一种可拉伸复合导电油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可拉伸复合导电油墨及其制备方法，涉及电子材料制备技术领域。该可拉伸复合导电油墨包括以下重量份原料：液态金属50

【技术实现步骤摘要】
一种可拉伸复合导电油墨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电子材料制备
，具体涉及一种可拉伸复合导电油墨及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着当前科学技术的快速发展，传统的刚性电子器件已难以满足人们的需求，能够与人体密切接触、高度融合的柔性电子器件正逐步走进人们的生活。柔性电子器件主要由柔性基体和柔性集成电路组成，与传统的刚性电子器件相比，柔性电子器件在拉伸、弯曲等变形下仍能正常运行，在可穿戴电子设备、生物医学等领域有很好的应用前景。
[0003]传统刚性电子器件中的集成电路常用铜、金等高模量的金属作为导电材料，在变形过程中容易产生裂纹，从而导致电路失效。目前，柔性电子器件中的集成电路大多以可拉伸的导电油墨作为导电材料，通过印刷的方式在柔性基体上构建导电通路。可拉伸导电油墨是一种复合材料，既具有拉伸性又具有导电性。常用的可拉伸导电油墨通常是在弹性体聚合物中加入导电填料(如银纳米线、银纳米片、碳纳米管等)，利用导电填料之间的相互接触在聚合物内部构建连续的导电路径。上述方法制备的可拉伸导电油墨，由于聚合物的加入，通常与柔性基体有很好的结合力，利于在柔性基体表面形成导电通路；但是，在拉伸变形的过程中很难保持导电填料的稳定接触，导致电路的拉伸导电稳定性较差；同时，常见的导电填料具有较高的拉伸模量，会限制导电油墨整体的拉伸性能。
[0004]液态金属具备优异的导电性和流动性，是一种极佳的可拉伸导电材料，在柔性集成电路方面有较大的应用潜力。但是，液态金属具有很大的表面张力，阻碍了其对柔性基底表面的润湿，从而导致其难以在柔性基底表面形成稳定的电路图案；同时，液态金属的粘度太低，容易发生泄露。为了解决以上问题，有研究者将液态金属通过超声波处理的方式分散成由氧化膜包裹的微粒，接着通过喷墨打印的方式将液态金属微粒打印到柔性基体表面，然后选择性地烧结(机械烧结、激光烧结)破坏液态金属表面氧化膜，形成导电图案。这种方法能得到非常精细的导电图案，液态金属与柔性基体表面也有较好的结合力，但是其工艺步骤繁多，设备复杂，具有高的制作成本。
[0005]因此，开发一种同时具备高导电性、拉伸性、与柔性基体有良好结合力、能简便地在柔性基底上构建电路的导电油墨及其制备方法是该
急需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有的技术缺点，提供了一种可拉伸复合导电油墨及其制备方法，有效地解决现有可拉伸导电油墨拉伸性与导电性难以兼顾、液态金属难以直接在柔性基体表面图案化的问题。
[0007]本专利技术解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0008]提供一种可拉伸复合导电油墨，包括以下重量份原料：液态金属50
‑
75份和低熔点合金微粒25
‑
50份。
[0009]还提供一种可拉伸复合导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)低熔点合金微粒的制备：将低熔点合金加热至融化，加入到有机溶剂中，超声处理，然后依次静置、过滤和烘干，制得低熔点合金微粒；
[0011](2)可拉伸复合导电油墨的制备：将液态金属和步骤(1)制得的低熔点合金微粒混合均匀，制得可拉伸复合导电油墨。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
[0013]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟锡铋合金、铟铬锡铅铋合金、铟锡铅铋合金、铬铅铋合金或铬锡铅铋合金。
[0014]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟锡铋合金。
[0015]优选的，铟锡铋合金中铟、锡和铋的质量比为50
‑
55：30
‑
35：15
‑
20。
[0016]优选的，铟锡铋合金中铟、锡和铋的质量比为51：32.5：16.5。
[0017]优选的，铟铬锡铅铋合金中铟、铬、锡、铅和铋的质量比为18
‑
20：4
‑
6：7
‑
9：20
‑
25：40
‑
50。
[0018]优选的，铟铬锡铅铋合金中铟、铬、锡、铅和铋的质量比为19：5：8：23：45。
[0019]优选的，铟锡铅铋合金中铟、锡、铅和铋的质量比为20
‑
22：10
‑
15：15
‑
20：47
‑
50。
[0020]优选的，铟锡铅铋合金中铟、锡、铅和铋的质量比为21：12：18：49。
[0021]优选的，铬铅铋合金中铬、铅和铋的质量比为5
‑
10：38
‑
42：50
‑
55。
[0022]优选的，铬铅铋合金中铬、铅和铋的质量比为8：40：52。
[0023]优选的，铬锡铅铋合金中铬、锡、铅和铋的质量比为8
‑
12：10
‑
15：25
‑
30：48
‑
52。
[0024]优选的，铬锡铅铋合金中铬、锡、铅和铋的质量比为10：13：27：50。
[0025]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟锡铋合金时，于55
‑
65℃条件下加热至融化。
[0026]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟锡铋合金时，于60℃条件下加热至融化。
[0027]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟铬锡铅铋合金时，于45
‑
50℃条件下加热至融化。
[0028]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟铬锡铅铋合金时，于47℃条件下加热至融化。
[0029]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟锡铅铋合金时，于57
‑
65℃条件下加热至融化。
[0030]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铟铬锡铅铋合金时，于57℃条件下加热至融化。
[0031]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铬铅铋合金时，于92
‑
100℃条件下加热至融化。
[0032]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铬铅铋合金时，于92℃条件下加热至融化。
[0033]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铬锡铅铋合金时，于70
‑
80℃条件下加热至融化。
[0034]优选的，步骤(1)中，低熔点合金为铬锡铅铋合金时，于70℃条件下加热至融化。
[0035]优选的，步骤(1)中，有机溶剂为乙醇、异丙醇或甲醇。
[0036]优选的，步骤(1)中，有机溶剂为乙醇。
[0037]优选的，步骤(1)中，于加热条件下超声处理。
[0038]优选的，步骤(1)中，加热温度与融化低熔点合金的温度相同。
[0039]优选的，步骤(1)中，超声时间20min，超声功率500
‑
700W。
[0040]优选的，步骤(1)中，静置20
‑
30h。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拉伸复合导电油墨，其特征在于，包括以下重量份原料：液态金属50
‑
75份和低熔点合金微粒25
‑
50份。2.根据权利要求1所述的可拉伸复合导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)低熔点合金微粒的制备：将低熔点合金加热至融化，加入到有机溶剂中，超声处理，然后依次静置、过滤和烘干，制得低熔点合金微粒；(2)可拉伸复合导电油墨的制备：将液态金属和步骤(1)制得的低熔点合金微粒混合均匀，制得可拉伸复合导电油墨。3.根据权利要求2所述的可拉伸复合导电油墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，低熔点合金为铟锡铋合金、铟铬锡铅铋合金、铟锡铅铋合金、铬铅铋合金或铬锡铅铋合金。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江新，寇旭，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：