本發(fā)明涉及到柔性電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法。

背景技術(shù)：

柔性電子是指在外力作用下發(fā)生彎曲、折疊甚至拉伸變形的過(guò)程中，仍然保持正常功能的一類電子器件。與傳統(tǒng)的基于剛性電路板技術(shù)的電子產(chǎn)品相比，柔性電子能夠直接應(yīng)用于三維自由曲面工作環(huán)境，促進(jìn)生物醫(yī)療、休閑娛樂(lè)等領(lǐng)域人-機(jī)信息融合與交互，滿足便攜性、舒適性等方面的使用需求，從而將大大擴(kuò)展了當(dāng)前電子產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，因此收到學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注

為了適應(yīng)柔性電子的發(fā)展，必須開發(fā)出一種柔性可延展電路的制備方法。通過(guò)查閱已有報(bào)道，目前對(duì)于可延展電路的制備主要有以下兩種方法：一種是構(gòu)筑蛇形結(jié)構(gòu)，使得原本脆性的材料具有可拉伸性。制備方法一般是經(jīng)過(guò)蒸鍍、光刻等傳統(tǒng)微加工的方法，在柔性可拉伸襯底表面制備出具有連續(xù)馬蹄形或者波浪形的金屬薄膜，通過(guò)力學(xué)屈曲原理實(shí)現(xiàn)電路的可拉伸性。但是這種方法制備的導(dǎo)線，在拉伸過(guò)程中非常容易跟基底材料發(fā)生脫離，加上微加工工藝本身流程的復(fù)雜性將導(dǎo)致其生產(chǎn)成本非常昂貴，從而不利于柔性可延展電子未來(lái)的大面積工業(yè)化生產(chǎn)。另外一種是納米導(dǎo)電材料跟彈性體的復(fù)合，有關(guān)這方面，已有報(bào)道一般包括兩種方法，其中一種是預(yù)先將高長(zhǎng)徑比導(dǎo)電材料形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，然后再向網(wǎng)絡(luò)空隙中填充彈性聚合物形成導(dǎo)電彈性體，這種方法制備的彈性導(dǎo)體具有高導(dǎo)電性和高延伸性，但是由于高長(zhǎng)徑比的金屬納米線很難實(shí)現(xiàn)圖案化，因此導(dǎo)致彈性導(dǎo)體無(wú)法實(shí)現(xiàn)圖案化，從而大大限制了其的應(yīng)用范圍， 同時(shí)由于其制備過(guò)程需要兩步法，也使得這種方法不具有工業(yè)化前景。還有一種方法是將導(dǎo)電材料直接同彈性聚合物混合得到導(dǎo)電漿料，這種復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)印刷的方法，一步法制備任意圖形的可拉伸電路，具有大面積工業(yè)化制備的可能。

盡管有關(guān)導(dǎo)電納米材料跟彈性聚合物直接混合，得到彈性導(dǎo)電漿料的研究已經(jīng)有報(bào)道，但是目前制備的彈性漿料仍然存在一個(gè)非常重要的問(wèn)題，初始導(dǎo)電率低，拉伸電學(xué)穩(wěn)定性差，因此嚴(yán)重制約了彈性導(dǎo)電漿料的應(yīng)用。對(duì)于初始導(dǎo)電率低的原因，主要是由于彈性導(dǎo)電漿料在滿足導(dǎo)電性的前提下，還必須要保證一定的可伸縮性，因此導(dǎo)電填料的占比會(huì)比普通導(dǎo)電漿料的占比低很多，所以導(dǎo)致目前彈性導(dǎo)電漿料的初始導(dǎo)電率都比較低；對(duì)于拉伸電學(xué)穩(wěn)定性差的原因，主要是目前彈性導(dǎo)電漿料的導(dǎo)電填料基本都是金屬顆?；蛘咛亢诜勰┑炔痪哂虚L(zhǎng)徑比的導(dǎo)電材料，從而無(wú)法在漿料體系中構(gòu)建有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)致在輕微拉伸過(guò)程中，電阻特性會(huì)發(fā)生急劇變化。之所以導(dǎo)電填料不選擇高長(zhǎng)徑比的金屬線，金屬片等導(dǎo)電材料，主要是跟目前的制備方法有關(guān)，已有報(bào)道的制備方法都是通過(guò)外力作用，將干燥的導(dǎo)電填料跟彈性聚合物樹脂進(jìn)行分散混合，但是由于金屬納米線特殊的一維線性結(jié)構(gòu)，干燥后極易形成類似纖維相互纏繞的聚集網(wǎng)絡(luò)，因此后續(xù)簡(jiǎn)單的機(jī)械攪拌很難將相互纏繞狀態(tài)下的銀納米線固體粉末跟高粘度的彈性聚合物混合均勻，來(lái)形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，該彈性導(dǎo)電漿料的制備方法制備出來(lái)的彈性導(dǎo)電漿料可應(yīng)用與印刷加工。本發(fā)明彈性導(dǎo)電漿料的制備方法解決的問(wèn)題就是：(1)解決高長(zhǎng)徑比導(dǎo)電填料跟彈性聚合物的均勻混合，使得彈性漿料中形成均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高的拉伸 電學(xué)穩(wěn)定性；(2)通過(guò)添加表面活性劑，利用漿料干燥過(guò)程中溶劑揮發(fā)相分離過(guò)程，使得漿料體系中盡可能多的導(dǎo)電填料出現(xiàn)在表面，從而提高初始導(dǎo)電率。此外該彈性導(dǎo)電漿料的制備方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制備高效快捷，適合推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，其步驟為：

(1)首先對(duì)長(zhǎng)徑比為100-5000∶1的銀納米線、銅納米線或金納米線表面進(jìn)行配體交換處理，使得其表面包覆一層非極性基團(tuán)，然后將銀納米線、銅納米線或金納米線按照重量百分比20-60wt％分散在非極性溶劑中，配成穩(wěn)定的分散液待用；

(2)將彈性聚合物溶解在非極性溶劑中，按照重量百分比10-50wt％的聚合物溶液；

(3)將步驟(1)制備好的分散液及步驟(2)制備好的聚合物溶液，按照分散液中銀納米線、銅納米線或金納米線與聚合物溶液中彈性聚合物質(zhì)量比為1.5-3.5∶1進(jìn)行機(jī)械混合，然后在混合體系中添加質(zhì)量為銀納米線、銅納米線或金納米線質(zhì)量10-30％的水溶性非離子表面活性劑，最后將混合體系通過(guò)機(jī)械攪拌混合均勻制備成彈性導(dǎo)電漿料。

優(yōu)選的所述步驟(1)中的非極性基團(tuán)為油酸基團(tuán)、油胺基團(tuán)或己胺基團(tuán)。

優(yōu)選的所述步驟(1)和步驟(2)中的非極性溶劑為甲苯溶劑、4-甲基-2-戊酮溶劑或環(huán)己酮溶劑。

優(yōu)選的所述步驟(2)中的彈性聚合物為氟橡膠、聚氨酯或苯乙烯系嵌段共聚物。

本發(fā)明所涉及的一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，該彈性導(dǎo)電漿料的制備方法制備出來(lái)的彈性導(dǎo)電漿料可應(yīng)用與印刷加工。本發(fā)明彈性導(dǎo)電漿料的制備方法解決的問(wèn)題就是：(1)解決高長(zhǎng)徑比導(dǎo)電填料跟彈性聚合物的均勻混合，使得彈性漿料中形成均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高的拉伸電學(xué)穩(wěn)定性；(2)通過(guò)添加表面活性劑，利用漿料干燥過(guò)程中溶劑揮發(fā)相分離過(guò)程，使得漿料體系中盡可能多的導(dǎo)電填料出現(xiàn)在表面，從而提高初始導(dǎo)電率。此外該彈性導(dǎo)電漿料的制備方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制備高效快捷，適合推廣使用。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法的工藝流程圖；

圖2是使用本方法制備出來(lái)的彈性導(dǎo)電漿料制備出印刷彈性導(dǎo)線干燥后表面sem照片；

圖3是使用本方法制備出來(lái)的彈性導(dǎo)電漿料制備得到的30mm線寬彈性導(dǎo)線的拉伸電阻變化曲線圖；

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

具體實(shí)施例一，請(qǐng)參閱圖1，一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，其步驟為：

(1)首先對(duì)長(zhǎng)徑比為100-5000∶1的銀納米線表面進(jìn)行配體交換處理，使得其表面包覆一層非極性基團(tuán)，然后將銀納米線按照重量百分比20-60wt％分散在非極性溶劑中，配成穩(wěn)定的分散液待用；

(2)將彈性聚合物溶解在非極性溶劑中，按照重量百分比10-50wt％的聚合物溶液；

(3)將步驟(1)制備好的分散液及步驟(2)制備好的聚合物溶液，按照分散液中銀納米線與聚合物溶液中彈性聚合物質(zhì)量比為1.5-3.5∶1進(jìn)行機(jī)械混合，然后在混合體系中添加質(zhì)量為銀納米線質(zhì)量10-30％的水溶性非離子表面活性劑，最后將混合體系通過(guò)機(jī)械攪拌混合均勻制備成彈性導(dǎo)電漿料。

步驟(1)中的非極性基團(tuán)為油酸基團(tuán)，所述步驟(1)和步驟(2)中的非極性溶劑為甲苯溶劑，所述步驟(2)中的彈性聚合物為氟橡膠。

具體實(shí)施例二，請(qǐng)參閱圖1，一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，其步驟為：

(1)首先對(duì)長(zhǎng)徑比為100-5000∶1的銅納米線表面進(jìn)行配體交換處理，使得其表面包覆一層非極性基團(tuán)，然后將銅納米線按照重量百分比20-60wt％分散在非極性溶劑中，配成穩(wěn)定的分散液待用；

(2)將彈性聚合物溶解在非極性溶劑中，按照重量百分比10-50wt％的聚合物溶液；

(3)將步驟(1)制備好的分散液及步驟(2)制備好的聚合物溶液，按照分散液中銅納米線與聚合物溶液中彈性聚合物質(zhì)量比為1.5-3.5∶1進(jìn)行 機(jī)械混合，然后在混合體系中添加質(zhì)量為銅納米線線質(zhì)量10-30％的水溶性非離子表面活性劑，最后將混合體系通過(guò)機(jī)械攪拌混合均勻制備成彈性導(dǎo)電漿料。

其中步驟(1)中的非極性基團(tuán)為油胺基團(tuán)，所述步驟(1)和步驟(2)中的非極性溶劑為4-甲基-2-戊酮溶劑，所述步驟(2)中的彈性聚合物為聚氨酯。

具體實(shí)施例三，請(qǐng)參閱圖1，一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，其步驟為：

(1)首先對(duì)長(zhǎng)徑比為100-5000∶1的金納米線表面進(jìn)行配體交換處理，使得其表面包覆一層非極性基團(tuán)，然后將金納米線按照重量百分比20-60wt％分散在非極性溶劑中，配成穩(wěn)定的分散液待用；

(2)將彈性聚合物溶解在非極性溶劑中，按照重量百分比10-50wt％的聚合物溶液；

(3)將步驟(1)制備好的分散液及步驟(2)制備好的聚合物溶液，按照分散液中金納米線與聚合物溶液中彈性聚合物質(zhì)量比為1.5-3.5∶1進(jìn)行機(jī)械混合，然后在混合體系中添加質(zhì)量為金納米線質(zhì)量10-30％的水溶性非離子表面活性劑，最后將混合體系通過(guò)機(jī)械攪拌混合均勻制備成彈性導(dǎo)電漿料。

其中所述步驟(1)中的非極性基團(tuán)己胺基團(tuán)，所述步驟(1)和步驟(2)中的非極性溶劑環(huán)己酮溶劑，所述步驟(2)中的彈性聚合物為苯乙烯系嵌段共聚物。

具體實(shí)施例四，請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3，一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，其步驟為：

(1)首先對(duì)長(zhǎng)徑比為100-5000∶1的銀納米線表面進(jìn)行配體交換處理，使得其表面包覆一層非極性基團(tuán)，然后將銀納米線按照重量百分比20-60wt％分散在非極性溶劑中，配成穩(wěn)定的分散液待用；

(2)將彈性聚合物溶解在非極性溶劑中，按照重量百分比10-50wt％的聚合物溶液；

(3)將步驟(1)制備好的分散液及步驟(2)制備好的聚合物溶液，按照分散液中銀納米線與聚合物溶液中彈性聚合物質(zhì)量比為1.5-3.5∶1進(jìn)行機(jī)械混合，然后在混合體系中添加質(zhì)量為銀納米線質(zhì)量10-30％的水溶性非離子表面活性劑，最后將混合體系通過(guò)機(jī)械攪拌混合均勻制備成彈性導(dǎo)電漿料。

其中所述步驟(1)中的非極性基團(tuán)為油酸基團(tuán)，所述步驟(1)和步驟(2)中的非極性溶劑為4-甲基-2-戊酮溶劑，所述步驟(2)中的彈性聚合物為苯乙烯系嵌段共聚物。

本發(fā)明所涉及的一種彈性導(dǎo)電漿料的制備方法，該彈性導(dǎo)電漿料的制備方法制備出來(lái)的彈性導(dǎo)電漿料可應(yīng)用與印刷加工。本發(fā)明彈性導(dǎo)電漿料的制備方法解決的問(wèn)題就是：(1)解決高長(zhǎng)徑比導(dǎo)電填料跟彈性聚合物的均勻混合，使得彈性漿料中形成均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高的拉伸電學(xué)穩(wěn)定性；(2)通過(guò)添加表面活性劑，利用漿料干燥過(guò)程中溶劑揮發(fā)相分離過(guò)程，使得漿料體系中盡可能多的導(dǎo)電填料出現(xiàn)在表面，從而提高初始導(dǎo)電率。此外該彈性導(dǎo)電漿料 的制備方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制備高效快捷，適合推廣使用。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。