納米Cu@Ag的制備及其水性導(dǎo)電墨水的性能研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品不斷向高精密度、高柔性化、數(shù)字化、多樣化的方向發(fā)展，紙基和塑料基(PET、PP、PE)電子產(chǎn)品的研發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。然而，這些基材使用溫度在150℃以下，傳統(tǒng)的微米和亞微米級(jí)別的導(dǎo)電填料已經(jīng)滿足不了現(xiàn)在印刷電子的需求。而納米銀導(dǎo)電油墨的高成本限制其在工業(yè)上的大量生產(chǎn)，納米銅導(dǎo)電油墨的不穩(wěn)定性及其防氧化措施工藝的復(fù)雜性限制了它的應(yīng)用。因此，低溫?zé)Y(jié)、低成本的導(dǎo)電油墨的研制至關(guān)重要。作為導(dǎo)電填料，納米Cu@Ag的制備不僅能解決

2、納米銅氧化性問(wèn)題，還可降低納米銀作為導(dǎo)電填料的成本。并且納米Cu@Ag粒子的表面的銀層可在低溫?zé)Y(jié)發(fā)生銀遷移現(xiàn)象，進(jìn)一步降低導(dǎo)電油墨形成導(dǎo)電通路的燒結(jié)溫度。納米Cu@Ag導(dǎo)電油墨的研制有望解決當(dāng)前導(dǎo)電油墨成本高、燒結(jié)溫度高的技術(shù)難題，成為研究的熱點(diǎn)。
　　首先，以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為分散劑、硼氫化鈉(NaBH4)為還原劑、檸檬酸三鈉(Na3C6H5O7)為絡(luò)合劑、硫酸銅(CuSO4)為前驅(qū)體、在堿性水溶液、氮?dú)夥諊?/p>

3、通過(guò)液相化學(xué)還原法制備納米銅膠體。并研究硼氫化鈉濃度、氫氧化鈉濃度和絡(luò)合劑濃度對(duì)納米銅物相的影響。通過(guò)XRD、TEM、HRTEM、UV-Vis表征樣品的性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)CuSO4的濃度為0.1 mol/L、NaBH4的濃度為0.1 mol/L、NaOH的濃度為0.4mol/L、Na3C6H5O7的濃度為0.2mol/L、反應(yīng)溫度為30℃時(shí)，能在氮?dú)猸h(huán)境制備出分散性較好、粒徑分布在3～20nm的納米銅單質(zhì)。
　　然后，以制備的納米銅

4、膠體為原料，通過(guò)銅基自催化鍍銀，也即是通過(guò)金屬置換反應(yīng)制備納米Cu@Ag粒子。先用稀硫酸中和制備好的納米銅膠體中剩余的硼氫化鈉，待反應(yīng)完全后，再用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH，最后滴加硝酸銀溶液制備Cu@Ag納米粒子。研究了不同pH、不同鍍銀溫度和不同銅銀摩爾比對(duì)Cu@Ag納米粒子包覆層致密性的影響，也研究了不同反應(yīng)溫度和不同分散劑濃度對(duì)Cu@Ag納米粒子分散性的影響。通過(guò)XRD、SEM、TEM、HRTEM、UV-Vis、DSC-TG

5、A、EDS表征樣品的性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH等于7、分散劑CTAB的濃度為0.1 mol/L、反應(yīng)溫度為35℃時(shí)，能在氮?dú)猸h(huán)境制備出分散性好、具有致密包覆層的納米Cu@Ag粒子，該納米粒子的粒徑在3～50nm，抗氧化溫度達(dá)到265℃，在空氣環(huán)境保存三個(gè)月內(nèi)不發(fā)生氧化反應(yīng)。
　　最后，以納米Cu@Ag粒子為導(dǎo)電填料，水性丙烯酸樹(shù)脂(AC-3137)為粘結(jié)劑，乙二醇為流平劑，丙三醇為保濕劑，去離子水為溶劑制備導(dǎo)電墨水，研究不同分散劑(陰離