利用相转移还原法的金属纳米粒子的制造方法及包含由此制造的金属纳米粒子的金属油墨的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及利用相转移还原法的金属纳米粒子的制造方法及包含由该制造方法 制造的金属纳米粒子的金属油墨。更详细而言，涉及利用根据有机相的多种金属前体与封 端物质借助配位键而形成的中间体与存在于水相的还原剂之间的分配平衡来调节还原反 应的相转移还原法来制造金属纳米粒子的方法及包含由该方法制造的金属纳米粒子的金 属油墨。
【背景技术】
[0002] 金属油墨用于导电性油墨、电磁波屏蔽剂、反射膜形成材料、抗菌剂等多种制品， 特别是导电性油墨，由于近年来在电气电子部件电路中铅使用的限制以及低电阻金属配 线、印刷电路基板（PCB)、软性电路基板（FPC)、无线射频识别（RFID)标签（tag)用天线、电 磁波屏蔽及等离子体显示器（PDP)、液晶显示器（TFT-IXD)、有机发光二极管（OLED)、弹性 显示器和有机薄膜晶体管（OTFT)等新领域中需要金属图案或简单形成电极时有用，因此 对其关注逐渐增加，此外，随着电子制品的多功能化和超薄化趋势，其所使用的金属离子的 大小也正渐渐趋于微细化。
[0003] 通常，就金属油墨而言，通过将金属前体油墨化、或将金属纳米粒子油墨化来制造 各种金属油墨。
[0004] 上述金属油墨中使用的金属纳米粒子一直是通过在单相中进行还原反应来制造 的。然而，在单相中进行还原反应的情况下，虽然能够调节粒度，但是难以精确调节反应条 件，分离/精制工序繁琐，因此容易残留反应副产物，从而在制成金属油墨时对物性产生影 响，制造过程变得复杂，并且收率也降低。
[0005] 由此，本发明人合成了多种结构的金属前体，并通过还原反应合成了金属纳米粒 子，所述还原反应利用根据制造的前体与封端物质借助配位键而生成的中间体与存在于水 相的还原剂的分配平衡而使反应物质在有机相和水相中进行分配的相转移现象。此时，可 以根据导入的金属前体的种类和封端物质来控制金属纳米粒子的粒度，此外，在使用这样 调节粒度而得的金属纳米粒子来制造的金属油墨的情况下，能够调节低温至高温的烧成温 度，能够制造具有优异的电性能的金属油墨。
【发明内容】
[0006] 技术课题
[0007] 本发明所要解决的课题是，提供如下制造金属纳米粒子的方法：合成多种结构的 金属前体，并通过还原反应合成金属纳米粒子，所述还原反应利用根据制造的前体与封端 物质借助配位键而生成的中间体与存在于水相的还原剂的分配平衡而使反应物质在有机 相和水相中进行分配的相转移现象，此时，根据所使用的前体和封端物质，所述金属纳米粒 子具有多种粒度。
[0008] 本发明所要解决的另一课题是，提供一种金属油墨，其使用根据利用前述相转移 还原法制造的封端物质而具有多种粒度的金属纳米粒子，从而在具有多种烧成温度的同 时，改善电物性。
[0009] 解决课题的方法
[0010] 为了解决上述课题，本发明提供一种金属纳米粒子的制造方法，其包括：将金属前 体和封端剂溶解于有机相的步骤；将还原剂溶解于水相的步骤；将上述有机相和上述水相 混合来形成沉淀物的步骤；将上述沉淀物进行分离的步骤；和将上述分离后的沉淀物进行 干燥的步骤。
[0011] 本发明可以进一步包括将分离后的沉淀物进行精制的步骤。
[0012] 在本发明所提及的金属纳米粒子的制造方法中，上述金属前体优选为由多种脂肪 酸制造的下述结构的金属前体：
[0013] 化学式1
[0014]
【主权项】
1. 一种金属纳米粒子的制造方法，其包括： 将金属前体和封端剂溶解于有机相的步骤； 将还原剂溶解于水相的步骤； 将所述有机相和所述水相混合来形成沉淀物的步骤； 将所述沉淀物进行分离的步骤；和 将所述分离后的沉淀物进行干燥的步骤。
2. 根据权利要求1所述的金属纳米粒子的制造方法，所述金属前体为下述结构的金属 前体： 化学式1
其中，X为氢、碳原子数1至6的烷基或卤素，M选自由Ag、PcU Rh、Cu、Pt、Ni、Fe、Ru、 Os、Mn、Cr、Mo、Au、W、Co、Ir、Zn 和 Cd 组成的组，n 为 O 至 23 的整数。
3. 根据权利要求1所述的金属纳米粒子的制造方法，所述封端剂为烷基主链的长度为 4至20的烷基胺。
4. 根据权利要求3所述的金属纳米粒子的制造方法，将在烷基主链的各个位置用C、H 或〇进行了取代的烷基胺作为封端剂。
5. 根据权利要求1所述的金属纳米粒子的制造方法，所述还原剂为选自由柠檬酸三 钠、NaBH4、苯肼· HC1、苯肼、抗坏血酸和肼组成的组中的一种以上。
6. 根据权利要求1所述的金属纳米粒子的制造方法，以金属前体的1至10倍的摩尔浓 度使用所述封端剂，以金属前体的2至1/4倍的摩尔浓度使用所述还原剂。
7. 根据权利要求1所述的金属纳米粒子的制造方法，在所述有机相与所述水相的混合 中，以lml/sec至1000ml/h的速度向所述有机相滴加所述水相。
8. 根据权利要求1所述的金属纳米粒子的制造方法，根据所述金属前体的烷基主链的 长度或其取代基的长度、或者封端剂的烷基链的长度来控制金属纳米粒子的平均粒度。
9. 一种金属油墨，其包含由权利要求1~8中任一项所述的方法来制造的金属纳米粒 子。
【专利摘要】本发明涉及利用根据有机相的多种金属前体与封端物质借助配位键而形成的中间体与存在于水相的还原剂之间的分配平衡来调节还原反应的相转移还原法的金属纳米粒子制造方法及由金属纳米粒子制造的金属油墨，根据本发明的方法包括金属纳米粒子的制造步骤，所述金属纳米粒子的制造步骤包括：将金属前体和封端剂溶解于有机相的步骤；将还原剂溶解于水相的步骤；将上述有机相和上述水相混合来形成沉淀物的步骤；将上述沉淀物进行分离的步骤；和将上述分离后的沉淀物进行干燥的步骤，对于通过该方法得到的金属纳米粒子，根据前体的种类和用作封端剂的胺的烷基链的长度可以制造具有多种粒度的金属纳米粒子，不仅如此，基于反应中生成的金属纳米粒子的密度差而使纳米粒子从有机层向水层沉淀，在水层中发生使纳米粒子生长停止的自淬灭反应，从而容易进行粒度调节。
【IPC分类】C01G5-00, B22F9-24, B82B3-00, C09D11-00
【公开号】CN104736276
【申请号】CN201380054932
【发明人】金成淳, 柳义炫, 朴灿爀, 金美英, 连卿烈
【申请人】三星精密化学株式会社
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年5月9日
【公告号】US20150217374, WO2014030826A1