金属纳米粒子的制造方法及利用该金属纳米粒子的金属纳米粒子油墨的制造方法技术

本发明专利技术涉及金属油墨用金属纳米粒子的制造方法及使用该金属纳米粒子的金属纳米粒子油墨的制造方法，所述方法包括：将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂的步骤；和通过包括应用能源或机械力的步骤来制造能够根据合成条件调节纳米粒子的平均粒度的金属纳米粒子的步骤；其中，将制造而得的金属纳米粒子进行分散来制造金属纳米粒子油墨，并且改善制造的金属纳米粒子油墨的分散稳定性和电气物性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属纳米粒子的制造方法及利用该金属纳米粒子的金属纳米粒子油墨的制造方法
本专利技术涉及利用由在α位有取代基的脂肪酸制造的金属前体的金属纳米粒子的制造方法及利用该金属纳米粒子的金属纳米粒子油墨的制造方法。更详细而言，涉及如下金属纳米粒子及由金属纳米粒子制造金属纳米粒子油墨的方法，所述金属纳米粒子容易地分散于多种多样的溶剂中、能够调节粒子大小和粒子分布、具有优异的分散稳定性、形成涂膜时能够改善涂膜物性。
技术介绍
金属油墨用于导电性油墨、电磁波屏蔽剂、反射膜形成材料、抗菌剂等多种制品，特别是导电性油墨，由于近年来在电气电子部件电路中铅使用的限制以及低电阻金属配线、印刷电路基板(PCB)、软性电路基板(FPC)、无线射频识别(RFID)标签(tag)用天线、电磁波屏蔽及等离子体显示器(PDP)、液晶显示器(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)、弹性显示器和有机薄膜晶体管(OTFT)等新兴领域中需要金属图案或简单形成电极时有用，因此对其关注逐渐增加，此外，随着电子制品的多功能化和超薄化趋势，其所使用的金属离子的大小也正渐渐趋于微细化。通常，就金属油墨而言，通过将金属前体油墨化、或将金属纳米粒子油墨化来制造各种金属油墨。其中，在金属纳米粒子的情况下，一直使用热分解法或使用还原剂的还原法来制造金属纳米粒子。在该情况下，金属纳米粒子使用高分子形态的极性封端剂，因此存在无法与多种溶剂良好混合的问题。由此，本专利技术人在研究能够解决金属纳米粒子所存在的问题的方案时发现，能够制造如下金属油墨用金属纳米粒子，从而完成了本专利技术：在将使用在α位有取代基的脂肪酸来制造的金属前体用于合成金属纳米粒子的情况下，能够与多种溶剂混合，根据合成条件能够调节粒子大小/分布，形成涂膜时能够改善分散稳定性和物性。
技术实现思路
技术课题本专利技术所要解决的课题是，提供能够调节多种纳米粒子的粒子大小和粒子分布的金属纳米粒子的制造方法。本专利技术所要解决的另一课题是，提供通过使用这样制造的金属纳米粒子而能够分散于多种溶剂、能够改善分散稳定性和涂膜物性的金属纳米粒子油墨的制造方法。解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术提供一种金属油墨用金属纳米粒子的制造方法，其包括：将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂的步骤；和对上述金属前体溶液应用能源或机械力的步骤。在根据本专利技术的金属纳米粒子的制造方法中，上述在α位有取代基的金属前体优选具有下述结构。化学式1其中，X为碳原子数1至6的烷基或卤素，M选自由Ag、Pd、Rh、Cu、Pt、Ni、Fe、Ru、Os、Mn、Cr、Mo、Au、W、Co、Ir、Zn和Cd组成的组，n为0至23的整数。此外，作为上述有机溶剂，优选为选自由THF、二甲苯、甲苯、亚甲基氯、CH3OH、CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚和DMSO组成的组中的一种以上。并且，在上述将金属前体溶解于有机溶剂的步骤中，为了提高溶解度，优选进一步添加碱，所述碱为选自由KOH、NaOH、NH3、NH2CH3、NH4OH、NH(CH3)2、N(CH3)3、NH2Et、NH(Et)2、NEt3和Ca(OH)2组成的组中的一种以上。上述所应用的能源优选为加热、微波或UV，机械力优选为搅拌或超声波。用于将纳米粒子的大小控制为20至200nm的金属前体的质量与溶剂的质量之比为1：2至1：5，用于控制为1nm至20nm的金属前体的质量与溶剂的质量之比为1：5至1：20。为了解决上述另一课题，本专利技术提供一种金属油墨的制造方法，其包括：将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂，并对其应用能源和机械力来合成金属纳米粒子的步骤；为了调节合成的金属纳米粒子的分散和物性，混合添加剂来进行分散的步骤；和将上述混合溶液进行均质化的步骤。在上述金属纳米粒子的分散中使用的溶剂可以为选自由醚系(THF、乙醚、丙醚、MEK)、苯系(二甲苯、甲苯、乙苯、苯)、醇系(甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、乙二醇、丙二醇)、氯化物系(亚甲基氯、三氯甲烷)、硫化物系(DMSO)、氮化物系(DMF、DEF、乙胺、氨、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺)、烷基系(己烷、戊烷、丁烷)组成的组中的一种以上，分散稳定剂、粘合剂、其他添加剂可以使用制造包含金属纳米粒子的金属油墨时所使用的公知的物质。此外，在上述进行均质化的步骤中，优选应用超声波、涡流搅拌、机械搅拌或球磨、辊磨。专利技术效果本专利技术的效果如下。第一，在本专利技术中，由使用在α位有取代基的脂肪酸的金属前体合成金属纳米粒子，封端剂为在α位有取代基的脂肪酸，因此形成能够与多种极性溶剂良好混合的纳米粒子。第二，通过在应用用于合成金属纳米粒子的多种能源或机械力的同时控制合成条件(浓度和温度)，能够调节纳米粒子的大小和纳米粒子的大小分布。第三，通过调节根据本专利技术制造的金属纳米粒子中溶剂与添加剂的比率，能够制造使分散稳定性和油墨物性提高的金属纳米粒子油墨。附图说明图1是表示根据本专利技术合成在α位有取代基的金属前体的过程的反应式。图2是表示根据本专利技术制造的金属纳米粒子的合成条件的控制所带来的粒子大小的变化的示意图。图3至5是表示针对根据本专利技术制造的金属纳米粒子的大小调节的结果的照片。具体实施方式以下，对本专利技术进行更详细的说明。根据本专利技术的金属纳米粒子依据如下方法制造，所述方法包括：将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂的步骤；和应用能源或机械力的步骤。上述在α位有取代基的金属前体的合成是按照图1所示反应式合成的，即，使溶解于有机溶剂中的在α位有取代基的脂肪酸与金属盐反应来合成在α位有取代基的金属前体。具体而言，包括：将在α位有取代基的脂肪酸溶解于有机溶剂中来制造脂肪酸溶液的步骤；向上述脂肪酸溶液滴加金属盐溶液来进行反应的步骤；由上述混合液形成金属前体沉淀物的步骤；和将上述沉淀物进行分离的步骤。在上述将在α位有取代基的脂肪酸溶解于有机溶剂中来制造脂肪酸溶液的步骤中，上述在α位有取代基的脂肪酸优选具有下述结构：化学式2其中，X为碳原子数1至6的烷基或卤素，n为0至23的整数。优选的脂肪酸为2-甲基庚酸、2-甲基己酸、2,2-二甲基丁酸、2-乙基己酸、己酸、丙烯酸或异丁酸。此外，作为上述溶剂，优选为选自由H2O、CH2CN、CH3OH、CH3CH2OH、THF、DMSO、DMF、1-甲氧基-2-丙醇、2,2-二甲氧基丙醇、4-甲基-2-戊酮、戊醇、己醇、壬烷、辛烷、庚烷、己烷、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基纤维素、乙基纤维素、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚和二丁基醚组成的组中的一种以上。在上述脂肪酸溶液中，优选进一步包含碱，所述碱为选自由KOH、NaOH、NH3、NH2CH3、NH4OH、NH(CH3)2、N(CH3)3、NH2Et、NH(Et)2、NEt3和Ca(OH)2组成的组中的一种以上。在上述向脂肪酸溶液滴加金属盐溶液来进行反应的步骤中，首先，将金属盐溶解于有机溶剂或水溶液中来制造金属盐溶液。此时，作为上述有机溶剂，可以使用在上述脂肪酸溶液中使用的有机溶剂，上述脂肪酸溶液与金属盐溶液的有机溶剂既可以相同也可以不同。接着，将上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属油墨用金属纳米粒子的制造方法，其包括：将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂的步骤；和对所述金属前体溶液应用能源或机械力的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.23 KR 10-2012-00922601.一种金属油墨用金属纳米粒子的制造方法，其包括：将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂的步骤，所述在α位有取代基的金属前体具有下述结构，化学式1其中，X为碳原子数1至6的烷基或卤素，M选自由Ag、Pd、Rh、Cu、Pt、Ni、Fe、Ru、Os、Mn、Cr、Mo、Au、W、Co、Ir、Zn和Cd组成的组中的一种，n为0至23的整数；和对所述金属前体溶液应用能源或机械力的步骤。2.根据权利要求1所述的金属油墨用金属纳米粒子的制造方法，所述有机溶剂为选自由THF、二甲苯、甲苯、亚甲基氯、CH3OH、CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH、己烷、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚和DMSO组成的组中的一种以上。3.根据权利要求1所述的金属油墨用金属纳米粒子的制造方法，在所述将在α位有取代基的金属前体溶解于有机溶剂的步骤中，为了提高溶解度，进一步添加碱，所述碱为选自由KOH、NaOH、NH3、NH2CH3、NH4OH、NH(CH3)2、N(CH3)3、NH2Et、NH(Et)2、NEt3和Ca(OH)2组成的组中的一种以上。4.根据权利要求1所述的金属油墨用金属纳米粒子的制造方法，所述能源...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成淳，柳义炫，朴灿爀，连卿烈，
申请(专利权)人：三星精密化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR