納米Cu@Ag的制備及其水性導電墨水的性能研究.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)成為當務之急。然而，這些基材使用溫度在150℃以下，傳統(tǒng)的微米和亞微米級別的導電填料已經(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)，納米銅導電油墨的不穩(wěn)定性及其防氧化措施工藝的復雜性限制了它的應用。因此，低溫燒結、低成本的導電油墨的研制至關重要。作為導電填料，納米Cu@Ag的制備不僅能解決

2、納米銅氧化性問題，還可降低納米銀作為導電填料的成本。并且納米Cu@Ag粒子的表面的銀層可在低溫燒結發(fā)生銀遷移現(xiàn)象，進一步降低導電油墨形成導電通路的燒結溫度。納米Cu@Ag導電油墨的研制有望解決當前導電油墨成本高、燒結溫度高的技術難題，成為研究的熱點。
　　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)為絡合劑、硫酸銅(CuSO4)為前驅體、在堿性水溶液、氮氣氛圍下

3、通過液相化學還原法制備納米銅膠體。并研究硼氫化鈉濃度、氫氧化鈉濃度和絡合劑濃度對納米銅物相的影響。通過XRD、TEM、HRTEM、UV-Vis表征樣品的性能，結果發(fā)現(xiàn)當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、反應溫度為30℃時，能在氮氣環(huán)境制備出分散性較好、粒徑分布在3～20nm的納米銅單質。
　　然后，以制備的納米銅

4、膠體為原料，通過銅基自催化鍍銀，也即是通過金屬置換反應制備納米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，待反應完全后，再用氫氧化鈉溶液調節(jié)反應體系的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Cu@Ag納米粒子包覆層致密性的影響，也研究了不同反應溫度和不同分散劑濃度對Cu@Ag納米粒子分散性的影響。通過XRD、SEM、TEM、HRTEM、UV-Vis、DSC-TG

5、A、EDS表征樣品的性能，結果發(fā)現(xiàn)當pH等于7、分散劑CTAB的濃度為0.1 mol/L、反應溫度為35℃時，能在氮氣環(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，抗氧化溫度達到265℃，在空氣環(huán)境保存三個月內不發(fā)生氧化反應。
　　最后，以納米Cu@Ag粒子為導電填料，水性丙烯酸樹脂(AC-3137)為粘結劑，乙二醇為流平劑，丙三醇為保濕劑，去離子水為溶劑制備導電墨水，研究不同分散劑(陰離