本公開(kāi)實(shí)施例涉及低溫固化型導(dǎo)電漿料,具體而言,涉及一種金屬柵線的電沉積方法以及金屬柵線。
背景技術(shù):
1、用于柔性印刷場(chǎng)景下的導(dǎo)電銀漿的主要成分可以包括導(dǎo)電銀粉、有機(jī)載體(例如有機(jī)聚合物粘結(jié)相和有機(jī)溶劑)以及有機(jī)添加劑;因此,功能填料的導(dǎo)通性、粘結(jié)相的適配性、有機(jī)載體的結(jié)合強(qiáng)度、有機(jī)溶劑的揮發(fā)速度及漿料的固化工藝等都會(huì)影響最終漿料的電學(xué)和力學(xué)性能。
2、當(dāng)前,低溫固化銀漿的產(chǎn)品基本可以滿足常規(guī)電子產(chǎn)品需求;但是,針對(duì)高穩(wěn)定性的柔性傳感器用的高品質(zhì)導(dǎo)電銀漿的技術(shù)壁壘仍未突破;其中,該技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在高機(jī)械變形和長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)應(yīng)變所導(dǎo)致的低溫固化導(dǎo)電層失效和界面失配問(wèn)題引發(fā)的電氣連接不穩(wěn)定。
3、需要說(shuō)明的是,在上述背景技術(shù)部分發(fā)明的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解,因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開(kāi)的目的在于提供一種金屬柵線的電沉積方法以及金屬柵線,進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的附著力和高耐彎折性差的問(wèn)題。
2、根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面,提供一種導(dǎo)電銀漿,所述導(dǎo)電銀漿包括如下組分:多維微納導(dǎo)電銀粉、表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒、多體系有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相、封閉型固化劑、混合有機(jī)溶劑以及各類添加助劑;其中,各組分的質(zhì)量份為:
3、所述多維微納導(dǎo)電銀粉的質(zhì)量份為60-90份;
4、所述表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒的質(zhì)量份為5-10份;
5、所述多體系有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相的質(zhì)量份為0.1-10份;
6、所述封閉型固化劑的質(zhì)量份為0.1-5份;
7、所述混合有機(jī)溶劑的質(zhì)量份為5-20份;
8、所述各類添加助劑的質(zhì)量份為0.1-10份。
9、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述多維微納導(dǎo)電銀粉中包括多種不同維度、不同形態(tài)以及不同粒徑的銀粉;
10、所述多種不同維度、不同形態(tài)以及不同粒徑的銀粉包括銀納米線、片狀銀粉以及球狀銀粉中的多種;
11、所述銀納米線的長(zhǎng)度為20-60μm,所述銀納米線的直徑為10-30nm;
12、所述片狀銀粉的粒徑為2.0-7.0μm;所述球狀銀粉的粒徑為5-300nm;
13、在所述多維微納導(dǎo)電銀粉中,所述銀納米線的占比為2%-15%,所述球狀銀粉的占比為2%-30%。
14、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒中包括金屬鎵以及與所述金屬鎵關(guān)聯(lián)的鎵合金;
15、所述鎵合金包括鎵錫合金、鎵銦合金、鎵銦錫合金以及鎵銦錫鋅合金中的至少一種;
16、所述表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒是通過(guò)如下方式制備得到的:(1)將由金屬鎵以及與所述金屬鎵關(guān)聯(lián)的鎵合金構(gòu)成的鎵基液態(tài)金屬作為初始原料,并在所述初始原料中加入前驅(qū)體溶液;(2)將加入了前驅(qū)體溶液以后的初始原料放入微流體超聲反應(yīng)裝置內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),以得到所述表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒;
17、其中,所述前驅(qū)體溶液包括甲苯、聚乙烯醋酸乙烯酯以及過(guò)氧化二氨基中的多種。
18、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述多體系有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相為聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚氨酯的混合物;
19、其中,所述聚酯樹(shù)脂為羥基終端的線型結(jié)構(gòu)的聚酯樹(shù)脂,所述聚酯樹(shù)脂在所述多體系有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相中的占比為35%-65%。
20、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述封閉型固化劑包括脂肪族二異氰酸酯,所述封閉型固化劑的解封溫度為100-150℃。
21、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述混合有機(jī)溶劑包括丁基卡必醇、松油醇、n-甲基吡咯烷酮、烷基苯、丁基卡必醇醋酸酯及混合二元酯中的兩種或兩種以上。
22、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述各類添加助劑包括改性脲、聚硅氧烷、有機(jī)膨潤(rùn)土以及聚酰胺蠟中的多種;其中,在各類添加助劑中,所述改性脲的占比為0.2%-1%,所述聚硅氧烷的占比為0.1%-4%,所述有機(jī)膨潤(rùn)土的占比為0.1%-1%,所述聚酰胺蠟的占比為0.1%-3%。
23、根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面,提供一種根據(jù)上述任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電銀漿的制備方法,包括:
24、(1)按重量份稱取氯化鐵、硝酸銀、乙二醇以及聚乙烯吡咯烷酮表面活性劑,并將氯化鐵、硝酸銀、乙二醇以及聚乙烯吡咯烷酮表面活性劑加入到三口圓底燒瓶中,于140℃加熱反應(yīng)4h制備銀納米線的分散液;
25、(2)按重量份稱取甲苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、過(guò)氧化二氨基和液態(tài)金屬,并將甲苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、過(guò)氧化二氨基和液態(tài)金屬加入到超聲反應(yīng)微流道中,于30℃超聲20min制備所述表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒的分散液,并對(duì)所述表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒的分散液進(jìn)行離心處理,得到超細(xì)的表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒;
26、(3)按重量份取多種有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相以及多種有機(jī)溶劑,并將各所述有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相以及各所述有機(jī)溶劑加入到制備好的銀納米線的分散液中,得到包含銀納米線的有機(jī)混合液;
27、(4)將包括銀納米線的有機(jī)混合液放入高速分散釜,并在恒溫狀態(tài)下將包含銀納米線的有機(jī)混合液攪拌至均質(zhì)狀態(tài),得到包含銀納米線的有機(jī)載體;
28、(5)在包含銀納米線的有機(jī)載體中加入片狀銀粉和球狀銀粉,得到包含銀納米線和納米銀粉的有機(jī)混合液,并將包含銀納米線和納米銀粉的有機(jī)混合液放入行星式攪拌機(jī)中繼續(xù)攪拌,以配制均勻狀態(tài)的漿料;
29、(6)在所述均勻狀態(tài)的漿料中加入有機(jī)助劑和封閉型固化劑,繼續(xù)攪拌以調(diào)控所述均勻狀態(tài)的漿料的粘度和觸變性能,并將粘度和性能調(diào)控完成后的漿料放入三輥研磨機(jī)進(jìn)行漿料細(xì)度調(diào)節(jié),得到最終的自修復(fù)型低溫固化的導(dǎo)電銀漿。
30、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,在制備銀納米線的分散液的過(guò)程中,所用到的制備方法為多元醇法;
31、在基于多元醇法制備銀納米線的分散液的過(guò)程中,在三口圓底燒瓶中恒溫反應(yīng)后,還需要將三扣圓底燒瓶迅速放入冰塊中進(jìn)行冷卻,并在冷卻后的三口圓底燒瓶加入丙酮多次離心后,得到所述銀納米線的分散液。
32、在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中,所述高速分散釜的轉(zhuǎn)速為1000-5000轉(zhuǎn)/分鐘,所述高速分散釜的分散溫度控制在65-95℃,攪拌混合時(shí)間為10-30分鐘;
33、所述行星式攪拌機(jī)的公轉(zhuǎn)速度為1000-2200轉(zhuǎn)/分鐘,所述行星式攪拌機(jī)的自轉(zhuǎn)速度為700-1400轉(zhuǎn)/分鐘;
34、所述三輥研磨機(jī)的間距調(diào)控為2-25μm,轉(zhuǎn)速控制在300-500轉(zhuǎn)/分;
35、在對(duì)所述均勻狀態(tài)的漿料進(jìn)行固化的過(guò)程中,所用到的固化溫度為100-150℃,所用到的固化時(shí)間為10-30min。
36、本公開(kāi)示例實(shí)施例所提供的一種導(dǎo)電銀漿,一方面,由于該導(dǎo)電銀漿中加入了多維微納導(dǎo)電銀粉、表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒、多體系有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)相、封閉型固化劑、混合有機(jī)溶劑以及各類添加助劑,相較于相關(guān)技術(shù)方案中的其他導(dǎo)電銀漿來(lái)說(shuō),加入了多維微納導(dǎo)電銀粉、表面導(dǎo)電型液態(tài)金屬納米顆粒以及封閉固化劑,進(jìn)而提升了導(dǎo)電銀漿的耐彎折性、附著力及抗疲勞性;另一方面,該導(dǎo)電銀漿還能夠有效的提高多維微納復(fù)合銀粉的分散穩(wěn)定性,并優(yōu)化銀漿的固化工藝,提升銀漿固化后的附著力和耐彎折性,大幅改善導(dǎo)電線路的電氣穩(wěn)定性。
37、應(yīng)當(dāng)理解的是,以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本公開(kāi)。