Producción de revestimientos de superficie conductivos con dispersión con nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática.

Procedimiento para la producción de revestimientos de superficie conductivos, caracterizado por que se aplica una dispersión que contiene

* al menos un dispersante líquido y

* nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática

,

presentando las nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática un potencial zeta en el intervalo de -20 a -55 mV en el anterior dispersante con un valor de pH en el intervalo de 2 a 10,

sobre una superficie y la superficie y/o la dispersión situada sobre la misma se lleva al menos a una temperatura en el intervalo de 50 ºC por debajo del punto de ebullición del dispersante a 150 ºC por encima del punto de ebullición del dispersante de la dispersión.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10002605.

Solicitante: Clariant International AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Rothausstrasse 61 4132 Muttenz SUIZA.

Inventor/es: RUDHARDT,DANIEL, EIDEN,STEFANIE, STORCH,DIRK, SCHAEDLICH,ELSA KAROLINE DR, SOMMERFELD,SVEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Conductores o cuerpos conductores caracterizados... > H01B1/22 (el material conductor contiene metales o aleaciones)

PDF original: ES-2495390_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Producción de revestimientos de superficie conductivos con dispersión con nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de revestimientos de superficie conductivos con dispersión con nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática.

Xia et al. describen en Adv. Mater., 2003, 15, Nº 9, 695 -699 la preparación de dispersiones acuosas estables de nanopartículas de plata con poli (vinil-pirrolidona) (PVP) y citrato sódico como estabilizantes. Xia obtiene así dispersiones monodispersas con nanopartículas de plata con tamaños de partícula por debajo de 10 nm y una distribución estrecha de tamaño de partícula. A este respecto, el uso de PVP como estabilizante polimérico conduce a la estabilización estérica de las nanopartículas contra agregación. Sin embargo, tales estabilizantes de dispersión poliméricos estéricos tienen la desventaja de que en los revestimientos conductivos obtenidos debido al recubrimiento superficial de las partículas de plata reducen el contacto directo de las partículas entre sí y, por tanto, la conductividad del revestimiento. Según Xia no se consigue obtener tales dispersiones monodispersas estables sin el empleo de PVP.

El documento US 2009/104437 A1 describe la reducción de nitrato de plata con borohidruro sódico en presencia de citrato sódico así como la producción de revestimientos de superficie con una solución obtenida de este modo.

El documento WO 03/038002 A1 describe una composición para impresora de chorro de tinta, obtenida mediante la reducción de nitrato de plata con borohidruro sódico o citrato. La tinta de impresora de chorro de tinta se usa para la producción de revestimientos de superficie.

El documento EP 1 493 780 A1 describe la producción de revestimientos de superficie conductivos con una composición conductiva líquida de un aglutinante y partículas de plata, pudiendo ser las partículas de plata que contienen plata que se han mencionado anteriormente partículas de óxido de plata, partículas de carbonato de plata o partículas de acetato de plata que pueden presentar, respectivamente, un tamaño de 10 nm a 10 ï?­m. El aglutinante es un compuesto de fenol polivalente o una de distintas resinas, es decir, en cualquier caso un componente polimérico. De acuerdo con el documento EP 1 493 780 A1, a partir de esta composición después de la aplicación sobre una superficie con calentamiento se obtiene una capa conductiva, habiéndose de realizar el calentamiento preferentemente a temperaturas de 140 º C a 200 º C. Las composiciones conductivas descritas de acuerdo con el documento EP 1 493 780 A1 son dispersiones en un dispersante, seleccionado de alcoholes tales 35 como metanol, etanol y propanol, isoforonas, terpineoles, monobutiléteres de trietilenglicol y acetato de monobutiléter de etilenglicol. En este caso, en el documento EP 1 493 780 A1 se vuelve a señalar que las partículas que contienen plata en el dispersante se han de proteger, preferentemente, mediante adición de estabilizantes de dispersión tales como hidroxipropilcelulosa, polivinilpirrolidona o alcohol polivinílico frente a una agregación. También estos estabilizantes de dispersión son componentes poliméricos. Según esto, las partículas que contienen plata se estabilizan en el dispersante siempre estéricamente por los estabilizantes de dispersión que se han mencionado anteriormente o el aglutinante como estabilizante de dispersión contra una agregación. Tales estabilizantes de dispersión poliméricos de efecto estérico tienen, tal como ya se ha mencionado anteriormente, sin embargo, la desventaja de que en los revestimientos conductivos obtenidos debido al recubrimiento superficial de las partículas de plata reducen el contacto directo de las partículas entre sí y, por tanto, la conductividad del 45 revestimiento. Los disolventes orgánicos empleados en el documento 1 493 780 A1 como dispersantes ciertamente aceleran el tiempo de secado o reducen las temperaturas de secado de los revestimientos aplicados con los mismos, de tal manera que con ello se pueden revestir también superficies de plástico sensibles a temperatura, sin embargo, tales dispersantes orgánicos comienzan a disolver la superficie de sustratos de plástico o pueden difundir al interior de los mismos, lo que puede conducir al hinchamiento o al daño de la superficie del sustrato y las capas posiblemente subyacentes.

Por consiguiente, continuaba existiendo una necesidad de un procedimiento para el revestimiento de superficies con revestimientos conductivos con empleo de dispersiones que contienen nanopartículas de plata, en el que ciertamente se pudiesen emplear tiempos cortos de secado y sinterización y/o reducidas temperaturas de secado y 55 sinterización, de tal manera que se pudiesen revestir incluso superficies de plástico sensibles a temperatura, pero en el que no se hubiese de temer ningún daño de tales superficies debido al dispersante usado, habiéndose de evitar también en este procedimiento una agregación prematura y, por tanto, floculación las nanopartículas de plata en las dispersiones empleadas debido a una estabilización adecuada.

Partiendo del estado de la técnica, por tanto, el objetivo consistía en hallar un procedimiento de este tipo. La vinculación desventajosa que se ha mencionado anteriormente de estabilización mejorada contra agregación con la reducción de la conductividad de los revestimientos de superficie producidos a partir de las dispersiones a este respecto se había de evitar. En formas de realización preferentes, además, la posibilidad de la aplicación de este procedimiento para el revestimiento de superficies de plástico por cortos tiempos de secado y sinterización y/o 65 reducidas temperaturas de secado y sinterización no debía conllevar el riesgo del daño de las superficies.

Sorprendentemente, se halló que un procedimiento para la producción de revestimientos de superficie conductivos, en el que se aplica una dispersión que contiene al menos un dispersante líquido y nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática, presentando las nanopartículas de plata un potencial zeta en el intervalo de -20 a -55 mV en el anterior dispersante con un valor de pH en el intervalo de 2 a 10, sobre una superficie y la superficie y/o la dispersión situada sobre la misma se lleva al menos a una temperatura en el intervalo de 50 º C por debajo del punto de ebullición del dispersante a 150 º C por encima del punto de ebullición del dispersante de la dispersión, resuelve el objetivo que se ha mencionado anteriormente.

A este respecto, el procedimiento de acuerdo con la invención no necesita estabilizantes de dispersión estéricos, dado el caso poliméricos, y existe la posibilidad de evitar, con el uso de sustratos de plástico, elevadas temperaturas de secado y sinterización a las que se puede dañar el sustrato a revestir.

Por consiguiente, el objeto de la presente invención es un procedimiento para la producción de revestimientos de superficie conductivos, caracterizado por que se aplica una dispersión que contiene

â?¢ al menos un dispersante líquido y

â?¢ nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática,

presentando las nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática un potencial zeta en el intervalo de -20 a -55 mV en el anterior dispersante con un valor de pH en el intervalo de 2 a 10, sobre una superficie y la superficie y/o la dispersión situada sobre la misma se lleva al menos a una temperatura en el intervalo de 50 º C por debajo del punto de ebullición del dispersante a 150 º C por encima del punto de ebullición del dispersante de la dispersión.

En el caso del o de los dispersantes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de revestimientos de superficie conductivos, caracterizado por que se aplica una dispersión que contiene 5

â?¢ al menos un dispersante líquido y

â?¢ nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática,

presentando las nanopartículas de plata estabilizadas de forma electrostática un potencial zeta en el intervalo de -20

a -55 mV en el anterior dispersante con un valor de pH en el intervalo de 2 a 10, sobre una superficie y la superficie y/o la dispersión situada sobre la misma se lleva al menos a una temperatura en el intervalo de 50 º C por debajo del punto de ebullición del dispersante a 150 º C por encima del punto de ebullición del dispersante de la dispersión.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la superficie y/o la dispersión situada sobre la misma se lleva al menos a una temperatura en el intervalo de 20 º C por debajo del punto de ebullición del dispersante a 100 º C por encima del punto de ebullición del dispersante de la dispersión con la presión existente.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la superficie y/o la dispersión situada sobre la misma se lleva durante un intervalo de tiempo de 10 s a 2 h, preferentemente de 30 s a 60 min a la temperatura o las temperaturas mencionadas.

4. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que las nanopartículas de plata de la dispersión presentan un potencial zeta en el intervalo de -25 a -50 mV en el anterior 25 dispersante con estabilizante de dispersión electrostático con un valor de pH en el intervalo de 4 a 10.

5. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que en el caso del dispersante se trata de agua o de una mezcla de agua con alcoholes con hasta cuatro átomos de carbono, aldehídos con hasta cuatro átomos de carbono y/o cetonas con hasta cuatro átomos de carbono.

6. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las nanopartículas de plata se han estabilizado de forma electrostática mediante empleo de al menos un estabilizante de dispersión electrostático seleccionado del grupo de los ácidos carboxílicos con hasta cinco átomos de carbono, sales de un ácido carboxílico de este tipo o sulfatos o fosfatos.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que en el caso del estabilizante de dispersión electrostático se trata de al menos un ácido di-o tri-carboxílico con hasta cinco átomos de carbono o su sal.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que en el caso del estabilizante de dispersión electrostático se trata de ácido cítrico o citrato.

9. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que en el caso de la dispersión se trata de una tinta. 45

10. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el revestimiento de superficie conductivo presenta una conductividad específica de 102 a 3 x 107 S/m.

11. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el 50 revestimiento de superficie conductivo presenta un espesor de película seca de 50 nm a 5 ï?­m.

12. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que en el caso de la superficie se trata de la superficie de un sustrato de plástico, preferentemente de una lámina de plástico o de un compuesto multicapa.