含有银纳米粒子的分散液的制造方法及含有银纳米粒子的分散液技术

本发明专利技术提供一种可通过低温烧成而显现优异的导电性、且银纳米粒子在分散溶剂中良好且稳定地分散的含有银纳米粒子的分散液及其制造方法。所述含有银纳米粒子的分散液的制造方法包含：将胺类与银化合物混合，生成含有所述银化合物及所述胺类的络合物，所述胺类含有由脂肪族烃基和1个氨基构成且该烃基的碳原子总数为6以上的脂肪族单胺(A)、进一步由脂肪族烃基和1个氨基构成且该烃基的碳原子总数为5以下的脂肪族单胺(B)及由脂肪族烃基和2个氨基构成且该烃基的碳原子总数为8以下的脂肪族二胺(C)中的至少一者；对所述络合物进行加热使其热分解而形成银纳米粒子；将所述银纳米粒子分散于以特定比例含有醇类溶剂及脂肪族烃类溶剂的溶剂中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含有银纳米粒子的分散液的制造方法及含有银纳米粒子的分散液。另外，本专利技术也可应用于含有银以外的金属的含有金属纳米粒子的分散液的制造方法及该含有金属纳米粒子的分散液。
技术介绍
银纳米粒子即使在低温下也可烧结。利用该性质，在各种电子元件的制造中，为了在基板上形成电极或导电电路图案，可使用含有银纳米粒子的银涂料组合物。银纳米粒子通常分散在有机溶剂中。银纳米粒子具有数nm～数十nm左右的平均初级粒径，通常，其表面被以有机稳定剂(保护剂)包覆。在基板为塑料膜或片材的情况下，需要在低于塑料基板的耐热温度的低温(例如200℃以下)下使银纳米粒子烧结。特别是，最近，作为挠性印刷布线基板，不仅是已经使用的耐热性聚酰亚胺，而且对于耐热性比聚酰亚胺更低但容易加工且廉价的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或聚丙烯等各种塑料制成的基板也尝试形成微细的金属布线(例如银布线)。在使用耐热性低的塑料制基板的情况下，需要使金属纳米粒子(例如银纳米粒子)在更低温下烧结。例如，在日本特开2008-214695号公报中公开了一种银超微粒的制造方法，其包含使草酸银与油胺反应而生成至少含有银、油胺和草酸离子的络合物，使生成的所述络合物加热分解而生成银超微粒(权利要求1)。另外，在所述方法中，公开了除所述草酸银和所述油胺以外还使总碳原子数1～18的饱和脂肪族胺反应(权利要求2、3)，则可容易地生成络合物，可缩短制造银超微r>粒所需的时间，而且能够以更高收率生成被这些胺保护的银超微粒(段落[0011])。在日本特开2010-265543号公报中公开了一种被包覆的银超微粒的制造方法，其包含：第1工序：将通过加热发生分解而生成金属银的银化合物和沸点100℃～250℃的中短链烷基胺及沸点100℃～250℃的中短链烷基二胺混合而制备含有银化合物和所述烷基胺及所述烷基二胺的络合物；和第2工序：使所述络合物加热分解(权利要求3、段落[0061]、[0062])。在日本特开2012-162767号公报中公开了一种被包覆的金属微粒的制造方法，其包含：第1工序：将含有碳原子数6以上的烷基胺和碳原子数5以下的烷基胺的胺混合液与含有金属原子的金属化合物混合而生成含有所述金属化合物和胺的络合物；和第2工序：将所述络合物加热分解而生成金属微粒(权利要求1)。另外，公开了可将被包覆的银微粒分散于丁醇等醇溶剂、辛烷等非极性溶剂或它们的混合溶剂等有机溶剂中(段落[0079])。在日本特开2013-142172号公报中公开了一种银纳米粒子的制造方法，其包含：制备含有由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为6以上的脂肪族烃单胺(A)、由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为5以下的脂肪族烃单胺(B)和由脂肪族烃基和2个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为8以下的脂肪族烃二胺(C)的胺混合液，将银化合物和所述胺混合液混合而生成含有所述银化合物和所述胺的络合物，对所述络合物进行加热而使其热分解，形成银纳米粒子(权利要求1)。另外，公开了通过使得到的银纳米粒子以悬浮状态分散于适当的有机溶剂(分散介质)中，可制作所谓被称为银油墨的银涂料组合物，作为有机溶剂，公开有戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷等脂肪族烃溶剂；甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯等这样的芳香族烃溶剂；甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇等这样的醇溶剂(段落[0085])。在日本特开2013-142173号公报中公开了一种银纳米粒子的制造方法，其包含：制备以特定比例含有由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为6以上的脂肪族烃单胺(A)和由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为5以下的脂肪族烃单胺(B)的胺混合液，将银化合物和所述胺混合液混合而生成含有所述银化合物和所述胺的络合物，对所述络合物进行加热而使其热分解，形成银纳米粒子(权利要求1)。另外，与上述日本特开2013-142172号公报同样地公开了通过使得到的银纳米粒子以悬浮状态分散于适当的有机溶剂(分散介质)中，可制作所谓被称为银油墨的银涂料组合物，公开有同样的有机溶剂(段落[0076])。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-214695号公报专利文献2：日本特开2010-265543号公报专利文献3：日本特开2012-162767号公报专利文献4：日本特开2013-142172号公报专利文献5：日本特开2013-142173号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题银纳米粒子具有数nm～数十nm左右的平均初级粒径，与微米(μm)尺寸的粒子相比，容易凝聚。因此，银化合物的还原反应(上述专利文献中的热分解反应)在有机稳定剂的存在下进行，使得得到的银纳米粒子的表面被有机稳定剂(脂肪族胺或脂肪族羧酸等保护剂)包覆。另一方面，银纳米粒子制成在有机溶剂中含有该粒子的银涂料组合物(银油墨、银膏)。为了显现导电性，在涂布于基板上后的烧成时，需要除去包覆银纳米粒子的有机稳定剂而对银粒子进行烧结。若烧成的温度低，则有机稳定剂变得不易除去。若银粒子的烧结程度不充分，则无法得到低电阻值。即，存在于银纳米粒子表面的有机稳定剂虽然有助于银纳米粒子的稳定化，但另一方面会妨碍银纳米粒子的烧结(特别是低温烧成下的烧结)。若使用较长链(例如碳原子数8以上)的脂肪族胺化合物和/或脂肪族羧酸化合物作为有机稳定剂，则由于容易确保各个银纳米粒子彼此间的间隔，因此，容易使银纳米粒子稳定化。另一方面，长链的脂肪族胺化合物和/或脂肪族羧酸化合物若烧成的温度低，则不易除去。如上所述，银纳米粒子的稳定化和低温烧成下显现低电阻值处于折衷关系。在日本特开2008-214695号公报中，如上所述，作为脂肪族胺化合物，组合使用碳原子数18的油胺和碳原子数1～18的饱和脂肪族胺。然而，若使用油胺作为保护剂的主要成分，则会妨碍低温烧成下的银纳米粒子的烧结。另外，油胺和草酸银的络合物形成反应的反应速度不充分。在日本特开2010-265543号公报中，如上所述，作为脂肪族胺化合物，组合使用沸点100℃～250℃的中短链烷基胺(段落[0061])和沸点100℃～250℃的中短链烷基二胺(段落[0062])。通过该方法，因使用油胺作为保护剂的主要成分引起的上述问题得到改善。...

【技术保护点】
一种含有银纳米粒子的分散液的制造方法，其包含：将胺类与银化合物混合，生成含有所述银化合物及所述胺类的络合物；对所述络合物进行加热使其热分解而形成银纳米粒子；将该银纳米粒子分散于含有50～90重量％的醇类溶剂和10～50重量％的脂肪族烃类溶剂的分散溶剂中，所述胺类含有由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为6以上的脂肪族烃单胺(A)，并且还含有由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为5以下的脂肪族烃单胺(B)及由脂肪族烃基和2个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为8以下的脂肪族烃二胺(C)中的至少一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.24 JP 2013-2214201.一种含有银纳米粒子的分散液的制造方法，其包含：
将胺类与银化合物混合，生成含有所述银化合物及所述胺类的络合物；
对所述络合物进行加热使其热分解而形成银纳米粒子；
将该银纳米粒子分散于含有50～90重量％的醇类溶剂和10～50重量％的
脂肪族烃类溶剂的分散溶剂中，
所述胺类含有由脂肪族烃基和1个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总
数为6以上的脂肪族烃单胺(A)，并且还含有由脂肪族烃基和1个氨基构成
且该脂肪族烃基的碳原子总数为5以下的脂肪族烃单胺(B)及由脂肪族烃基
和2个氨基构成且该脂肪族烃基的碳原子总数为8以下的脂肪族烃二胺(C)
中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的含有银纳米粒子的分散液的制造方法，其中，
所述银化合物为草酸银。
3.根据权利要求1或2所述的含有银纳米粒子的分散液的制造方法，
其中，所述醇类溶剂选自直链状醇、支链状醇及含有环状结构的醇。
4.根据权利要求3所述的含有银纳米粒子的分散液的制造方法，其中，
所述含有环状结构的醇含有六元环结构。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的含有银纳米粒子的分散液的制造
方法，其中，所述脂肪族烃溶剂选自直链状烃、支链状烃及含有环状结构的
烃。
6.根据权利要求5所述的含有银纳米粒子的分散液的制造方法，其中，
所述含有环状结构的烃含有六元环结构。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的含有银纳米粒子的分散液的制造
方法，其中，所述脂肪族烃单胺(A)为碳原子数为6以上且12以下的烷基单
胺。
8.根据权利要求1～7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本和树，井口由纪，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本;JP