[發明專利]一種氧化鋯噴墨打印墨水及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710785310.2
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107573761B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 寧洪龍;朱鎮南;姚日暉;蔡煒;魏靖林;陶瑞強;陳建秋;徐苗;王磊;彭俊彪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09D11/328
• 分類號: C09D11/328;C09D11/30;C03C17/23
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于印刷電子技術領域，公開了一種氧化鋯噴墨打印墨水及其制備方法和應用。所述氧化鋯噴墨打印墨水由八水氧氯化鋯、聚乙二醇、乙二醇和去離子水構成。將氧化鋯噴墨打印墨水加入到噴墨打印機中，在50～60℃的玻璃襯底上噴墨打印得到薄膜，然后將所得薄膜升溫至300～400℃熱處理1～2h，得到多孔氧化鋯薄膜。本發明通過對溶劑、聚合物的選擇和搭配，體系具有合適的粘度、表面張力，能夠較好地適用噴墨打印的要求。

技術領域

本發明屬于印刷電子技術領域，具體涉及一種氧化鋯噴墨打印墨水及其制備方法和應用。

背景技術

現有的噴墨打印加工氧化物薄膜的工藝主要采用含小分子溶劑以及少量聚合物分散劑的體系，經高溫燒結后形成致密度、純度較高的氧化物薄膜，或低溫燒結形成聚合物-氧化物復合薄膜。而通過在體系中引入一定量的聚合物，使其對薄膜微觀結構產生影響，在燒結過程中將其除去的同時可使氧化物薄膜形成多孔結構。這種工藝在旋涂以及浸漬提拉法中得到了廣泛的應用，但在噴墨打印領域鮮有報道。這是因為上述溶液體系在物理性質方面并未嚴格符合噴墨打印的墨滴噴射要求，因為聚合物溶液的物理性質如粘度等會隨聚合物質量分數的變化而受到明顯影響。此外旋涂和浸漬提拉法對溶劑的要求也不如噴墨打印那么苛刻。最后，這兩種工藝涂布的薄膜受到熱處理的性質也和噴墨打印存在差別。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種氧化鋯噴墨打印墨水。

本發明的另一目的在于提供上述氧化鋯噴墨打印墨水的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述氧化鋯噴墨打印墨水制備多孔氧化鋯薄膜的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種氧化鋯噴墨打印墨水，由八水氧氯化鋯、聚乙二醇、乙二醇和去離子水構成。

優選地，所述聚乙二醇為聚乙二醇20000。

優選地，所述氧化鋯噴墨打印墨水中乙二醇和去離子水的體積比為1:2～2:1；更優選為1:1。

優選地，所述氧化鋯噴墨打印墨水中八水氧氯化鋯的濃度為0.3～0.6M；更優選為0.5M。

優選地，所述氧化鋯噴墨打印墨水中聚乙二醇的質量分數為4％～6％；更優選為5％。

上述氧化鋯噴墨打印墨水的制備方法，包括如下制備步驟：

將八水氧氯化鋯和聚乙二醇加入到乙二醇和去離子水的混合溶劑中，攪拌溶解均勻后陳化，得到所述氧化鋯噴墨打印墨水。

上述氧化鋯噴墨打印墨水制備多孔氧化鋯薄膜的應用，所述應用過程為：

將氧化鋯噴墨打印墨水加入到噴墨打印機中，在50～60℃的玻璃襯底上噴墨打印得到薄膜，然后將所得薄膜升溫300～400℃熱處理1～2h，得到多孔氧化鋯薄膜。

優選地，所述噴墨打印的過程中，墨滴速度為10m/s，墨滴間距為20～45μm。

優選地，所述升溫的速率為1℃/min。

相對于現有技術，本發明具有如下優點及有益效果：

(1)本發明選用了水和乙二醇的混合體系作為溶劑，既對氧氯化鋯和聚乙二醇有相當好的相容性，同時也保證了較低的揮發速度。

(2)本發明選用聚乙二醇20000在400℃以內基本可以完全分解，其分解產物均為氣態，在其熱分解過程中，薄膜將形成多孔結構。

(3)本發明通過對兩種溶劑的比例、聚合物質量分數的調整和搭配，該體系的粘度8～20cps、表面張力20～40dyn/cm，能夠較好地控制在噴墨打印的要求范圍內。

附圖說明