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金属纳米粒子水分散液制造技术

技术编号:20082843 阅读:116 留言:0更新日期:2019-01-15 03:16
本发明专利技术使用一种金属纳米粒子水分散液,其含有金属纳米粒子(X)与有机化合物(Y)的复合体、和非离子性表面活性剂(Z)。另外,更优选使用上述有机化合物(Y)为具有阴离子性官能团的有机化合物(Y1)的、根据技术方案1所述的金属纳米粒子水分散液。进一步提供一种金属纳米粒子水分散液,其中,上述具有阴离子性官能团的有机化合物(Y1)为单体混合物(I)的聚合物(Y2),所述单体混合物(I)含有具有选自羧基、磷酸基、亚磷酸基、磺酸基、亚磺酸基和次磺酸基中的1种以上的阴离子性官能团的(甲基)丙烯酸系单体。该金属纳米粒子水分散液能够降低对保存容器、工艺中使用的储液槽、夹具、装置等的附着性。

Water Dispersion of Metal Nanoparticles

The present invention uses a metal nanoparticle water dispersion, which contains a complex of metal nanoparticles (X) and organic compound (Y) and a nonionic surfactant (Z). In addition, it is preferable to use the above organic compound (Y) as an organic compound (Y1) with anionic functional groups, and the metal nanoparticles Water Dispersions described in the technical scheme 1. A metal nanoparticle aqueous dispersion is further provided in which the organic compound (Y1) with anionic functional groups is a polymer (Y2) of monomer mixture (I), which contains more than one anionic functional group (methyl) acrylic acid monomer selected from carboxyl, phosphate, phosphorous acid, sulfonic acid, sulfite and hyposulfonic acid groups. The metal nanoparticle water dispersion can reduce the adhesion to storage containers, tanks, fixtures and devices used in the process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属纳米粒子水分散液
本专利技术涉及一种对保存容器、工艺中使用的储液槽、夹具、装置等的液体接触部的附着得到了抑制的金属纳米粒子水分散液。
技术介绍
金属纳米粒子是利用分散剂使活性的表面稳定化而得的纳米级别的金属粒子,在利用低温下的熔接现象表现导电性、利用大比表面积来抗菌、催化剂用途中的应用拓展受到了关注。特别是,工业上以使金属纳米粒子分散于液体中的状态来提供,从而能够通过印刷、涂布、吸附等简便方法在各种目标基材上形成利用低温工艺的金属皮膜,赋予催化剂金属,这是其显著的优点。就用于通过印刷、涂布、吸附等方法在各种基材上形成金属皮膜或赋予催化剂金属的金属纳米粒子而言,要求在水中长期、稳定地保持均匀的分散状态,并且导电、抗菌、催化剂中的任一用途均要求在附着于基材后金属纳米粒子表面也为活性。因此,作为吸附于金属纳米粒子的表面的分散剂,通过使用不易脱离且能够赋予高分散稳定性的高分子分散剂,并且尽量减少其使用量,从而实现了分散稳定性与活性的兼顾(例如,参照专利文献1。)。另外,使用了该高分子分散剂的金属纳米粒子还可以作为非电解镀敷的催化剂来使用(例如,参照专利文献2。)。但是,关于以往所报道的这种金属纳米粒子的水分散液的技术,虽然公开了单独为分散液的情况下的功能、稳定性,但并未充分公开在工艺中使用时的问题,而在保存容器、装置的储液槽、涂敷/印刷/镀敷工艺等中所使用的夹具、装置等的液体接触部,甚至连不希望附着的部分也附着有金属纳米粒子这一点已成为问题。液体接触部处的不必要的附着会由于附着而消耗金属纳米粒子,因而浪费昂贵的材料,进而引起分散液的性能下降,如液体中的金属纳米粒子浓度下降,或者附着和凝聚于液体接触部的金属纳米粒子凝聚体再度剥离而混入液体中等。因此,为了防止性能下降,需要频繁地洗涤装置的储液槽、夹具、装置等,洗涤周期缩短而使工艺效率变差,或者被金属污染的装置、夹具污染基材,这些已成为问题。另外,通常,在金属纳米粒子的水分散液中使用分散剂来调整金属纳米粒子的表面电荷,提高在水中的分散性。但是,工艺中有时存在如下情况:当来自所使用的基材等的离子化合物混入分散液时,由包围金属纳米粒子的分散剂所形成的双电层变薄,导致基于电荷的斥力降低,对不需要部分(日语:不要部)的附着性进一步增加。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4697356号公报专利文献2:日本专利第5648232号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种对保存容器、工艺中使用的储液槽、夹具、装置等的液体接触部的附着性得到了降低的金属纳米粒子水分散液。用于解决问题的手段本专利技术人等为了解决上述技术问题而进行了深入研究,结果发现,通过使用添加了非离子性表面活性剂的金属纳米粒子水分散液而能够解决上述技术问题,从而完成了本专利技术。即,本专利技术提供一种金属纳米粒子水分散液,其特征在于,含有金属纳米粒子(X)与有机化合物(Y)的复合体、和非离子性表面活性剂(Z)。专利技术效果本专利技术的金属纳米粒子水分散液在即使为了维持高表面活性而将分散剂量减少到不发生凝聚的最小量时,以及在该分散液中混入有离子性化合物时,均能够抑制金属纳米粒子对保存容器、工艺中使用的储存槽、夹具、装置等的附着,因此还能够抑制昂贵的金属纳米粒子的白白消耗、由附着所致的浓度下降、以及附着并凝聚了的金属纳米粒子再度剥离而混入液体中所引起的分散液性能下降。另外,由此能够减少保存容器、储液槽、夹具、装置等的污染,能够延长它们的洗涤周期,因此还能够降低工艺成本。另外,由于抑制了对保存容器、储液槽、夹具、装置等的附着,因此能够抑制所附着的金属纳米粒子向基材上的转印,制品的成品率也得到提高。附图说明图1:照片的左侧的试样板为实施例1的试样板,照片的右侧的试样板为比较例1的试样板。图2:照片的左侧的试样板为实施例2的试样板,照片的右侧的试样板为比较例2的试样板。具体实施方式本专利技术的金属纳米粒子水分散液含有金属纳米粒子(X)与有机化合物(Y)的复合体、和非离子性表面活性剂(Z)。作为构成上述金属纳米粒子(X)的金属,可列举例如:银单质、铜单质、钯单质或它们的合金等。另外,作为上述金属纳米粒子(X),还可列举:银芯铜壳粒子、铜壳银芯粒子、银的一部分被钯置换的粒子、铜的一部分被钯置换的粒子等。这些金属或合金可以使用1种,也可以组合使用两种以上。这些金属或合金根据目的适当选择即可,在出于形成布线、导电性层的目的而使用时,优选银、铜;从催化功能的观点出发,优选银、铜、钯。另外,从成本的观点出发,优选银、铜、它们的合金、部分置换体或它们的混合物。关于上述金属纳米粒子(X)的形状,只要不抑制在水性介质中的分散稳定性,则没有特别限定,可以根据目的来适当选择各种形状的纳米粒子。具体而言,可列举球状、多面体状、板状、棒状和这些形状组合而成的形状的粒子。作为上述金属纳米粒子(X),可以使用单一形状的粒子或将多种形状的粒子混合使用。另外,这些形状中,从分散稳定性的观点出发,优选球状或多面体状的粒子。为了在水性的分散介质中长期、稳定地保持均匀的分散状态,构成上述金属纳米粒子(X)的金属以在金属纳米粒子(X)的表面吸附有作为分散剂的有机化合物(Y)的、金属纳米粒子(X)与有机化合物(Y)的复合体的形式来使用。上述有机化合物(Y)根据目的适当选择使用即可,从保存稳定性的观点出发,优选具有阴离子性官能团的化合物(Y1)。上述具有阴离子性官能团的化合物(Y1)为在分子中具有1种以上阴离子性官能团的化合物。另外,只要不抑制分散稳定性,则也可以使用在分子中除了阴离子性官能团以外还具有阳离子性官能团的化合物。上述具有阴离子性官能团的化合物(Y1)可以使用1种,也可以组合使用两种以上。作为上述具有阴离子性官能团的化合物(Y1),从兼顾在水性分散介质中的长期稳定性与赋予到基材上之后保持金属纳米粒子表面的活性的观点出发,特别优选为单体混合物(I)的聚合物(Y2),所述单体混合物(I)含有具有选自羧基、磷酸基、亚磷酸基、磺酸基、亚磺酸基和次磺酸基中的1种以上的阴离子性官能团的(甲基)丙烯酸系单体。上述聚合物(Y2)可以是均聚物,也可以是共聚物。另外,在为共聚物时,可以是无规聚合,也可以是嵌段聚合。上述聚合物(Y2)由于具有选自羧基、磷酸基、亚磷酸基、磺酸基、亚磺酸基、次磺酸基中的1种以上的阴离子性官能团,因而具有介由杂原子所具有的非共享电子对而吸附于金属纳米粒子(X)的功能,同时对金属纳米粒子(X)表面赋予负电荷,因此能够通过粒子间的电荷排斥来防止胶体粒子的凝聚,能够在水中稳定地分散聚合物(Y2)与金属纳米粒子(X)的复合体。从能够进一步提高对金属纳米粒子(X)的吸附和在水分散液中的分散稳定性的角度出发,上述聚合物(Y2)优选为在1分子中具有3个以上阴离子性官能团的聚合物。另外,从能够进一步提高对金属纳米粒子(X)的吸附和在水分散液中的分散稳定性的角度出发,上述聚合物(Y2)的重均分子量优选为3,000~20,000的范围,更优选为4,000~8,000的范围。另外,当在上述聚合物(Y2)中导入聚乙二醇链等聚氧亚烷基链时,在通过电荷而表现出斥力的同时,能够利用由立体排斥效果所带来的胶体保护作用,进一步提高分散稳定性,因此是优选的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种金属纳米粒子水分散液,其特征在于,含有金属纳米粒子X与有机化合物Y的复合体、和非离子性表面活性剂Z。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.16 JP 2016-0979041.一种金属纳米粒子水分散液,其特征在于,含有金属纳米粒子X与有机化合物Y的复合体、和非离子性表面活性剂Z。2.根据权利要求1所述的金属纳米粒子水分散液,其中,所述有机化合物Y为具有阴离子性官能团的有机化合物Y1。3.根据权利要求2所述的金属纳米粒子水分散液,其中,所述具有阴离子性官能团的有机化合物Y1为单体混合物I的聚合物Y2,所述单体混合物I含有具有选自羧基、磷酸基、亚磷酸基、磺酸基、亚磺酸基和次磺酸基中的1种以上的阴离子性官能团的(甲基)丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员:新林昭太深泽宪正
申请(专利权)人:DIC株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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