用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法及通过其的用于喷墨印刷的改性金属纳米颗粒技术

本发明专利技术提供了一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法以及由此改性的用于喷墨印刷的金属纳米颗粒，尤其是，一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法以及由此改性的用于喷墨印刷的金属纳米颗粒，该方法包括将表面上具有无定形碳层的金属纳米颗粒与醇或硫醇溶剂混合、在该混合溶液中混合具有羧基头基的帽化分子、以及从该混合溶液中分离金属纳米颗粒。根据本发明专利技术，通过将大量生产的非可分散金属纳米颗粒转变为用于喷墨印刷的纳米颗粒，本发明专利技术确保了大规模的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法 以及由此改性的用于喷墨印刷的金属纳米颗粒，尤其是，涉及一种 用于糊剂(paste)的非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，以通中该表面改性的金属纳米颗粒适用于喷墨印刷。
技术介绍
随着纳米颗冲立的应用的实现，以各种方式制备和改进纳米结构 的大量工作急剧增多。由于它们优异的催化性能，所以已深入研究 纳米颗粒(纳米科学的主要领域)。最近，已多次尝试将它们应用为了进一步减小在电子商品中所使用的布线的宽度。在使用糊剂法 4度覆或涂覆现有的块状金属颗粒的情况下，4艮难形成细的布线。因 此，具有导电性的金属纳米颗粒已经用于实现超细布线。基于各种应用方面，存在大量的用于糊剂和喷墨印刷的纳米颗 粒。在用于糊剂的纳米颗粒和用于喷墨印刷的纳米颗粒之间的最大不同在于是否存在帽化分子。用于糊剂的納米颗粒#:用于丝网印 刷。由于糊剂的溶剂具有高粘度并且分散剂易于另外添加，所以就 不需要帽化分子。另一方面，用于喷墨印刷的纳米颗粒就需要添加 帽化分子以提供分散稳定性，这是因为当在纳米颗粒加入另外的分 散剂时，影响纳米颗粒的表面张力和粘度，这对喷射稳定性具有不 利影响并且当它们进一步应用于导电布线时可以降^氐导电性。因此，即使现有的用于糊剂的纳米颗粒能够用于利用等离子体 方法的廉价大失见模生产，但是在其用于喷墨印刷方面的应用还存在问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供了一种用于非可分 散金属纳米颗粒表面改性的方法，其可以获得分散性，以便通过化 学表面改性将用于糊剂的非可分散金属纳米颗粒用作用于喷墨印 屌'J的纳米果贞4立。性纳米颗冲立。根据以下描述(包括附图及权利要求)，本专利技术的其它方面和 优点将变得明显和更易于理解，或者可以通过实施本专利技术而获知。为了实现技术主题，本专利技术一方面可以提供一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，包括将颗粒表面上具有无定形碳 层的金属纳米颗粒与醇或硫醇溶剂混合；将具有羧基头基(首基， head group)的巾冒^f匕分子(capping molecule)》'昆入该〉'昆合〉容液中；以及从混合溶液中分离金属纳米颗粒。具有无定形碳层的金属纳米 颗粒可通过等离子体合成方法进行制备。根据本专利技术的一个具体实施方式，相对于IOO重量份的金属纳 米颗粒，醇或碌^醇溶剂以100 ~ 5,000重量^f分加入。才艮据本专利技术的一个具体实施方式，金属纳米颗粒与所述溶剂的 混合可通过回;危反应来完成。才艮据本专利技术的一个具体实施方式，进一步包括在混合金属纳 米颗粒与所述溶剂之后，将曱苯加入混合溶液中并在与所使用的醇 或石克醇溶剂的沸点温度相同或更高的温度下加热所述混合溶液。其中，相对于100重量^f分的金属纳米颗粒，曱苯以500- 5,000重量^f分力口入。才艮据本专利技术的一个具体实施方式，在金属纳米颗粒与所述溶剂 的混合过程中可以进一步包括添加至少一种选自由盐酸、 >琉酸、和 硝酸组成的组中的酸。其中，所述酸的浓度为0.0001 ~ 1 M,并且相对于1 g的金属 納米茅贞并立，所述S臾可以0.1 ~ 10的ml比力口入。此外，当力。入所述酸时，反应时间为1 ~ 30分钟。根据本专利技术的一个具体实施方式，利用具有亲水尾基的帽化分 子，可以对非可分散纳米颗粒进4于表面改性，4吏得该纳米颗粒能够 分散在水溶性有机溶剂中。根据本专利技术的一个具体实施方式，利用具有疏水尾基的帽化分 子，可以对非可分散纳米颗粒进行表面改性，^吏得该纳米颗粒能够 分散在水不溶性有机溶剂中。根据本专利技术的一个具体实施方式，相对于IOO重量份的金属纳 米颗粒，帽化分子以10 ~ 3,000重量4分加入。根据本专利技术的一个具体实施方式，帽化分子的混合可以通过回 流反应来完成。其中，帽化分子的混合反应时间为1 ~ 10小时。本专利技术进一步纟是供了 一种非可分散金属纳米颗粒表面改性的 方法，该方法包括用具有含rr4建的头基的帽化分子处理其表面具有 无定形-友层的金属纳米颗粒。根据本专利技术的一个具体实施方式，所述处理通过在将具有无定 形碳层的金属纳米颗粒加入到醇溶剂中之后加入具有含tt键的头 基的帽化分子并搅拌来实施的。根据本专利技术的一个具体实施方式，该含兀键的头基可以选自由 烯基、芳基和杂芳基组成的组。根据本专利技术的 一个具体实施方式，利用具有亲水尾基的帽化分 子，可以对非可分散纳米颗粒进4于表面改性，4吏得该纳米颗粒能够分散在水溶性有机溶剂中，而利用具有疏水尾基的帽化分子，可以 对非可分散纳米颗粒进行表面改性，使得该纳米颗粒能够分散在水 不溶性有机溶剂中。其中，相对于100重量份的金属纳米颗粒，帽化分子的含量为 10 ~ 3,000重量份。才艮据本专利技术的一个具体实施方式，在利用帽化分子处理之后， 可以进一 步包4舌表面改性的纳米颗粒与具有亲水或疏水官能团的 聚合物的反应。本专利技术进一步提供了用于喷墨印刷的金属纳米颗粒，包括 金属纳米颗粒；涂覆在该金属纳米颗粒表面上的无定形碳层；以及 键接(结合)于该无定形碳层的帽化分子。才艮据本专利技术的 一个具体实施方式，用于喷墨印刷的纳米颗粒可 通过表面改性非可分散金属纳米颗粒来制备。附图说明图1是图解^兌明利用等离子体的纳米颗粒的一4殳合成过程的示 意图。图2是通过利用等离子体合成的铜纳米颗粒的FE-SEM照片。 图3是通过等离子体方法合成的纳米颗粒的示意图。 图4是根据本专利技术的 一个具体实施方式的表面改性的机理D 图5是根据本专利技术的另一个具体实施方式的表面改性的机理。 图6是根据本专利技术的另 一个具体实施方式的表面改性的机理。具体实施方式下文中，才艮据本专利技术，将详细描述用于非可分散金属纳米颗粒 表面改性的方法以及由此改性的用于喷墨印刷的金属纳米颗粒。而且，在全面解释说明本专利技术的具体实施方式之前，将首先给 出对通过 一 般等离子体合成方法制备的用于糊剂的纳米颗粒的说明。通常，在丝网印刷中使用的用于糊剂的纳米颗粒主要通过等离 子体合成方法合成。图1是图解说明利用等离子体的纳米颗粒的一 般合成方法的示意图。在通过大量微波输出将气体激活成等离子体 状态之后，从利用等离子炬喷射的原材料中可以获得纳米尺寸的颗 并立。由此合成的纳米颗并立在该纳米颗并立的最外部具有无定形石友层， 这是因为该前体的有机材料由于等离子体的高温而被碳化。因此，尽管通过等离子体合成而形成的纳米颗粒可用于高粘度 糊剂，但是，不能被用于喷墨印刷，因为颗粒本身的分散性较差。图2是通过等离子体合成的铜纳米颗粒的FE-SEM照片。参照 图2,纳米颗粒的尺寸为lOOnm或更小，但每个纳米颗粒在其表面 上涂覆有无定形^碳层。图3示意性图解说明了涂覆有无定形碳层的纳米颗粒。为了使 每个纳米颗粒可以具有分散性，将帽化分子4妻枝到在该纳米颗粒表 面上涂覆的无定形^友层上。在本专利技术中，涂^隻有非可分散无定形石友层的一^:纳米颗粒^皮改 性以具有分散性，以 <吏它们可用于喷墨印刷。图4是才艮据本专利技术 一个具体实施方式的非分+夂金属纳米颗粒的 表面改性方法的简化机理。根据本专利技术的 一个具体实施方式，非可分散金属纳米颗粒的表 面改性方法包括将颗粒表面上具有无定形石友层的金属纳米颗粒与醇或石克醇溶剂混合；在该混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，所述方法包括：将所述颗粒表面上具有无定形碳层的金属纳米颗粒与醇或硫醇溶剂混合；在所述混合溶液中混合具有羧基头基的帽化分子；以及从所述混合溶液中分离所述金属纳米颗粒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈仁根，郑在祐，李贵钟，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]