用於製備導電性塗層的皮克林乳液及製備皮克林乳液的方法
2023-05-28 13:50:41
用於製備導電性塗層的皮克林乳液及製備皮克林乳液的方法
【專利摘要】本發明涉及用於製備皮克林乳液的製備方法，所述乳液包含水、與水不混溶的溶劑以及優選位阻的、穩定化的銀納米顆粒，且用來製備導電性塗層。本發明還涉及用於全面積或部分面積地，尤其是用根據本發明的皮克林乳液塗覆表面的方法，其中所獲得的塗層尤其具有高的導電性，且有利地額外可以是透明的。
【專利說明】用於製備導電性塗層的皮克林乳液及製備皮克林乳液的方法
[0001]本發明涉及用於製備皮克林(Pickering)乳液的方法，所述皮克林乳液包含水、與水不混溶的溶劑以及優選位阻的、穩定化的銀納米顆粒，所述顆粒用於製備導電塗層。本發明還涉及用於完全或部分塗覆表面的方法，尤其是採用根據本發明的皮克林乳液，其中獲得的塗層尤其具有高的導電性且可以有利地是透明的。
[0002]塑料組件通常具有良好的機械性能和部分地還具有額外的良好的光學性能，如聚碳酸酯的透明度。但是，多數工程塑料是電絕緣體。
[0003]在透明塑料的情況下的機械性能(如穩定性)、光學性能(如透明度)及電學性能(如導電性)的聯繫對於許多應用而言是期望的，並且可以帶來極大的優勢。在此，要強調的是組件的透明度，所述透明度在很多應用領域中應當儘可能高，例如對於汽車生產或建築物的玻璃，或者對於應當與擴展的電學應用連接的裝置中的觀察窗，所述應用例如是電加熱、屏蔽電磁輻射或表面電荷的傳導。同時在大多數情況下，基體材料的機械穩定性以及在成型方面的設計自由度應當儘可能高。在太陽能電池【技術領域】(光伏設備)作為高導電性的導電體的應用也是值得追求的。
[0004]在銀或其他金屬的加工中已知的是，將穩定化的納米顆粒分散在有機溶劑或水中，隨後將這種配製品施塗在基材上並乾燥。但是通常需要相對高的溫度，以燒結穩定化的納米顆粒。然而這不是所有基材，尤其不是許多塑料基材(例如由聚碳酸酯製成的那些)可耐受的。
[0005]Xia等人在Adv.Mater.，2003, 15，N0.9，695-699中描述了具有聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)和檸檬酸鈉作為穩定劑`的銀納米顆粒的穩定水性分散體的製備。Xia如此獲得具有銀納米顆粒的單分散的分散體，所述銀納米顆粒的粒徑小於IOnm且具有窄的粒徑分布。將PVP用作聚合物型穩定劑在此導致納米顆粒的位阻穩定化以防止聚集。這樣的位阻的聚合物型分散體穩定劑可以任選地在所獲得的導電性塗層中通過銀顆粒的表面覆蓋減少顆粒彼此之間的直接接觸並因此降低塗層的導電性。根據Xia不可能的是，不使用額外的PVP作為穩定劑就獲得這樣的穩定的單分散的分散體。
[0006]EP 1493780A1描述了採用由粘結劑和銀顆粒構成的液體導電性組合物的導電性表面塗層的製備，其中上述含銀的顆粒可以是氧化銀顆粒、碳酸銀顆粒或乙酸銀顆粒，它們分別可以具有IOnm至ΙΟμπι的粒度。所述粘結劑是多元酚化合物或多種樹脂中的一種，即每種情況下是至少一種額外的聚合物組分。根據EP 1493780Α1，由這種組合物施塗至表面上之後通過加熱獲得導電層，其中所述加熱優選在140°C至200°C的溫度進行。根據EP1493780A1所描述的導電組合物是在分散劑中的分散體，所述分散劑選自醇，如甲醇、乙醇和丙醇、異佛爾酮、萜品醇、三乙二醇單丁基醚和乙二醇單丁基醚乙酸酯。在這種情況下，在EP 1493780A1中指出，含銀的顆粒在分散劑中優選通過添加分散體穩定劑如羥丙基纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇以防止聚集。這些分散體穩定劑也是聚合物型組分。因此，所述含銀的顆粒由於上述分散體穩定劑和作為分散體穩定劑的粘結劑，在分散劑中始終是防止聚集而位阻穩定化的。
[0007]用於製備透明的導電的基於金屬納米顆粒的塗層的方法公開於W02006/13735A2和US 7，566，360B2中。在此，首先將納米金屬粉末與多種添加劑，如表面活性物質、粘結齊U、聚合物、緩衝劑、分散劑和偶聯劑，在有機溶劑加工成均勻的混合物。所述納米金屬粉末也可以是銀納米顆粒。然後將這種均勻的混合物重新與水或與水混溶的溶劑混合，從而獲得油包水(W/0)乳液。該乳液直接通過噴塗、印刷、旋塗或浸塗施塗於待塗覆的表面上，除去溶劑並燒結塗層，其中獲得導電的和透明的塗層或結構。還描述了由金屬納米顆粒形成網狀結構。
[0008]上述油包水乳液的缺點尤其在於，在可以使用它們之前必須將它們用水洗滌至少兩次，因此由它們可以製備基於金屬納米顆粒的期望的透明的導電性塗層。
[0009]藉助乳液技術CNT (碳納米管)或SWNT (單壁碳納米管)自組織成蜂窩結構，由N.Wakamatsu 等描述在 Ad.Funct.Mater.2007，19，2535-2539 中。
[0010]Minzhi Rong的出版物Polymer40 (1999) 6169中描述了銀納米顆粒在聚合物型體系中的自組織。
[0011]仍然還需要在使用包含銀納米顆粒的分散體用於塗覆具有導電性塗層的表面的替代方法，其中可以使用短的乾燥時間和燒結時間和/或低的乾燥溫度和燒結溫度，使得也可以塗覆對溫度敏感的塑料表面。值得期望的還有用於製備高導電性塗層的可替代塗層齊U，所述塗層尤其還可以具有良好的透明度，以及製備它們的尤其低成本和簡單的方法，所述方法例如能夠在乳液可使用之前捨棄乳液的複雜的洗滌或淨化。
[0012]因此根據本發明提出了用於製備導電性塗層的皮克林乳液的製備方法，其中
·[0013]a)將水性分散體與至少一種與水不混溶的溶劑混合，所述水性分散體包含尤其是位阻的、穩定化的銀納米顆粒和水，並隨後分散成乳液，其中穩定化的銀納米顆粒的含量基於所獲得的乳液的總重量計為介於0.5重量％和7重量％之間，和
[0014]b)隨後在靜置時間期間將在(a)中獲得的乳液通過形成乳油而分離成上部的濃縮乳液相和下部的主要是水性的相，和
[0015]c)分離所獲得的上部的濃縮乳液相，其中該乳液相具有基於其總重量計，最高至7重量％，優選最高至4.5重量％的銀納米顆粒含量。
[0016]換言之，在根據本發明的步驟(a)中初始乳液由在一種或多種水性分散劑中分散穩定化的銀納米顆粒(例如銀納米顆粒溶膠)，水和與水不混溶的溶劑製備。該初始乳液可以優選是ο/W乳液。在這種情況下，ο/w乳液的油相通過一種或多種與水不混溶的溶劑形成。
[0017]銀納米顆粒覆蓋油滴的表面，並穩定乳液中的油滴。以重量％所給出的銀納米顆粒含量根據本發明指的是經穩定化的銀納米顆粒含量，也就是說在其表面上用分散體穩定劑覆蓋的銀納米顆粒。
[0018]所述的一種或多種·水性分散劑優選是水或包含水和有機(優選水溶性的)溶劑的混合物。特別優選地，一種或多種液態分散劑是水或由水與醇、醛和/或酮構成的混合物，特別優選是水或由水·與具有最多至4個碳原子的一元或多元醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇)、具有最多至4個碳原子的醛(例如甲醛)，和/或具有最多至4個碳原子的酮(例如丙酮或甲基乙基酮)構成的混合物。非常特別優選的分散劑是水。
[0019]在本發明範圍內的銀納米顆粒理解為藉助動態光散射測量具有小於lOOnm，優選小於80nm的d5(l值的銀納米顆粒。對於藉助動態光散射測量而言適合的例如是BrookhavenInstrument Corporation 公司的 ZetaPlus Zeta 電位分析儀。
[0020]銀納米顆粒在所使用的水性銀納米顆粒分散體(例如銀納米顆粒溶膠)中的穩定化根據本發明優選用位阻的分散助劑，例如聚乙烯吡咯烷酮、嵌段共聚醚和具有聚苯乙烯段的嵌段共聚醚，非常特別優選Disperbykl90 (ΒΥΚ-Chemie公司，Wesel)來進行。
[0021]通過使用分散助劑，用於製備根據本發明的皮克林乳液所使用的銀納米顆粒溶膠具有高的膠體化學穩定性。分散助劑的選擇還允許調節最佳的顆粒表面性質。顆粒表面附著的分散助劑可以例如為顆粒賦予正的或負的表面電荷。
[0022]原則上也可能，然而根據本發明不那麼優選的是將銀納米顆粒靜電穩定化。為了銀納米顆粒的靜電穩定化，在製備分散體時添加至少一種靜電分散體穩定劑。本發明意義上的靜電分散體穩定劑理解為由於其存在而為銀納米顆粒提供排斥力，且基於此排斥力不再傾向於聚集的那些。因此由於靜電分散體穩定劑的存在和作用，在銀納米顆粒之間存在著靜電排斥力，所述靜電排斥力抵抗致使銀納米顆粒聚集的範德華力。
[0023]尤其優選的靜電分散體穩定劑是檸檬酸和/或檸檬酸鹽，例如檸檬酸鋰、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀或檸檬酸四甲銨。在水性分散體中，鹽類靜電分散體穩定劑主要解離為其離子而存在，其中各陰離子起到靜電穩定化的作用。
[0024]在步驟(b)中，來自步驟(a)的初始乳液經歷形成乳油。在此，初始乳液在靜置時間期間分離成上部的濃縮乳液相和下部的(主要是水性的)乳液相。根據本發明，上部的濃縮乳液相也稱為乳相或乳層。換言之，所述的乳相有利地包含更高濃度的油相的液滴，因為油滴在靜置時間期間上升。
[0025]根據本發明方法的步驟(C)中，隨後分離乳相。在此，乳相可以包含基於分離的皮克林乳液總重量計，最高至7重量％，優選至4.5重量％的含量的穩定化的銀納米顆粒。
[0026]換言之，根據本發明的皮克林乳液通過乳相而形成。在此，乳相中的油滴還被銀納米顆粒覆蓋其表面，從而有利地在乳相中達到足夠濃度的銀。因此根據本發明可以確保所獲得的塗層材料適合用於製備導電性塗層。
[0027]當初始乳液中銀納米顆粒的初始濃度相對低時，乳相中的銀納米顆粒濃度相對初始乳液中的濃度也可以有利地根據本發明升高。這特別是在符合成本效益的塗層工藝方面有利，因為這樣根據本發明相對少地使用銀納米顆粒便可以獲得對於製備導電性塗層而言合適的塗層材料。
[0028]根據本發明的用於製備塗層劑(即皮克林乳液)的方法是簡單和價廉的。令人驚訝地發現，利用根據本發明方法提供的皮克林乳液此外特別穩定的，並且例如可以存儲數天。本發明方法的另一有利之處在於，在步驟(C)中獲得的皮克林乳液尤其適合作為塗層劑用於製備基材上的導電的、尤其還是透明的塗層。
[0029]此外，在根據本發明的方法的情況下可以有利地捨棄使用額外的添加劑，例如粘結劑，分散助劑和成膜劑，它們減緩由根據本發明的皮克林乳液從步驟(C)中獲得的表面塗層的乾燥和/或燒結，或者甚至需要升高的溫度，直至乾燥和/或燒結及因此通過銀顆粒的燒結出現表面塗層的導電性。
[0030]在所述方法的一種優選實施方案中設置，(b)的靜置時間為I小時至5天，優選6小時至3天，特別優選12小時至36小時，例如24小時。該靜置時間經證實特別適合用於形成具有良好性質的穩定的皮克林乳液，用於製備導電性塗層。[0031]在所述方法的另一種優選實施方式中，Ca)的初始乳液的銀納米顆粒的含量基於(a)所獲得的初始乳液總重量，為優選介於0.7重量％和6.5重量％之間，特別優選介於0.7重量％和3.0重量％。通過在該優選的範圍內調節銀納米顆粒含量，可以在隨後的步驟(b)和(c)中獲得並分離皮克林乳液，所述乳液顯示出對於形成導電性塗層尤其有利的性質。在(c)中分離的皮克林乳液作為塗層劑塗覆後，尤其通過在此優選範圍內調節初始乳液的銀含量還促進銀納米顆粒自組織成網狀結構，例如在這樣的塗層中由該納米顆粒形成蜂窩狀結構。此外可能的是，由這些根據本發明優選的初始乳液獲得的皮克林乳液還富含銀納米顆粒，且可以具有相對初始乳液更高的銀納米顆粒含量。
[0032]關於根據本發明方法的其他特徵，在此明確提及與根據本發明的皮克林乳液和根據本發明的用途相關的解釋。
[0033]根據本發明，為了解決根據本發明的目的還提出了用於製備導電性塗層的皮克林乳液，其中所述的乳液包含穩定化的銀納米顆粒、水以及至少一種有機的不與水混溶的溶齊U，其中穩定化的銀納米顆粒為基於所述乳液總重量計，0.5至7重量％，優選0.7至6.5重量％，特別優選至5重量％，例如至3.5重量％的量。
[0034]根據本發明所提供的皮克林乳液適合作為塗層劑用於生產導電性結構，尤其是通過銀納米顆粒的自組織用於形成網狀的蜂窩結構，並且還可以有利地用於製備透明導電性結構，尤其是製備連續連接的透明導電性網絡。銀納米顆粒自組織成蜂窩結構的有利之處在於，不需要複雜的印刷工藝或昂貴的技術以獲得導電性結構。此外，蜂窩結構是透明的和/或有助於改進所形成的結構化塗層的透明度。
[0035]如上文已經在製備方法的描述範圍內說明，根據本發明的皮克林乳液作為塗層劑優選包含小位阻穩定化的銀納米顆粒，所述銀納米顆粒基本上具有約80nm的d5(l，且在所使用的銀納米顆粒溶膠中以膠態穩定存在。穩定化的銀納米顆粒具有根據本發明的低濃度，所述濃度為0.5重量％-7重量％，優選為0.5-5重量％，尤其優選為至4.5重量％，例如至3.5重量％，在皮克林乳液中不包含額外的分散助劑。估計還由於這種低濃度足以實現140°C的低的後處理溫度，以在皮克林乳液作為塗層劑在基材上施塗並乾燥後實現所形成結構的令人驚訝地高的導電性。
[0036]因此在根據本發明的皮克林乳液的一種優選實施方案中設定所述乳液不包含額外的表面活性化合物、粘結劑、聚合物、緩衝劑、成膜劑或分散劑。有利地，根據本發明的皮克林乳液因此不含額外可能會降低由此所產生的塗層導電性的物質。
[0037]這意味著，不必加入添加劑，尤其是不必加入額外的表面活性化合物、粘結劑、聚合物、緩衝劑或分散劑，以獲得適合用於製備導電性塗層的皮克林乳液。因此，根據本發明的皮克林乳液具有另外的有利之處，其相對具有額外的添加劑，如表面活性化合物、其他分散助劑或聚合物的塗層劑，不僅價廉，而且更容易製備。有利之處還在於，由於這些額外添加劑降低銀顆粒的空間位阻，且可以確保由根據本發明的皮克林乳液產生的塗層的良好的導電性，尤其是即使在相對低的後處理溫度的情況下。
[0038]在根據本發明的皮克林乳液的一種優選實施方案中，有機溶劑是至少一種直鏈或支鏈的烷烴、任選被烷基取代的環烷烴、乙酸烷基酯或酮、苯或甲苯。根據本發明合適的有機溶劑的實例是環己烷、甲基環己烷、正己烷、十八烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯乙酮和環己酮，其中該列舉不應理解為窮舉。採用這些溶劑作為油相可以根據本發明製備穩定的皮克林乳液，所述乳液特別好地適合作為塗層劑用於生產導電性結構，尤其是通過銀納米顆粒的自組織用於形成網狀蜂窩結構。
[0039]在根據本發明的皮克林乳液的另一個優選實施方式中設定，在所述乳液中優選以1:4至1:2的比例，例如1:3的比例(以重量％計)包含有機溶劑和水。
[0040]根據本發明在所述皮克林乳液的一種優選實施方案的範圍內，在皮克林乳液中例如以銀納米顆粒溶膠的形式引入的銀納米顆粒通過分散助劑而空間位阻穩定化。根據本發明用於空間位阻穩定化的分散助劑優選選自以下系列:聚乙烯吡咯烷酮，嵌段共聚醚，和具有聚苯乙烯嵌段的嵌段共聚醚。特別優選使用摩爾質量為約IOOOOamu的聚乙烯吡咯烷酮(例如Fluka公司的PVP K15)和摩爾質量為約360000amu的聚乙烯吡咯烷酮(例如Fluka公司的PVP K90);和特別優選具有聚苯乙烯嵌段的嵌段共聚醚，其具有基於經乾燥的分散助劑計，62重量％的C2-聚醚、23重量％的C3-聚醚和15重量％的聚苯乙烯，其中C2-聚醚與C3-聚醚嵌段長度的比例為7:2個單元(例如Disperbykl90, BYK-Chemie公司，Wesel )。[0041 ] 優選地，所述分散助劑以基於顆粒的銀含量計的高達10重量％，優選3重量％_6重量％的量存在。通過選擇這樣的濃度範圍，一方面保證顆粒如此廣泛地被分散助劑覆蓋，使得確保所期望的性質，例如乳液的穩定性。另一方面，根據本發明由此避免了用分散助劑過量包裹所述顆粒。不必要的過量分散助劑可能以不期望的方式對待產生的皮克林乳液的性質以及由此製備的塗層產生負面影響。此外，過多的分散助劑可能對於顆粒的膠體穩定性是不利的，且可能妨礙任選的再加工。再者，分散助劑的過量降低由所述皮克林乳液產生的塗層的導電性，或者甚至造成絕緣。根據本發明有利地避免了所有上文提及的缺點。
[0042]關於根據本發明的皮克林乳液的其他特徵，在此明確提及與根據本發明的方法和根據本發明的用途相關的解釋。
[0043]本發明還涉及用於全面積或部分面積地塗覆表面的方法，其中
[0044]AA)將根據本發明的皮克林乳液全面積或部分面積地施塗在表面上，
`[0045]AB)將如此塗覆的表面隨後用覆蓋物這樣覆蓋，使得水和溶劑可以揮發，
[0046]AC)將如此經覆蓋的、塗覆的表面隨後為了除去水和有機溶劑在低於40°C的至少一種溫度乾燥，
[0047]AD)將經如此乾燥的塗層隨後在覆蓋物存在下或不存在覆蓋物的情況下燒結。
[0048]在步驟(AA)中施塗根據本發明的皮克林乳液，例如可以通過噴塗、浸塗、流動塗布或刮塗進行。例如，皮克林乳液還可以藉助移液管施塗。在施塗根據本發明的皮克林乳液時令人驚訝地顯示，用銀納米顆粒包裹的油滴仍然存在，這由此有利地影響了銀納米顆粒的自組織以及蜂窩結構的形成。銀納米顆粒良好的自組織使得連續結構的形成成為可能，其中可以有利地捨棄使用複雜的印刷工藝或昂貴的技術來生產它們。
[0049]藉助在步驟(AB)中被放置到用皮克林乳液塗覆的表面上的覆蓋物，可以有利地有針對性地有益地影響溼層的乾燥速率，使得可以由銀納米顆粒形成連續的網狀。此外令人驚訝地確認，覆蓋物另外促進銀納米顆粒的自組織，尤其是由銀顆粒形成蜂窩狀結構。通過由銀顆粒形成蜂窩結構，根據本發明除了良好的導電性還可以有利地實現良好的透明度。
[0050]為了去除水和有機溶劑，步驟(AC)中的乾燥在低於40°C的至少一種溫度下進行。已顯示，在這些尤其熱負荷小的乾燥條件及與此伴隨的水和有機溶劑的緩慢蒸發可能對通過銀納米顆粒形成期望的蜂窩結構創造了特別良好的條件。此外，所述的乾燥條件也適合於塑料基材。
[0051]在所述方法的一種優選實施方案的範圍內，(AC)中的乾燥在低於35°C的至少一種溫度，特別優選在室溫進行。乾燥步驟由此是非常溫和的，且通過銀納米顆粒有利地實現連續連接的網狀蜂窩結構的形成。
[0052]在所述方法的另一種實施方式中，(AC)中的乾燥可以進行15分鐘至36小時的時間。
[0053]在所述方法的另一種優選實施方案的範圍內，覆蓋物可以是玻璃板或塑料板、塑料薄膜或合成非織造物或非織造物，優選是水和溶劑可透過性覆蓋物。
[0054]如果使用水和/或溶劑不可透過性覆蓋物，那麼水和/或溶劑可以例如通過基材和覆蓋物之間的邊緣區域揮發。對此的實例是將採用皮克林乳液塗覆的載玻片用另一塊載玻片覆蓋。如果使用這類基材覆蓋布置，則根據本發明也將這稱為夾心法。
[0055]在根據本發明優選的實施方案中，水和/或溶劑可透過性覆蓋物可以是多孔性濾布。例如可以使用Monodur聚醯胺(PA)濾布(VERSEIDAG公司)。其以各種網孔大小可市售獲得，並且可以根據所使用的溶劑適應性地使用。這樣的濾布的有利之處在於，在基材的表面上比在不可滲透的覆蓋物上能更均勻地進行乾燥。此外，所述的乾燥時間可以縮短。在此有利地可以實現與在夾心法中所實現的在銀納米顆粒的自組織成適合的網狀結構或蜂窩結構方面一樣好或者甚至更好的結果。此外，銀納米顆粒相對差地附著在這樣的覆蓋物上，從而使得已形成的、任選還未燒結的銀納米顆粒結構被破壞的風險可以顯著降低。
[0056]在根據本發明方法的另一種優選實施方式中，為了全面積或部分面積地塗覆而設定，所述表面是玻璃基材的、金屬基材的、陶瓷基材的或塑料基材的表面。塑料基材例如可以由聚醯亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)和/或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)構成，任選地例如為了確保足 夠的可潤溼性，可以將它們用根據本發明的皮克林乳液預處理和/或為它們配置底漆。優選地，所述基材另外可以是透明的。
[0057]在根據本發明的塗覆方法的另一種優選實施方案的範圍內，(AD)中的燒結在高於40°C的至少一種溫度，優選在80°C至180°C的至少一種溫度，非常特別優選在130°C至160°C的至少一種溫度，例如在140°C進行。有利地通過相對低的後處理溫度還有可能的是，根據本發明的塗覆方法也可以在對溫度敏感的基材(例如聚碳酸酯膜)上用於製備透明的導電性結構。根據本發明有利之處還在於，在低的熱負荷時也可能在例如基材，如玻璃載體，以及聚碳酸酯膜上獲得非常好地附著的、導電性的結構。導電性結構在此尤其是具有小於5000Ω/πι電阻的結構。此外，根據本發明獲得的塗層可以是透明的，這對各種應用是特別有利的。
[0058]本發明的另一個主題是通過根據本發明的方法獲得導電性塗層，其中該導電性塗層具有額外的有利之處，它們是透明的。這樣的導電性的透明塗層例如可以形成導體電路、天線元件、傳感器元件或與半導體模塊接觸的連接。
[0059]根據本發明的透明和導電的塗層例如可以作為用於顯示器、屏幕和觸摸面板的透明電極，作為電致發光指示器，作為接觸開關的透明電極，作為透明屏蔽用於電極和輔助電極，例如用於太陽能電池或在OLED中，在塑料眼鏡鏡片的應用中，作為電致變色層系統的透明電極，或作為透明電磁屏蔽使用。藉此可以有利地代替或補充由摻雜錫的氧化銦(銦錫氧化物，ΙΤ0)構成的價格昂貴的層和結構。[0060] 以下實施例用於示例性地闡釋本發明，而不應理解為限制於此。
實施例
[0061 ] 進行分析所使用的儀器:
[0062]1.藉助固體天平:METTLER TOLEDO HG53滷素水分測定儀測定Ag濃度
[0063]2.測定流變學特性和乳層的穩定性:
[0064]測量儀器:MCR301SN80118503
[0065]測量系統:CC17_SN7448；d=0mm
[0066]測量分布:21個測量點；
[0067]測量點持續時間30…2s log
[0068]25 °C
[0069]d ( Y ) /dt=0.1...1E+3 1/s log ； | 斜率=5 點 /dec
[0070]3.藉助光學顯微鏡測定液滴尺寸分布和檢驗乳液穩定性:
[0071]LEICA DMLB-光學顯微鏡
[0072]4.藉助環張力儀:序列號:20002901測定表面張力
[0073]5.分散設備:ULTRA-TURRAX (IKA T 25 digital ULTRA-TURRAX)
[0074]6.分散設備超聲探頭(G.Heinemann, Ultraschall und Labortechnik)
[0075]7.測量電阻:萬用表:METRA Hit 14A
[0076]8.UV-VIS分光光度計:
[0077]HEWLETT 8452 A
[0078]PACKARD 二極體陣列分光光度計
[0079]實施例1:製備銀納米顆粒溶膠(納米銀分散體)
[0080]將0.054摩爾硝酸銀溶液與由0.054摩爾氫氧化鈉溶液和分散助劑Disperbykl90(製造商BYK Chemie, Wesel) (lg/Ι的)構成的混合物以1:1的體積比混合併攪拌10分鐘。向該反應混合物中在攪拌下添加4.6摩爾的甲醛水溶液，使得Ag+與還原劑的比例為1:10。將該混合物升溫至60°C，並在此溫度保持30分鐘，然後冷卻。將顆粒在第一步驟中藉助滲濾與未反應的反應物分離。隨後濃縮溶膠，為此使用30000道爾頓的膜。產生固含量為21.2重量％ (銀顆粒和分散助劑)的膠態穩定的溶膠。膜過濾後根據元素分析Disperbykl90的份額為6重量％，基於銀含量。藉助雷射相關光譜法試驗得出有效粒徑為78nm。
[0081]實施例2:製備皮克林乳液
[0082]將來自實施例1的銀納米顆粒溶膠、水和有機溶劑混合，並用超聲波探頭在50%振幅下處理3分鐘，製備0/W乳液。靜置24小時後，表徵乳相。
[0083]確定皮克林乳液的液滴尺寸分布、粘度、表面張力以及穩定化的銀納米顆粒的固含量。結果匯總於表I中。
[0084]表I
[0085]
【權利要求】
1.用於製備導電性塗層的皮克林乳液的製備方法，其特徵在於， a)將水性分散體與至少一種與水不混溶的溶劑混合，所述水性分散體包含尤其是位阻的、穩定化的銀納米顆粒和水，並隨後分散成乳液，其中穩定化的銀納米顆粒的含量基於所獲得的乳液的總重量計為介於0.5重量％和7重量％之間，和 b)隨後在靜置時間期間將在(a)中獲得的乳液通過形成乳油而分離成上部的濃縮乳液相和下部的主要是水性的相，和 c)分離所獲得的上部的濃縮乳液相，其中該乳液相具有基於其總重量計，最高至7重量％，優選最高至4.5重量％的銀納米顆粒含量。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，(b)中的所述靜置時間為I小時至5天。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於，Ca)的所述乳液的銀納米顆粒含量基於Ca)中獲得的乳液總重量計為0.7重量％-6.5重量％。
4.用於製備導電性塗層的皮克林乳液，尤其是根據權利要求1至3之一的方法製備的皮克林乳液，其特徵在於，所述的乳液包含穩定化的銀納米顆粒，水以及至少一種與水不混溶的有機溶劑，其中以基於所述乳液的總重量計0.5重量％-7重量％的量包含穩定化的銀納米顆粒。
5.根據權利要求4的皮克林乳液，其特徵在於，其不包含額外的表面活性化合物、粘結劑、聚合物、成膜劑、緩衝劑或分散劑。
6.根據權利要求4·或5的皮克林乳液，其特徵在於，所述有機溶劑是至少一種直鏈或支鏈的烷烴、任選被烷基取代的環烷烴、烷基乙酸酯或酮、苯或甲苯。
7.根據權利要求4至6中至少一項的皮克林乳液，其特徵在於，所述乳液中以1:4至1:2的體積比包含有機溶劑和水。
8.根據權利要求4至7中至少一項的皮克林乳液，其特徵在於，所述銀納米顆粒是位阻穩定化的。
9.用於全面積或部分面積地塗覆表面的方法，其特徵在於， M)將根據權利要求4至7中至少一項的皮克林乳液全面積或部分面積地施塗在表面上， AB)將如此塗覆的表面隨後用覆蓋物這樣覆蓋，使得水和溶劑可以揮發， AC)將如此經覆蓋的、塗覆的表面隨後在低於40°C的至少一種溫度乾燥， AD)將經如此乾燥的塗層隨後在覆蓋物存在下或不存在覆蓋物的情況下燒結。
10.根據權利要求9的方法，其特徵在於，(AC)中的乾燥在低於35°C的至少一種溫度，優選在室溫進行。
11.根據權利要求9或10的方法，其特徵在於，(AC)中的乾燥進行15分鐘至36小時的時間段。
12.根據權利要求9至11中至少一項的方法，其特徵在於，所述覆蓋物是玻璃板或塑料板、塑料薄膜或合成非織造物或非織造物，優選水和溶劑可透過性覆蓋物。
13.根據權利要求9至12中至少一項的方法，其特徵在於，所述的表面是玻璃基材的、金屬基材的、陶瓷基材的或塑料基材的表面。
14.根據權利要求9至13中至少一項的方法，其特徵在於，(AD)中的燒結在高於40°C的至少一種溫度，優選在80°C至180°C範圍內的至少一種溫度進行。
15.根據權利要求9至14之一的方法製備的導電性塗層，其特徵在於，其是透明的。
【文檔編號】B22F9/24GK103429673SQ201180065936
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年12月19日 優先權日:2010年12月21日
【發明者】S·艾頓, D·D·蘭登, D·G·達夫, D·魯德哈德特 申請人:拜爾智慧財產權有限公司