本發(fā)明涉及一種可印刷柔性導(dǎo)電漿料及其導(dǎo)電線路與制備方法。
背景技術(shù):
柔性導(dǎo)電線路除具備傳統(tǒng)導(dǎo)電線路的導(dǎo)電功能外,還具有機(jī)械柔性,可適應(yīng)拉伸、彎曲、卷繞、折疊、扭曲等各種機(jī)械形變,在柔性印刷電路、柔性顯示屏、柔性電子皮膚、可穿戴電子等新興領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。印刷技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電路圖案大面積、快速、高效制作的重要方法之一。集導(dǎo)電、柔性及可印刷性于一體的導(dǎo)電漿料及其導(dǎo)電線路是現(xiàn)代電子材料研究領(lǐng)域的前沿方向,受到人們的廣泛關(guān)注。
導(dǎo)電漿料的主要成分為導(dǎo)電填料與樹脂基體。導(dǎo)電填料有金、銀、銅、鎳等金屬材料,炭黑、石墨、碳納米管等碳系導(dǎo)電材料,以及表面鍍金屬的導(dǎo)電填料,如銅表面鍍銀、玻璃微珠表面鍍金屬與聚合物微球表面鍍金屬等。根據(jù)填料尺寸,又可分為球形、無(wú)規(guī)則顆粒、二維片狀及一維線形填料。導(dǎo)電填料的種類及形狀的不同,會(huì)對(duì)導(dǎo)電漿料的滲流閾值、導(dǎo)電性能、粘度等性能產(chǎn)生重要影響。樹脂基體則主要提供力學(xué)機(jī)械性能與粘結(jié)性能。傳統(tǒng)的導(dǎo)電漿料通常以銀微粉為填料,但銀的價(jià)格昂貴,且通常量通常需達(dá)75wt%以上才能獲得穩(wěn)定的高導(dǎo)電性能。為了降低導(dǎo)電填料在漿料中的滲流閾值,減少填料使用量進(jìn)而降低成本,專利CN 103400637 A利用微觀結(jié)構(gòu)為三維樹枝狀金屬晶結(jié)構(gòu)的樹枝銀銀代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銀微粉,與樹脂復(fù)合制得導(dǎo)電漿料。所用三維樹枝狀金屬晶結(jié)構(gòu)的直徑為0.5μm~50μm,二級(jí)枝狀結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為5nm~5μm。所制導(dǎo)電銀漿的電性能與傳統(tǒng)銀漿相當(dāng),銀的填充量卻顯著降低,有效降低了原料成本。但是該專利所用三維樹枝狀的金屬銀粉本身的制備難度大,技術(shù)門檻高,難以大量生產(chǎn)以滿足工業(yè)量化需求。
為了降低成本同時(shí)盡可能滿足導(dǎo)電性能要求,專利CN 101419851 A選用碳系導(dǎo)電材料如石墨粉、碳纖維、膨脹石墨、炭黑、焦炭、碳納米管或其組合物等作為填料制備復(fù)合導(dǎo)電材料,該方法使用熱壓或捏合成型,工藝較為復(fù)雜,所制導(dǎo)電復(fù)合材料最大電導(dǎo)率為150~200S/cm,仍然偏低。為了解決導(dǎo)電填料密度過(guò)大易沉降與金銀貴金屬成本較高的問(wèn)題,將金、銀等貴金屬沉積在低密度廉價(jià)材料表面,形成表面鍍金屬的核殼結(jié)構(gòu)導(dǎo)電填料,既可降低填料的密度又可降低填料的成本,與此同時(shí)還可很大程度上保留金銀等金屬的高電導(dǎo)率特性。專利CN 105225768 A利用鍍銀玻璃微珠與鍍銀玻璃纖維為導(dǎo)電填料,與稀釋的PDMS混合均勻并固化得到三明治結(jié)構(gòu)的柔性導(dǎo)電膜。該發(fā)明專利就是利用表面鍍金屬的材料為導(dǎo)電填料達(dá)到降低成本,同時(shí)提高電導(dǎo)率的目的,但是該三明治結(jié)構(gòu)的柔性導(dǎo)電膜無(wú)法作為導(dǎo)電漿料通過(guò)印刷方式制作柔性導(dǎo)電線路。
為了獲得能適應(yīng)機(jī)械變形的柔性導(dǎo)電漿料,發(fā)明專利CN 105702323 A以銀納米線為導(dǎo)電材料,與羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、聚氨酯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、溶劑、消泡劑、固化劑等復(fù)合制備具有優(yōu)異附著性和抗彎折性的柔性導(dǎo)電銀漿。但該發(fā)明所用銀納米線的價(jià)格遠(yuǎn)高于銀粉等常規(guī)導(dǎo)電填料,且在該體系中使用量高達(dá)30%~60%,將顯著增大該柔性導(dǎo)電銀漿的成本。與此同時(shí),該柔性導(dǎo)電銀漿中有機(jī)溶劑的使用,將限制其在某些基體材料上的使用,比如有機(jī)溶劑可能會(huì)溶解或腐蝕纖維紙基基體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,為了克服上述缺陷和問(wèn)題,本發(fā)明提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、無(wú)溶劑、可印刷、基體適用范圍廣、可低溫固化的柔性導(dǎo)電漿料及其印刷線路與制備方法。本發(fā)明選用輕質(zhì)聚合物微球?yàn)楹?,在其表面化學(xué)鍍銀,制備核殼結(jié)構(gòu)的低密度導(dǎo)電填料。通過(guò)與PDMS預(yù)聚物及其固化劑簡(jiǎn)單混合,便可制備柔性導(dǎo)電漿料,將該漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷、刮涂印刷、掩膜版印刷等印刷工藝可以印制薄膜、回形線路等各種圖案,再經(jīng)固化工藝,便可制得柔性導(dǎo)電線路。
本發(fā)明一個(gè)方面提供了一種可印刷柔性導(dǎo)電漿料,其特征在于,其由復(fù)合導(dǎo)電顆粒和聚有機(jī)硅氧烷制成;所述復(fù)合導(dǎo)電顆粒為非金屬內(nèi)核表面鍍有金屬表層的、直徑不高于20μm的顆粒;
優(yōu)選地,所述導(dǎo)電漿料中不含有機(jī)溶劑或無(wú)機(jī)溶劑;
更優(yōu)選地,有機(jī)溶劑選自丙酮、丁酮、乙醇、甲醇、異丙醇、苯、甲苯、苯乙烯、正己烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、乙二醇單甲醚、乙腈、吡啶等中的一種或多種;
無(wú)機(jī)溶劑選自水、液氨、硫酸、硝酸等中的一種或多種。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述復(fù)合導(dǎo)電顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%~85%。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述復(fù)合導(dǎo)電顆粒的非金屬內(nèi)核選自玻璃、陶瓷、惰性聚合物形成的微球;
更優(yōu)選地,所述微球選自聚苯乙烯微球(PS)、聚丙烯酸微球(PAA)、聚甲基丙烯酸甲酯微球(PMMA)、聚酚醛樹脂微球(PF)、聚二乙烯基苯微球(PDVB)或其共聚物微球中的一種或多種,其粒徑為200nm~10μm(200nm、400nm、600nm、800nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm);
更優(yōu)選地,所述非金屬內(nèi)核的密度為0.6-1.5g/cm3(優(yōu)選為0.8-1.2g/cm3,更優(yōu)選為0.9-1.1g/cm3,1.0g/cm3);
更優(yōu)選地,所述非金屬內(nèi)核表面金屬表層的含量占復(fù)合導(dǎo)電顆粒質(zhì)量的30%~80%。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述金屬表層中的金屬選自金、銀、銅、鎳、鋁、鎢、鐵、鈦、鈀、鉑中的一種或多種;
優(yōu)選地,所述金屬表層通過(guò)化學(xué)方法或物理方法鍍?cè)诜墙饘賰?nèi)核表面上;
更優(yōu)選地,所述金屬表面至少鍍有1層金屬;更優(yōu)選為1層或2層。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,聚有機(jī)硅氧烷由聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物及其固化劑制成;
優(yōu)選地,聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物與固化劑的質(zhì)量比為5:1~15:1;
更優(yōu)選地,所述聚有機(jī)硅氧烷選自聚二甲基硅氧烷、環(huán)甲基硅氧烷、氨基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚硅氧烷共聚物中的一種或多種;
更優(yōu)選地,所述聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物選自聚二甲基硅氧烷(PDMS);
更優(yōu)選地,所述固化劑選自小分子硅烷,優(yōu)選為帶硅羥基、硅烷氧基的小分子硅烷。
本發(fā)明另一個(gè)方面提供了一種可印刷柔性導(dǎo)電漿料組合物,其特征在于,其包括復(fù)合導(dǎo)電顆粒、聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物及其固化劑;
所述復(fù)合導(dǎo)電顆粒為非金屬內(nèi)核表面鍍有金屬表層的、直徑不高于20μm的顆粒;
優(yōu)選地,所述導(dǎo)電漿料中不含有機(jī)溶劑或無(wú)機(jī)溶劑;
更優(yōu)選地,有機(jī)溶劑選自丙酮、丁酮、乙醇、甲醇、異丙醇、苯、甲苯、苯乙烯、正己烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、乙二醇單甲醚、乙腈、吡啶等中的一種或多種;
無(wú)機(jī)溶劑選自水、液氨、硫酸、硝酸等中的一種或多種。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述復(fù)合導(dǎo)電顆粒占可印刷柔性導(dǎo)電漿料組合物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%~85%(優(yōu)選為40%-80%,更優(yōu)選為50%-65%)。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述復(fù)合導(dǎo)電顆粒的非金屬內(nèi)核選自玻璃、陶瓷、惰性聚合物形成的微球;
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述微球選自聚苯乙烯微球(PS)、聚丙烯酸微球(PAA)、聚甲基丙烯酸甲酯微球(PMMA)、聚酚醛樹脂微球(PF)、聚二乙烯基苯微球(PDVB)或其共聚物微球中的一種或多種,其粒徑為200nm~10μm;
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述非金屬內(nèi)核的密度為0.6-1.5g/cm3(優(yōu)選為0.8~1.2g/cm3,更優(yōu)選為0.9-1.1g/cm3,更優(yōu)選為1.0g/cm3);
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述非金屬內(nèi)核表面金屬表層的含量占復(fù)合導(dǎo)電顆粒質(zhì)量的30%~80%。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,所述金屬表層中的金屬選自金、銀、銅、鎳、鋁、鎢、鐵、鈦、鈀、鉑中的一種或多種;
優(yōu)選地,所述金屬表層通過(guò)化學(xué)方法或物理方法鍍?cè)诜墙饘賰?nèi)核表面上;
優(yōu)選地,至少鍍有1層所述金屬表面;更優(yōu)選為1層或2層。
在本發(fā)明具體實(shí)施方案中,聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物與固化劑的質(zhì)量比為5:1~15:1;
更優(yōu)選地,所述聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物選自聚二甲基硅氧烷(PDMS);
更優(yōu)選地,所述固化劑選自小分子硅烷,優(yōu)選為帶硅羥基、硅烷氧基的小分子硅烷。
本發(fā)明所用的復(fù)合導(dǎo)電顆粒的粒徑為1~11μm。
本發(fā)明另一個(gè)方面提供了一種可印刷柔性導(dǎo)電漿料或其組合物的制備方法,其制備步驟包括:
(1)合成復(fù)合導(dǎo)電顆粒
以非金屬內(nèi)核為基體,在其表面鍍金屬表層;
(2)制備鍍銀導(dǎo)電顆粒與聚有機(jī)硅氧烷的混合漿料
稱取聚有機(jī)硅氧烷預(yù)聚物及其固化劑以及步驟1)所得的復(fù)合導(dǎo)電顆粒;
可選地,將步驟2)稱取得到的各成分機(jī)械攪拌混合或高速旋轉(zhuǎn)混合形成均勻。
優(yōu)選地,在非金屬內(nèi)核上鍍金屬表面的步驟通過(guò)以下方式制得:
i)粗化
以強(qiáng)酸在非金屬內(nèi)核上進(jìn)行粗化處理;
ii)敏化
以氯化亞錫水溶液中對(duì)步驟i)所得得非金屬內(nèi)核上進(jìn)行敏化處理;室溫下敏化處理30min~3h;
iii)化學(xué)鍍
配制銀氨溶液,并將步驟ii)所得敏化后的非金屬內(nèi)核加入到銀氨溶液中,隨后加入還原試劑,反應(yīng)完全得到復(fù)合導(dǎo)電顆粒。
本發(fā)明再一個(gè)方面提供了一種柔性導(dǎo)電介質(zhì),其由前述的導(dǎo)電漿料通過(guò)在基板上印刷所得;
優(yōu)選地,所述印刷選自絲網(wǎng)印刷、刮涂印刷、掩膜版印刷。
本發(fā)明再一個(gè)方面提供了一種柔性導(dǎo)電線路板,其特征在于,基板上印刷有前述的柔性導(dǎo)電介質(zhì),
優(yōu)選地,所述基板選自硬質(zhì)材料板材、柔性可撓材料板材或彈性材料板材;
更優(yōu)選地,硬質(zhì)材料板材選自硅片、玻璃片、金屬板、塑料板、木板;
柔性可撓材料板材選自塑料薄膜、紙張、天然纖維或合成纖維的織物等;
彈性材料板材選自硅橡膠薄膜、聚氨酯薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚丁二烯薄膜、苯乙烯系熱塑性薄膜。
本發(fā)明所述的基板能夠進(jìn)行機(jī)械變形,具體包括柔性、硬性彎折、扭轉(zhuǎn)、拉伸。
本發(fā)明再一個(gè)方面提供了一種柔性導(dǎo)電線路板的制備方法,其包括以下步驟:
將本發(fā)明的可印刷柔性導(dǎo)電漿料通過(guò)印刷技術(shù)圖案化,并固化成型制得柔性導(dǎo)電線路板;
優(yōu)選地,固化成型的條件為20~150℃下固化10min~24h。
在具體實(shí)施方案中,本發(fā)明提供的可印刷柔性導(dǎo)電漿料及其導(dǎo)電線路,其包括(1)鍍銀導(dǎo)電顆粒;(2)PDMS柔性聚合物。鍍銀導(dǎo)電顆粒所占質(zhì)量百分比為40%-85%。
優(yōu)選的,所述鍍銀導(dǎo)電顆粒為以聚合物微球?yàn)楹?,表面鍍銀的核殼結(jié)構(gòu)導(dǎo)電顆粒,表面銀含量占鍍銀導(dǎo)電顆粒質(zhì)量的30%~80%。
優(yōu)選的,所述聚合物微球?yàn)榫郾揭蚁?、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚二乙烯基苯或其共聚物中的一種或多種,其粒徑為200nm~10μm。
優(yōu)選的,所述PDMS柔性聚合物包括PDMS預(yù)聚物及其固化劑,二者質(zhì)量比為10:1,固化溫度為室溫~150℃,固化時(shí)間24h~10min。
另外,本發(fā)明還提供了一種可印刷柔性導(dǎo)電漿料及其導(dǎo)電線路的制備方法,包括下述步驟:
(1)合成鍍銀導(dǎo)電顆粒
以聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸(PAA)、聚酚醛樹脂(PF)、聚二乙烯基苯(PDVB)或其共聚物微球等低密度(約為1.0g/cm3)球形聚合物顆粒為基體,通過(guò)化學(xué)鍍方法在其表面沉積銀顆粒,制備得到表面鍍銀的導(dǎo)電顆粒。
(2)制備鍍銀導(dǎo)電顆粒與PDMS柔性聚合物的混合漿料
將鍍銀導(dǎo)電顆粒直接加入PDMS預(yù)聚物及其固化劑的混合物中,機(jī)械攪拌混合或高速旋轉(zhuǎn)混合形成均勻的混合漿料。
(3)將混合漿料通過(guò)印刷技術(shù)圖案化,并固化成型制得柔性導(dǎo)電線路。
將步驟(2)所制備的混合漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷、刮涂印刷、掩膜版印刷等印刷技術(shù)在基板上印刷成設(shè)定的圖案,室溫~150℃下固化24h~10min得到導(dǎo)電線路圖案?;蹇梢詾楣杵?、玻璃片、金屬板等硬質(zhì)材料,也可以是塑料薄膜、紙張、纖維織物等柔性可撓材料,還可以是硅橡膠薄膜、聚氨酯薄膜等高彈性材料。
本發(fā)明采用了聚合物微球作為復(fù)合導(dǎo)電顆粒的球心,一方面僅以顆粒表面進(jìn)行金屬鍍膜,降低了導(dǎo)電顆粒的成本;另一方面聚合物微球的密度比金屬鍍層的密度低,從而減輕了填料的密度,減緩了填料在PDMS中的沉降傾向;再者球形結(jié)構(gòu)的填料有利于降低PDMS混合漿料的粘性,從而增加印刷效果,同時(shí)由于復(fù)合導(dǎo)電顆粒的均勻分散也相應(yīng)地降低了復(fù)合導(dǎo)電顆粒的用量,并且增加了導(dǎo)電效率。
本發(fā)明提供的可印刷柔性導(dǎo)電漿料及其導(dǎo)電線路與制備方法,其優(yōu)點(diǎn)如下:
1、本發(fā)明使用聚合物微球?yàn)殄冦y導(dǎo)電顆粒的核,所制鍍銀導(dǎo)電顆粒具有密度低,不易在PDMS柔性聚合物溶液中沉積的特點(diǎn),同時(shí)具有較高的電導(dǎo)率,所制柔性導(dǎo)電漿料結(jié)構(gòu)均勻、性能穩(wěn)定、導(dǎo)電性良好;
2、本發(fā)明使用球形聚合物為鍍銀導(dǎo)電顆粒的核,其粒徑容易調(diào)控,優(yōu)選的200nm~10μm尺寸大小適度,所制漿料粘度適中,可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化柔性導(dǎo)電線路的大面積印刷制作;
3、本發(fā)明的導(dǎo)電漿料沒(méi)有使用任何溶劑,有利于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電漿料在不耐有機(jī)溶劑或吸濕性強(qiáng)基體材料上印刷;
4、本發(fā)明的印刷導(dǎo)電線路表現(xiàn)出良好的可拉伸性與柔性,可承受大幅度形變,如拉伸、彎曲、折疊、卷繞與扭曲等。
5、本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行,成本低廉。
附圖說(shuō)明
圖1為鍍銀導(dǎo)電顆粒SEM圖。
圖2為鍍銀導(dǎo)電顆粒SEM局部放大圖。
圖3為印刷在紙上的導(dǎo)電線路截面SEM。
圖4為印刷在PI薄膜上的導(dǎo)電線路截面SEM圖。
圖5為印刷在硅片上導(dǎo)電線路的導(dǎo)電性能演示圖。
圖6為印刷在PI薄膜上導(dǎo)電線路在彎曲狀態(tài)下的導(dǎo)電性能演示圖。
圖7為印刷在常規(guī)A4紙上導(dǎo)電線路在折疊狀態(tài)下的導(dǎo)電性能演示圖。
圖8為印刷在無(wú)塵布上導(dǎo)電線路在卷繞狀態(tài)下的導(dǎo)電性能演示圖。
圖9為鍍銀導(dǎo)電顆粒的粒徑分布圖。
圖10為本發(fā)明可印刷柔性導(dǎo)電漿料的粘度測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
(1)合成復(fù)合導(dǎo)電顆粒
以平均粒徑約為5.5μm的聚苯乙烯微球?yàn)楹耍ㄟ^(guò)化學(xué)鍍工藝在其表面鍍銀,得到鍍銀導(dǎo)電顆粒(如圖1與圖2所示)。鍍銀導(dǎo)電顆粒的制備步驟如下:i)粗化:將1克苯乙烯微球粉末加入燒杯中,往燒杯中加入20毫升濃度為98%的濃硫酸,將燒杯置于超聲裝置中超聲使聚苯乙烯粉末在濃硫酸中分散均勻,隨后將燒杯轉(zhuǎn)移至50℃的水浴鍋中,在磁力攪拌下反應(yīng)4h,用去離子水洗滌干凈后配成200mL 5mg/mL的水分散液;ⅱ)敏化:將200mL 5mg/mL粗化聚苯乙烯微球水分散液加入到200mL 10mg/mL的氯化亞錫溶液中,30℃攪拌混合1h使聚苯乙烯微球充分敏化,用去離子水洗滌干凈后配成200mL 5mg/mL的水分散液;ⅲ)化學(xué)鍍:將200mL 5mg/mL錫化聚苯乙烯微球水分散液加入到新鮮配制的200mL 15mg/mL銀氨溶液與200mL 20mg/mL酒石酸鉀鈉溶液的混合溶液中,30℃下攪拌反應(yīng)2h,用去離子水洗滌干凈,干燥后得到鍍銀聚苯乙烯導(dǎo)電顆粒。
(2)制備鍍銀導(dǎo)電顆粒與PDMS柔性聚合物的混合漿料
將鍍銀聚苯乙烯導(dǎo)電顆粒加入到PDMS預(yù)聚物及其固化劑的混合物中(導(dǎo)電顆粒質(zhì)量與PDMS質(zhì)量比為3:2),室溫下高速旋轉(zhuǎn)混合均勻后抽真空脫氣泡30min,制得柔性導(dǎo)電漿料。將上述漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)分別印制在硅片、聚亞酰胺(PI)薄膜、A4紙、無(wú)塵布等不同材質(zhì)的基底上,并于120℃下加熱30min將印刷漿料固化成型,即制得柔性導(dǎo)電線路。
印刷導(dǎo)電線路的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)如圖3與圖4所示,可看到鍍銀導(dǎo)電微球在PDMS基體中均勻分散。圖3還可看出印刷線路具有高的分辨率,線寬與線距分別約為100μm。經(jīng)測(cè)試與計(jì)算,所制導(dǎo)電線路的電導(dǎo)率為3.85×104S/m。為了直觀演示該印刷導(dǎo)電線路的導(dǎo)電性與柔性,將印刷線路與外電路及LED燈泡連接,在不同機(jī)械形變下該材料都能點(diǎn)亮LED燈泡,如圖5~8所示。
實(shí)施例2:
(1)合成復(fù)合導(dǎo)電顆粒
以平均粒徑約為1μm的聚苯乙烯微球?yàn)楹?,通過(guò)化學(xué)鍍工藝在其表面鍍銀,得到鍍銀導(dǎo)電顆粒。
(2)制備鍍銀導(dǎo)電顆粒與PDMS柔性聚合物的混合漿料
將鍍銀聚苯乙烯導(dǎo)電顆粒加入到PDMS預(yù)聚物及其固化劑的混合物中(導(dǎo)電顆粒質(zhì)量與PDMS質(zhì)量比為7:3),室溫下高速旋轉(zhuǎn)混合均勻后抽真空脫氣泡30min,制得柔性導(dǎo)電漿料。將上述漿料通過(guò)金屬掩膜版刮涂技術(shù)分別印制在玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、A4紙等不同材質(zhì)的基底上,并于80℃下加熱4h將印刷漿料固化成型,即制得柔性導(dǎo)電線路。經(jīng)測(cè)試與計(jì)算,所制導(dǎo)電線路的電導(dǎo)率為4.7×104S/m。
實(shí)施例3:
(1)合成復(fù)合導(dǎo)電顆粒
以平均粒徑約為1μm的聚苯乙烯微球?yàn)楹?,通過(guò)化學(xué)鍍工藝在其表面鍍銀,得到鍍銀導(dǎo)電顆粒。
(2)制備鍍銀導(dǎo)電顆粒與PDMS柔性聚合物的混合漿料
將鍍銀聚苯乙烯導(dǎo)電顆粒加入到PDMS預(yù)聚物及其固化劑的混合物中(導(dǎo)電顆粒質(zhì)量與PDMS質(zhì)量比為1:1),室溫下機(jī)械攪拌混合均勻后抽真空脫氣泡30min,制得柔性導(dǎo)電漿料。將上述漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)分別印制在玻璃、不銹鋼片、塑料、橡膠、A4紙等不同材質(zhì)的基底上,并于室溫下放置24h將印刷漿料固化成型,即制得柔性導(dǎo)電線路。經(jīng)測(cè)試與計(jì)算,所制導(dǎo)電線路的電導(dǎo)率為9.2×103S/m。
實(shí)施例4粘度測(cè)試
以聚苯乙烯微球?yàn)楹?,通過(guò)化學(xué)鍍工藝在其表面鍍銀,得到鍍銀導(dǎo)電顆粒。采用激光粒度分析儀(馬爾文,Mastersizer 3000)測(cè)試所制鍍銀導(dǎo)電顆粒的粒徑及其分布,結(jié)果如圖9所示,其粒徑范圍約為1~11μm,平均粒徑約5.7μm。將鍍銀導(dǎo)電顆粒與PDMS預(yù)聚物及其固化劑按不同比例混合均勻,得到柔性導(dǎo)電漿料。該導(dǎo)電漿料的粘度采用旋轉(zhuǎn)流變儀(奧地利安東帕,MCR302)進(jìn)行測(cè)試,旋轉(zhuǎn)平行板直徑為25mm,平行板與測(cè)試盤的空隙距離為106μm,剪切速率測(cè)試區(qū)間為1~100s-1。未添加鍍銀導(dǎo)電顆粒時(shí),PDMS粘度為3.18Pa·s;鍍銀導(dǎo)電顆粒添加量為30wt%時(shí),混合漿料粘度為3.83Pa·s;隨著鍍銀導(dǎo)電顆粒添加量逐漸增加至40wt%、50wt%、55wt%及60wt%,混合漿料粘度分別增加至5.06、6.41、8.33與9.14Pa·s,且上述漿料粘度不隨剪切速率增大發(fā)生明顯改變。鍍銀填料添加量進(jìn)一步增加至65wt%、70wt%與75wt%時(shí),漿料的初始粘度(剪切速率為1s-1時(shí))顯著上升至35.7、107與1090Pa·s,且其粘度隨剪切速率的增大逐漸降低至9.42、10.03與10.69Pa·s(剪切速率為100s-1時(shí))。從實(shí)際印刷的結(jié)果看,當(dāng)鍍銀顆粒添加量少于50wt%時(shí),漿料粘度過(guò)低,容易導(dǎo)致印刷線路橫向擴(kuò)散;當(dāng)鍍銀顆粒添加量高于65wt%時(shí),漿料粘度過(guò)高,難以通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝得到精細(xì)印刷線路,但可以通過(guò)掩膜版刮涂等方式印刷制作導(dǎo)電線路。鍍銀顆粒含量在50wt%~65wt%時(shí),漿料粘度比較適中,既適合絲網(wǎng)印刷工藝也適用于刮涂印刷等工藝,可容易獲得高分辨的印刷導(dǎo)電線路。
雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。