柔性导电材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术具体涉及一种柔性导电材料及其制备方法和应用，该柔性导电材料包括如下重量百分数的原料：40～70%的导电填料、8～20%的热塑性弹性体、20～35%的有机溶剂、0.01～1%的偶联剂、0.01～5%的流平剂，由上述比例原料通过机械搅拌混合、三辊研磨等工艺制备得到柔性导电材料。本发明专利技术的制备工艺简单，成本相对较低，操作简便，便于工业化生产，制得的柔性导电材料兼具导电性、附着性、拉伸性和稳定性，同时流动性好，适用于丝网印刷的方式，印刷性好，生产效率高，满足适合柔性场合应用的导电材料的需求。求。

【技术实现步骤摘要】
柔性导电材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于导电材料制备
，具体涉及一种柔性导电材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着智能化电子技术的发展，柔性化成为电子器件的一大发展趋势。具有柔性的导电材料，因其可在拉伸、弯曲、扭曲等作用力下能够保持其优异的导电性能，被广泛运用于薄膜开关、柔性触摸屏、柔性显示器、柔性可穿戴电子器件、柔性太阳能电池、柔性电路、柔性发光器、柔性传感器等柔性电子元器件。目前柔性导电材料在导电性、附着性、拉伸性以及稳定性等方面仍需改进。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种柔性导电材料，该柔性导电材料兼导电性、附着性、拉伸性和稳定性，同时流动性好，适用于丝网印刷的方式，印刷性好，生产效率高，满足适合柔性场合应用的导电材料的需求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术具体提供了如下技术方案：一种柔性导电材料，包括如下重量百分数的原料：40～70%的导电填料、8～20%的热塑性弹性体、20～35%的有机溶剂、0.01～1%的偶联剂、0.01～5%的流平剂。
[0005]优选地，所述导电填料为片状银粉、纳米银线、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。
[0006]优选地，所述导电填料为片状银粉和纳米银线的混合，片状银粉和纳米银线的质量比为1:5。
[0007]优选地,所述片状银粉的直径为1～10μm，比表面积为0.5～1 m2/g，振实密度为2～4g/cm3。
[0008]优选地，所述纳米银线的直径为10～50μm，长度为1～10μm。
[0009]优选地，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯类弹性体、热塑性聚酯类弹性体中的一种或多种。
[0010]优选地，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为70～90A，拉伸应力大于40MPa，断裂伸长率大于500%。
[0011]优选地，所述热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体。
[0012]优选地，所述有机溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚中的一种或几种。
[0013]优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
[0014]优选地，所述流平剂为有机硅流平剂和/或丙烯酸酯流平剂。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种柔性导电材料的制备方法，所述制备方法工艺简单，成本相对较低，操作简便，便于工业化生产。
[0016]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
上述柔性导电材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按比例将热塑性弹性体和有机溶剂在50～60℃下搅拌溶解，直至混合均匀，然后冷却至20～30℃；（2）按比例加入偶联剂和流平剂，继续搅拌，直至混合均匀；（3）按比例加入导电填料，继续搅拌，直至混合均匀，肉眼看不到颗粒物；（4）用三辊研磨机将浆料研磨至细度为10μm以下，300～500目网纱过滤，得到柔性导电材料。
[0017]本专利技术的再一目的在于提供一种如上所述的柔性导电材料的应用，该导电材料在薄膜开关、柔性触摸屏、柔性显示器、柔性可穿戴电子器件、柔性太阳能电池、柔性电路、柔性发光器、柔性传感器等柔性电子元器件中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：1、本专利技术的柔性导电材料，通过配方优化，得到兼具稳定性、拉伸性、附着性和导电性的效果，同时流动性好，适用于丝网印刷的方式，印刷性好，生产效率高，满足适合柔性场合应用的导电材料的需求。
[0019]2、本专利技术的制备方法，工艺简单，成本相对较低，操作简便，便于工业化生产。
实施方式
[0020]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。
[0021]一种柔性导电材料，包括如下重量百分数的原料：40～70%的导电填料、8～20%的热塑性弹性体、20～35%的有机溶剂、0.01～5%的偶联剂、0.01～1%的流平剂。
[0022]优选地，所述导电填料为片状银粉、纳米银线、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。所述导电填料不仅导电性能好，且能够均匀分散于所述热塑性弹性体中，提高柔性导电材料的导电稳定性。此外，在拉伸的情况下，片状和线状导电填料接触的概率更大，有利于所述柔性导电材料保持所述热塑性弹性体的柔性和弹性。
[0023]优选地，所述导电填料为片状银粉和纳米银线的混合导电填料，片状银粉和纳米银线的质量比为1:5。片装银粉结合纳米银线的混合导电填料，不仅导电性好，且能够均匀分散于所述热塑性弹性体中，提高热塑性弹性体的导电稳定性。此外，所述混合导电填料不仅有利于所述柔性导电材料保持所述热塑性弹性体的柔性和弹性，且同时增强柔性导电材料的拉伸性，拉伸前后混合导电填料之间接触的概率变化小，从而电阻变化也小。
[0024]优选地,所述片状银粉的直径为1～10μm，比表面积为0.5～1 m2/g，振实密度为2～4g/cm3，在此范围内的银粉既能保证良好的导电性，又能保证银浆具有良好的流动性和印刷性能。
[0025]优选地，所述纳米银线的直径为10～50μm，长度为1～10μm，在此范围内的纳米银线既可以顺利的通过丝网印刷网孔，又可以提高银浆拉伸后较小的电阻变化率。
[0026]优选地，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯类弹性体、热塑性聚酯类弹性体中的一种或多种。所述热塑性弹性体作为基体材料在固化后具有良好的拉伸性，能够产生较高的机械形变量。
[0027]优选地，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为70～90A，拉伸应力大于40MPa，断裂伸长率大于500%。满足此要求的热塑性聚氨
酯弹性体具有很好的拉伸性能，合适的拉伸应力可以保证用其制备的银浆具有较好的可恢复性。
[0028]优选地，所述热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体。
[0029]优选地，所述有机溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚中的一种或几种。
[0030]优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂，例如可以是市售的KH550、KH551、KH560、KH570、KH602、KH792中的一种或多种。
[0031]优选地，所述流平剂为有机硅流平剂和/或丙烯酸酯流平剂，例如可以是市售的BYK306、BYK358N、BYK333、BYK310、Efka3030、Efka3035、TEGO410、TEGO300中的一种或多种。
[0032]上述柔性导电材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按比例将热塑性弹性体和有机溶剂在50～60℃下搅拌溶解，直至混合均匀，然后冷却至20～30℃；（2）按比例加入偶联剂和流平剂，继续搅拌，直至混合均匀；（3）按比例加入导电填料，继续搅拌，直至混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性导电材料，其特征在于，包括如下重量百分数的原料：40～70%的导电填料、8～20%的热塑性弹性体、20～35%的有机溶剂、0.01～1%的偶联剂、0.01～5%的流平剂。2.根据权利要求1所述的柔性导电材料，其特征在于，所述导电填料为片状银粉、纳米银线、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的柔性导电材料，其特征在于，所述导电填料为片状银粉和纳米银线的混合，片状银粉和纳米银线的质量比为1:5。4.根据权利要求2或3所述的柔性导电材料，其特征在于，所述片状银粉的直径为1～10μm，比表面积为0.5～1 m2/g，振实密度为2～4g/cm3；所述纳米银线的直径为10～50μm，长度为1～10μm。5.根据权利要求1所述的柔性导电材料，其特征在于，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯类弹性体、热塑性聚酯类弹性体中的一种或多种。6.根据权利要求1或5所述的柔性导电材料，其特征在于，所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为70～90A，拉伸应力大于40MPa，断裂伸长率大于500%；所述所述热塑性聚氨酯弹性体优选为聚醚型聚氨酯弹性体。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志林，黄翟，
申请(专利权)人：北京氦舶新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：