导电的透明纳米涂层与纳米油墨的制造方法以及该方法制得的纳米粉末涂层和油墨技术

本发明专利技术提供了一种用导电和／或透明纳米粉末以规则或不规则图案涂布基片的有成本效益的方法，其中所述图案是自然形成或者是印刷而成的。本发明专利技术还提供了含有金属纳米粉末的导电和透明涂层，以及导电和透明油墨，其特征是以自组装的网状图案涂布基片而不会显著改变其透明度和／或导电特性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
导电的透明纳米涂层与纳米油墨的制造方法以及该方法制得的纳米粉末涂层和油墨专利
总的来说，本专利技术涉及制造透明导电涂层和油墨的方法以及用该方法所获得的纳米粉末涂层和油墨。专利技术背景纳米颗粒，特别是金属纳米颗粒，具有非常特殊的性质，与这些性质直接相关的是其尺寸，以及颗粒中的大部分原子都位于颗粒表面或粒界与晶界上的情况。这些性质包括光学特性，烧结和扩散性质，电容，阻抗和电阻等电性能，催化活性和许多其他性质。这些提高的性质具有很广的用途和应用；比如，化学反应的催化剂，电极，燃料电池，医疗器械，水净化技术，电子器件，涂层，和更多应用。申请人的美国专利5476535提出了一种制造纳米粉末，特别是银的方法。该方法包括以下步骤：(a)形成具有特定混合组成的铝-银合金；(b)用一系列随之进行的浸提步骤浸提铝组分，新鲜浸提剂与经过处理的固体材料反应，形成逐渐变得多孔和均质的银合金。在步骤(c)中应用超声波振荡，使附聚体崩解并促使浸提剂渗透到由于大量应用超声波振荡而不断增长的合金孔隙中。浸提剂在步骤(d)中留下银附聚体，然后在最终步骤中洗涤并干燥该附聚体。在申请人等的美国专利6012658中，采用这种非常相似的方法形成金属薄片。因此，采用以下两个主要步骤：将上述美国专利5476535所获得的合金粉碎成规定的颗粒，然后将制得的颗粒摇动成具有预定特性的带状高孔隙率合金。专利技术概述本专利技术的核心是提供一种用导电和/或透明纳米粉末以规则或不规则图案涂布基片的有用和新颖方法，所述图案是自然形成或印刷而成的。本专利技术范围包括使用纳米金属添加剂形成透明-导电涂层，比如证明纳米二氧化钛添加剂-->可用于制造对可见光是透明的但是对紫外光是不透明的涂层；对于纳米氧化硅添加剂，发现其可用于制造具有特殊电阻性能的透明涂层；在纳米颜料的情况中，证明其可用于制造透明的有色涂层。本专利技术的目的还在于提供一种制造含有金属纳米粉末的导电和透明涂层的有用和新颖方法。所述方法包括以下步骤：(i)在溶剂中混入金属纳米粉末与至少一种以下配料：粘合剂，表面活性剂，添加剂，聚合物，缓冲剂，分散剂和/或偶合剂，形成均质化溶液；(ii)采用不同方法：丝网印刷，铺涂，旋涂，浸涂等，将上述步骤制得的均质化混合物施涂于待涂布表面上；(iii)从所述均质化混合物中蒸发溶剂；和(iv)烧结涂布层，在所述表面上获得导电和透明涂层。本专利技术范围包括，金属纳米粉末是单独使用或与能增加导电性的添加剂组合使用的，添加剂选自至少一种以下物质：金属胶体和/或金属可还原盐和/或能分解形成导电物质的有机金属配合物和/或有机金属化合物。优选混合溶液中金属纳米粉末的浓度在1重量％到50重量％之间，更优选在2重量％到10重量％范围内。本专利技术范围还包括，混合溶液中含有有机溶剂或有机溶剂的混合物。有机溶剂的特征是，其室温条件下的蒸发速率大于水的蒸发速率。混合溶液中有机溶剂或有机溶剂混合物的浓度在20重量％到85重量％之间。更优选其浓度在40重量％到80重量％的窄范围内。由此可知，溶剂可选自至少一种以下物质：石油醚，己烷，庚烷，甲苯，苯，二氯乙烷，三氯乙烯，氯仿，二氯甲烷，硝基甲烷，二溴甲烷，环戊酮，环己酮或其任意混合物。本专利技术范围还包括，混合溶液中上述粘合剂的浓度在0重量％到3重量％之间。粘合剂优选(但并不限于)乙基纤维素和/或改性脲。本专利技术的另一个目的是提供一种制造含有金属纳米粉末的油墨或溶液的有用和新颖方法，用于制造透明和导电涂层。该方法原则上类似于上述一种方法，包括以下步骤：(i)在溶剂中混入纳米粉末与至少一种以下配料：粘合剂，表面活性剂，添加剂，聚合物，缓冲剂，分散剂和/或偶合剂，形成均质化溶液；(ii)将所述均质化混合物与水或水混溶性溶剂或水混溶性溶剂混合物混合，形成W/O型乳液；(iii)将上述步骤制得的乳液施涂于待涂布表面上，施涂方法包括铺涂，旋涂，浸渍等；(iv)从所述均质化混合物中蒸发溶剂，原位形成自组装的网状图案；最后，(v)烧结网状图案，形成导电和透明涂层。-->本专利技术范围包括，上述表面活性剂或表面活性剂混合物的浓度在0重量％到4重量％之间，和/或分散乳液中表面活性剂或表面活性剂混合物的浓度在0重量％到4重量％之间。优选采用所述方法制得W/O型乳液。本专利技术范围进一步包括，分散乳液中水混溶性溶剂或水混溶性溶剂混合物的浓度在5重量％到70重量％之间。上述表面活性剂或表面活性剂混合物优选(但并不限于)包括非离子性和离子性化合物中的至少一种，选自SPAN-20，SPAN-80，单油酸甘油酯，十二烷基硫酸钠，或其任意组合。而且，本专利技术范围还包括，分散乳液中水混溶性溶剂或水混溶性溶剂混合物的浓度在15重量％到55重量％之间。本专利技术范围进一步包括，上述水混溶性溶剂或溶剂混合物选自(但并不限于)至少一种以下物质：水，甲醇，乙醇，乙二醇，甘油，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，乙腈，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮或其任何混合物。本专利技术涉及以上任一种所述的方法，其中，待涂布表面选自玻璃，柔软或较不柔软的聚合膜或聚合片或其任意组合。更具体地说，本专利技术涉及上述方法，其中聚合膜包括至少一种以下物质：聚酯，聚酰胺，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚乙烯，聚乙烯产品，聚丙烯，含丙烯酸酯产品，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其共聚物或任意组合，以及任何其他透明基片。除此之外，或者，上述方法包括采用电晕处理和/或涂布底涂料的方法对待涂布表面进行处理的另一个步骤。本专利技术范围进一步包括，上述底涂料选自(但并不限于)至少一种以下物质：3-氨丙基三乙氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，缩水甘油基三甲氧基硅烷，市售Tween产品，Tween-80，新烷氧基三(二辛基丙基磷酸根合)钛酸酯或其任意组合。本专利技术范围中进一步包括，上述纳米粉末包括选自(但并不限于)银，金，铂，钯，镍，钴，铜或其任意组合的金属或金属混合物。本专利技术范围中进一步包括，通过选自简单涂布；浸设；旋涂；浸渍或任何其他适用技术的方法，将均质化混合物涂布在待涂布表面上。而且，根据本专利技术一个实例，将均质化混合物涂布在待涂布表面上形成一层或多层涂层的步骤中，其湿厚度是5到200微米。本专利技术范围进一步包括，在50℃到300℃的温度范围对经过蒸发的均质化溶液进行0.5到2小时的烧结处理。或者，在50℃到150℃的温度范围对网状图案进行2到30分钟的烧结处理。-->本专利技术另一个目的是提供一种有成本效益而且新颖的含金属纳米粉末的导电和透明涂层，其由权利要求1或其前述任一项权利要求所述的方法制得。除此之外，或者，本专利技术提供了一种导电和透明油墨或涂层，其特征是具有自组装的网状图案，其由权利要求11或其前述任一项权利要求所述的方法制得。本专利技术的范围还包括，上述导电和透明涂层的特征是，其400纳米到700纳米波长处的透光率在30％到90％的范围内；电阻在0.1欧姆/平方到10千欧/方块的范围内，雾度值在0.5％到10％的范围内；以及所述导电和透明油墨层的特征是，其400纳米到700纳米波长处的透光率在10％到90％的范围内；电阻在0.1欧姆/平方到1000欧姆/平方的范围内，雾度值在0.1％到5％的范围内。本专利技术的范围中进一步包括，上述导电和透明涂层的特征是，具有规则或不规则图案，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用导电和／或透明纳米粉末以规则或不规则图案涂布基片的方法，其特征在于所述图案是自然形成或者是印刷而成的。

【技术特征摘要】
US 2002-6-13 60/387,9191.一种用导电和/或透明纳米粉末以规则或不规则图案涂布基片的方法，其特征在于所述图案是自然形成或者是印刷而成的。2.如权利要求1所述的方法，其可用于制造含有金属纳米粉末的导电和透明的涂层，所述方法包括：a.在溶剂中混入金属纳米粉末和至少一种选自以下的配料：粘合剂，表面活性剂，添加剂，聚合物，缓冲剂，分散剂和/或偶合剂，形成均质化溶液；b.将以上步骤制得的均质化混合物施涂于待涂布表面上；c.从所述均质化混合物中蒸发溶剂；和d.烧结涂布层，在所述表面上形成导电和透明的涂层。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于金属纳米粉末选自至少一种以下物质：金属纳米粉末；金属纳米粉末和金属胶体；金属纳米粉末和金属可还原盐和/或能分解形成导电物质的有机金属配合物和/或有机-金属化合物。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于混合溶液中金属纳米粉末的浓度在1重量％到50重量％之间。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于混合溶液中金属纳米粉末的浓度在2重量％到10重量％之间。6.如权利要求2所述的方法，其中混合溶液包括有机溶剂或有机溶剂的混合物，其特征在于其蒸发速率小于水的蒸发速率。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于混合溶液中有机溶剂或有机溶剂混合物的浓度在20重量％到85重量％之间。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于混合溶液中有机溶剂或有机溶剂混合物的浓度在40重量％到80重量％之间。9.如权利要求2所述的方法，其特征在于溶剂选自至少一种以下物质：石油醚，己烷，庚烷，甲苯，苯，二氯乙烷，三氯乙烯，氯仿，二氯甲烷，硝基甲烷，二溴甲烷，环戊酮，环己酮，或其任意混合物。10.如权利要求2所述的方法，其特征在于混合溶液中粘合剂的浓度在0重量％到3重量％之间。11.如权利要求2所述的方法，其特征在于粘合剂选自乙基纤维素和/或改性脲。12.如权利要求1所述的方法，其可用于制造含有金属纳米粉末的导电和透明的油墨，所述方法包括：a.在溶剂中混入金属纳米粉末和至少一种选自以下的配料：粘合剂，添加剂，聚合物，缓冲剂，氧化剂，分散剂和/或偶合剂，制得均质化溶液；b.在水混溶性溶剂或水混溶性溶剂混合物中分散表面活性剂溶液，制得乳液；c.在所述乳液中混入所述均质化混合物；d.将以上步骤制得的均质化混合物涂布在待涂布表面上；e.从所述均质化混合物中蒸发溶剂，原位形成自组装的网状图案；和f.烧结网状图案形成导电和透明的油墨。13.如权利要求2或12所述的方法，其特征在于表面活性剂或表面活性剂混合物的浓度在0重量％到4重量％之间。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于分散乳液中表面活性剂或表面活性剂混合物的浓度在0重量％到4重量％之间。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于制得W/O乳液。16.如权利要求12所述的方法，其特征在于分散乳液中水混溶性溶剂或水混溶性溶剂混合物的浓度在5重量％到70重量％之间。17.如权利要求12所述的方法，其特征在于表面活性剂或表面活性剂混合物包括非离子性和离子性化合物中的至少一种，选自SPAN-20，SPAN-80，单油酸甘油酯，十二烷基硫酸钠，或其任意组合。18.如权利要求12所述的方法，其特征在于分散乳液中水混溶性溶剂或水混溶性溶剂混合物的浓度在15重量％到55重量％之间。19.如权利要求12所述的方法，其特征在于水混溶性溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：A贾巴，F德拉维加，E马茨那，
申请(专利权)人：耐诺泡德斯工业有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]