[發(fā)明專利]一種甲殼素晶須基導(dǎo)電材料及其制備方法和水性導(dǎo)電墨水及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011220752.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN112530625B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田明偉;王航;王冰心;曲麗君;朱士鳳;潘穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué);濰坊佳誠(chéng)數(shù)碼材料有限公司
• 主分類號(hào): H01B1/22
• 分類號(hào): H01B1/22;H01B13/00;H05K1/09;C09D11/52;C09D11/14;C09D11/102;C09D11/107;C09D11/03
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙琪

本發(fā)明提供了一種甲殼素晶須基導(dǎo)電材料及其制備方法和水性導(dǎo)電墨水及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的甲殼素晶須基導(dǎo)電材料包括甲殼素晶須和負(fù)載在所述甲殼素晶須表面的金屬納米顆粒。本發(fā)明提供的甲殼素晶須基導(dǎo)電材料不僅分散穩(wěn)定性好，而且導(dǎo)電性能優(yōu)異，還可作為增強(qiáng)機(jī)體改善圖層的力學(xué)性能及耐彎折性能。本發(fā)明提供了一種水性導(dǎo)電墨水，包括以下質(zhì)量百分含量的組分：甲殼素晶須基導(dǎo)電材料5～40％，水性樹脂0～20％，粘度調(diào)節(jié)劑0～4％，分散劑0.5～4％，水性溶劑余量。本發(fā)明提供的水性導(dǎo)電墨水分散穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期存儲(chǔ)達(dá)300天；且形成的導(dǎo)電圖層具有優(yōu)異的導(dǎo)電能力，導(dǎo)電圖層的力學(xué)性能及耐彎折性能也明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種甲殼素晶須基導(dǎo)電材料及其制備方法和水性導(dǎo)電墨水及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

印刷電子技術(shù)是傳統(tǒng)的印刷工藝與電子/電路制備技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新型電子制備工藝，可以廣泛應(yīng)用于智能傳感、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、太陽(yáng)能薄膜電池、柔性電路制備等領(lǐng)域。導(dǎo)電墨水是印刷電子技術(shù)的核心要素，決定了最終印刷電子/電路應(yīng)用性能，通常是由良導(dǎo)電材料、溶劑、功能助劑等多組分構(gòu)成并具有一定粘度的功能型復(fù)合材料。

當(dāng)前導(dǎo)電墨水主要分為金屬系、碳系、高分子系導(dǎo)電墨水，而金屬顆粒型材料憑借其優(yōu)異的導(dǎo)電能力，成為導(dǎo)電墨水中應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)電組分之一。但在金屬系導(dǎo)電墨水配制過程中，金屬顆粒團(tuán)聚問題成為最大的困擾，科研工作者相繼嘗試開發(fā)摻雜型或包覆型金屬系導(dǎo)電墨水。Tang等人以Cu(OH)₂為前驅(qū)體，L-抗壞血酸為還原劑，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)為封端劑，通過化學(xué)還原法制備了140nm的銅顆粒，并進(jìn)一步配制了以其為導(dǎo)電組分的導(dǎo)電墨水。其中PVP的包覆作用延緩了銅顆粒的團(tuán)聚和氧化，所制備的水性墨水可以存放3個(gè)月之久，但最終的導(dǎo)電圖層存在電導(dǎo)率不高的問題(C.Cheng,J.Li,T.Shi,X.Yu,J.Fan,G.Liao,X.Li,S.Cheng,Y.Zhong and Z.Tang.A Novel Method of SynthesizingAntioxidative Copper Nanoparticles for High Performance ConductiveInk.Journal of Materials Science:Materials in Electronics.2017,28(18):13556-13564.)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種甲殼素晶須基導(dǎo)電材料及其制備方法和水性導(dǎo)電墨水及其應(yīng)用。由本發(fā)明提供的甲殼素晶須基導(dǎo)電材料配制成的水性導(dǎo)電墨水不僅具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定分散性，而且形成的導(dǎo)電圖層具有優(yōu)異的導(dǎo)電能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種甲殼素晶須基導(dǎo)電材料，包括甲殼素晶須和負(fù)載在所述甲殼素晶須表面的金屬納米顆粒。

優(yōu)選地，所述甲殼素晶須的直徑為2～30nm，長(zhǎng)度為100～500nm；所述金屬納米顆粒包括金納米顆粒、銀納米顆粒和銅納米顆粒中的一種或幾種。

本發(fā)明提供了以上技術(shù)方案所述甲殼素晶須基導(dǎo)電材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將甲殼素晶須進(jìn)行刻蝕后，分散于溶劑中，得到刻蝕甲殼素晶須分散液；

(2)將所述刻蝕甲殼素晶須分散液與金屬鹽水溶液混合，向所得混合液中加入還原劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，得到所述甲殼素晶須基導(dǎo)電材料；所述氧化還原反應(yīng)的溫度為20～40℃。

優(yōu)選地，所述甲殼素晶須的制備方法包括以下步驟：

(a)將甲殼素與第一鹽酸混合，進(jìn)行第一超聲回流處理，固液分離后得到第一沉淀物；

(b)將所述第一沉淀物與第二鹽酸混合，進(jìn)行第二超聲回流處理，固液分離后，得到第二沉淀物；