[發明專利]有機-無機復合金屬導電顆粒及其制備方法、水性噴墨打印用導電墨水和圖案化電子織物

有效

• 申請號: 202011220784.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112521801B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 王航;田明偉;王冰心;曲麗君;朱士鳳;潘穎
• 申請（專利權）人: 青島大學;濰坊佳誠數碼材料有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/38;D06P5/30;D06P1/673;D06P1/52;D06P1/50;C09C1/62;C09C3/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

1.一種水性噴墨打印用導電墨水，其特征在于，由以下質量百分含量的組分組成：

導電顆粒10～50％，

水溶性樹脂0.1～3％，

醇水混合溶劑余量；

所述導電顆粒為有機-無機復合金屬導電顆粒；

所述有機-無機復合金屬導電顆粒包括金屬納米顆粒和包覆在所述金屬納米顆粒表面的巰基化聚(3-己基噻吩)；所述金屬納米顆粒為單一金屬納米顆粒或核-殼雙金屬納米顆粒；

當所述金屬納米顆粒為單一金屬納米顆粒時，有機-無機復合金屬導電顆粒的制備包括以下步驟：

(1)將金屬鹽的水溶液與巰基化聚(3-己基噻吩)的丙酮溶液混合，得到混合溶液；

(2)將所述混合溶液與還原劑混合，在pH值為8～10、溫度為40～60℃條件下進行氧化還原反應，得到所述有機-無機復合金屬導電顆粒；

當所述金屬納米顆粒為核-殼雙金屬納米顆粒時，有機-無機復合金屬導電顆粒的制備包括以下步驟：

(a)將核金屬納米顆粒與乙二醇混合，得到核金屬納米顆粒分散液；

(b)將殼金屬鹽的水溶液與巰基化聚(3-己基噻吩)的丙酮溶液混合，得到殼金屬鹽混合溶液；

(c)將所述核金屬納米顆粒分散液、殼金屬鹽混合溶液和還原劑混合，在pH值為8～10、溫度為40～60℃條件下進行氧化還原反應，得到所述有機-無機復合金屬導電顆粒；

所述步驟(a)和步驟(b)沒有時間順序的限制。

2.根據權利要求1所述的水性噴墨打印用導電墨水，其特征在于，所述金屬納米顆粒中的金屬包括金、銀、鋁和銅中的一種或兩種。

3.根據權利要求1所述的水性噴墨打印用導電墨水，其特征在于，所述步驟(1)混合溶液中金屬鹽的濃度為0.1～1mol/L，巰基化聚(3-己基噻吩)的濃度為1～8wt％；所述步驟(2)中的還原劑包括三乙醇胺、檸檬酸鈉、抗壞血酸或硼氫化鈉，所述還原劑與混合溶液中金屬鹽的摩爾比為1:2～2:1。

4.根據權利要求1所述的水性噴墨打印用導電墨水，其特征在于，所述步驟(a)中核金屬納米顆粒與乙二醇的用量比為1g：30mL；

所述步驟(b)殼金屬鹽混合溶液中殼金屬鹽的濃度為0.1～1mol/L，巰基化聚(3-己基噻吩)的濃度為1～8wt％；

所述步驟(c)核金屬納米顆粒分散液中核金屬納米顆粒與殼金屬鹽混合溶液中殼金屬鹽的用量比為1g:0.01～0.1mol；所述還原劑包括三乙醇胺、檸檬酸鈉、抗壞血酸或硼氫化鈉，所述還原劑與殼金屬鹽混合溶液中殼金屬鹽的摩爾比為1:2～2:1。

5.根據權利要求1所述的水性噴墨打印用導電墨水，其特征在于，所述步驟(2)和步驟(c)氧化還原反應后，還包括將所得氧化還原產物依次進行離心分離、固相洗滌和干燥。

6.根據權利要求1所述的水性噴墨打印用導電墨水，其特征在于，所述水溶性樹脂包括水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯和水性纖維素類樹脂中的一種或幾種；所述醇水混合溶劑中的醇包括乙醇、丙三醇、乙二醇、正丁醇、正己醇和正戊醇中的一種或幾種，所述醇水混合溶劑中醇和水的體積比為1：1～3。

7.一種圖案化電子織物，其特征在于，包括柔性織物和圖案化導電涂層；所述圖案化導電涂層是利用噴墨打印技術將權利要求1～6所述導電墨水噴印在柔性織物表面經固化形成的；所述固化的溫度為40～80℃。

8.權利要求7所述圖案化電子織物在智能可穿戴領域中的應用。