[發明專利]一種摻雜SnO2的漿料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910180410.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109932401A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 姚英邦;畢道廣
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;G01N27/22;B82Y30/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明涉及電子材料技術領域，尤其涉及一種摻雜SnO₂的漿料及其制備方法和應用。本發明公開了一種摻雜SnO₂的漿料，包括：SnO₂粉體、粘結劑、增塑劑、分散劑、納米金屬和混合溶劑；SnO₂粉體的粒徑為20nm～100nm；混合溶劑包括丁基卡必醇醋酸酯、硬脂酸丁酯、松油醇和三油酸甘油酯中的兩種以上。該漿料粘度適宜，具有一定的流變性，即漿料的粘度隨著轉速的增加而降低，這樣有利于在絲網印刷時漿料能順利通過網孔，使得在印刷結束后能夠保持圖案的形狀。該漿料通過絲網印刷在基體上，可以呈現完整清晰的圖案。同時，印刷的厚膜的表面有適當的孔洞，進而能夠吸附更多的被檢測的氣體。

技術領域

本發明涉及電子材料技術領域，尤其涉及一種摻雜SnO₂漿料及其制備方法和應用。

背景技術

由于石油，煤炭，天然氣等傳統能源的使用量逐年增加，從而廢氣的排放量也越來越多，造成了嚴重的大氣污染。近年來，由于環境污染問題日益突出，各種類型的氣體傳感器被用來檢測NO，NO₂，CO，CO₂，NH₃等氣體以到達控制污染氣體排放的目的。目前，氣體傳感器的類型分類有，紅外傳感器型，固體電解質型，電容型，表面聲波型，熒光化學傳感器和半導體氧化物型傳感器等。其中半導體氧化物類傳感器，特別是摻雜了貴金屬(如Pt、Pd、Au等)之后，其靈敏度高，響應快，得到了廣泛的應用。并且，半導體金屬氧化物的傳感器體積小，能夠做成檢測多種氣體的傳感器陣列用于檢測多種氣體。

制備半導體金屬氧化物型氣體傳感器的方法有很多，如：磁控濺射法，火焰噴霧法，化學氣相沉積法，浸漬法和絲網印刷法。其中絲網印刷法，不僅工藝簡單合成時間短，而且制備的產品一致性好，能夠用于大批量的生產。

早在二戰之前，美國人就已經開始用絲網印刷技術在云母片上制備冷凝器的金屬電極。1931年，杜邦公司第一次合成了絲網印刷用的銀漿。從那以后，特別是90年代以來，由于晶體管和集成電路的產生，電路板的需求量大大增加促進了絲網印刷技術的快速發展。如今，各種各樣的漿料(導電漿料，絕緣漿料，加熱漿料等)印刷成不同規格的厚膜，用于制作電子器件。

現今，不同微米級別的粉體被配置成性質各異的陶瓷漿料用于各個領域。納米材料由于顆粒尺寸小，比表面積大，有很高的化學活性，但其顆粒間容易發生團聚，導致在傳統的配置納米漿料的過程中很容易形成分散不均勻的黏膏狀混合物，使得納米漿料粘度大，從而采用絲網印刷的方法得到厚膜表面會凹凸不平，印刷效果差。

發明內容

本發明提供了一種摻雜SnO₂漿料及其制備方法和應用，解決了現有的納米漿料粘度大，絲網印刷得到的厚膜表面凹凸不平，印刷效果差的問題。

其具體技術方案如下：

本發明提供了一種摻雜SnO₂的漿料，包括：SnO₂粉體、粘結劑、增塑劑、分散劑、納米金屬和混合溶劑；

所述SnO₂粉體的粒徑為20nm～100nm，更優選為50nm；

所述混合溶劑包括丁基卡必醇醋酸酯、硬脂酸丁酯、松油醇和三油酸甘油酯中的兩種以上，更優選為松油醇和丁基卡必醇醋酸酯的混合物。

需要說明的是，傳統納米漿料的配置采用微米漿料的配方，由于納米粉體粒徑小、表面積大、顆粒間容易發生團聚，導致在配置納米漿料的過程中很容易形成分散不均勻的黏膏狀混合物，嚴重影響漿料的印刷質量。

本發明中，針對納米粉體易團聚的特性，選用醇和酯的混合溶劑，并在其中加入增塑劑、粘結劑和分散劑。在保證制備出的漿料具有良好的觸變性、分散性還提高了漿料中的固相含量。