的至少一種化合物的形式摻雜銀納米顆粒顯著減少為了實現(xiàn)足夠的導(dǎo)電性所必需的燒結(jié)時間。在此，燒結(jié)時間可以減少最多至80%，其導(dǎo)致尤其是熱敏塑料基材的相當(dāng)大的熱減輕（thermischen?Entlastung），并且還可以使得對于用這種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)涂布而言的可能的塑料基材的可使用的品種擴(kuò)大。可選地，通過可比的燒結(jié)時間，使用根據(jù)本發(fā)明的金屬顆粒溶膠可以實現(xiàn)比使用沒有相應(yīng)的摻雜的已知的銀納米顆粒溶膠明顯更高的導(dǎo)電性。

因此，本發(fā)明的主題是具有≥1g/l的金屬納米顆粒含量的金屬納米顆粒溶膠，所述溶膠包含：

-銀納米顆粒

-至少一種分散劑，和

-至少一種液態(tài)分散介質(zhì)

其特征在于，所述金屬納米顆粒溶膠包含基于所述金屬納米顆粒溶膠的銀含量計0.1至10重量%的金屬和/或至少一種金屬化合物形式的選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑中的至少一種金屬。

優(yōu)選地，金屬和/或至少一種金屬化合物形式的選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑的金屬的含量為0.1至5重量%的量，特別優(yōu)選為0.4至2重量%，基于金屬納米顆粒溶膠的銀含量計。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑的金屬為釕。在根據(jù)本發(fā)明的金屬納米顆粒溶膠中，優(yōu)選至少90重量%，更優(yōu)選至少95重量%，特別優(yōu)選至少99重量%，非常特別優(yōu)選所有的釕以二氧化釕的形式存在。

在最優(yōu)選的實施方案中，金屬納米顆粒溶膠中的銀納米顆粒具有至少80%，優(yōu)選至少90%的含量的選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑的至少一種金屬。所述金屬納米顆粒溶膠僅包含少量的選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑的金屬的不含銀的金屬納米顆粒或金屬化合物納米顆粒。優(yōu)選地，所述金屬納米顆粒溶膠包含小于20%，特別優(yōu)選小于10％(基于該金屬的含量計)含量的以該金屬的不含銀的金屬納米顆粒或金屬化合物納米顆粒形式的選自釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑中的金屬。

通常，根據(jù)本發(fā)明的金屬納米顆粒溶膠優(yōu)選具有1g/l至25.0g/l的金屬納米顆粒含量。然而，通過使用濃縮步驟，也可以實現(xiàn)最高至500.0g/l或更高的金屬納米顆粒含量。