【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导电墨水领域，特别涉及一种可打印自粘附弹性导电墨水及其制备方法和应用。
技术介绍
1、可打印的柔性拉伸电子具有精准设计、规模化和高效生产等优点，在健康监测、电子皮肤以及软体机器人等领域具有重要应用潜力。柔性印刷电子在使用中基底受到复杂机械力作用，相应的墨水也要承受拉伸、压缩、弯曲等力学变形作用。并且由于各类基底表面存在较大粗糙度和微结构差异，严重影响墨水与基底间的界面稳定性和相应器件的机电持久性。当前的各类导电墨水通常需要对基底前处理降低表面粗糙度或调控表面润湿性后方可满足打印要求，这增强了加工复杂性和成本，限制了多样化基底适用性。因此，制备一种满足多种加工策略和使用需求，无需基底前处理即可直接打印/印刷的弹性导电墨水有重要意义，可显著提供多样化柔性基底适应性、构建力电学高性能导电图案，促进领域向高效、低成本方向发展。
2、当下高度集成、微型化柔性电子的快速发展，对导电墨水在不同表面粗糙度基底的高精度印刷/打印提出了更高需求。一般来说，光滑基底与印刷墨水之间有更大的接触面积，因此墨水粘附性更好，高精度印刷相对容易实现。然而在粗糙基底尤其是多孔基底上实现导电墨水高精度印刷，不仅需要提高墨水的渗透性、粘附性，还需要降低墨水的横向扩散，以实现连续稳定的导电通路。目前，缺乏一种具有自粘附弹性特征的导电墨水，以满足复杂基底上的高精度和高通量印刷。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可打印自粘附弹性导电墨水及其制备方法和应用，特别地涉及一种可打印
2、本专利技术提供一种弹性导电墨水，按重量份数，组分包括：
3、
4、其中热塑性弹性体为嵌段共聚物；所述界面增强剂为表面活性剂和聚酯类弹性体复合物。所述粘附剂为聚丙烯酸酯类；
5、所述嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物等三嵌段共聚物中的一种或几种；所述表面活性剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种；所述聚酯类弹性体包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量介于40％～70％)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯含量介于10％～20％)中的一种或几种。
6、优选地，所述界面增强剂中表面活性剂和聚酯类弹性体的质量比为：10～5：1。
7、所述硅烷偶联剂为kh550、kh560、kh570、kh590中的一种或几种；所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯中的一种或几种。
8、更优选地，所述界面增强剂为硅烷偶联剂(kh570)和聚酯类弹性体的复合物，利用界面增强剂，桥接刚性导电填料(如银片)和热塑性弹性体，促进刚性导电填料银片在弹性体中均匀分散。
9、所述粘附剂包括聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯以及聚(丙烯酸丁酯-苯乙烯)中的一种或几种；
10、优选地，所述粘附剂为聚丙烯酸丁酯。
11、优选地，所述导电填料为刚性导电填料和柔性导电填料组成。
12、优选地，所述刚性导电填料和柔性导电填料的质量比为10:20～10:40。
13、优选地，所述刚性导电填料包括金属微纳米颗粒、金属纳米线、金属微纳米片、碳基微纳米导电材料、改性碳基或金属微纳米导电材料、过渡金属微纳米导电材料中的一种或几种；所述柔性导电填料包括离子液体、液态金属镓、液态合金镓铟合金、镓铟锡合金、液态金属改性物中的一种或几种。
14、优选地，所述金属纳米颗粒包括金微纳米颗粒、银微纳米颗粒、铜微纳米颗粒中的一种或几种；所述金属纳米线包括金纳米线、银纳米线、铜纳米线中的一种或几种；所述金属微纳米片包括金微纳米片、银微纳米片、铜微纳米片中的一种或几种；所述碳基微纳米导电材料包括炭黑微纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯、mxene中的一种或几种。
15、优选地，所述刚性导电填料为银微纳米片；所述柔性导电填料为经过高速剪切分散处理或超声处理的液态合金，镓铟合金微球。
16、更优选地，所述银微纳米片的平均粒径为0.1～100μm；所述镓铟合金微球的平均粒径为0.1～100μm。
17、其中所述高速剪切分散处理时间为：1min～30min，转速为5000r/min～25000r/min；所述超声处理时间为1min～2h，功率为50w～500w。
18、本专利技术提供一种打印和/或印刷材料，所述材料为基于所述弹性导电墨水的打印材料和/或印刷材料，所述打印材料和/或印刷材料采用的基底为平滑基底、或者粗糙和/或多孔基底。
19、所述弹性导电墨水适合平滑基底，或者粗糙和/或多孔基底的高精度打印或印刷。
20、所述平滑基底包括(聚氯乙烯、聚丙烯、木板、不锈钢板、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等)；所述粗糙和/或多孔基底包括(磨砂聚丙烯、纸、不同组织结构的纺织品面料等，包括但不限于平纹机织结构、斜纹机织结构、纬平针针织、2×2双螺纹结构、非织造结构等纺织品面料)。
21、本专利技术提供一种弹性导体，所述弹性导体包括所述弹性导电墨水和弹性基底；其中弹性导电墨水浇筑到弹性基底上获得；其中弹性基底包括所述热塑性弹性体、界面增强剂、粘附剂、溶剂，混合后固化获得。
22、本专利技术的一种弹性导电墨水的制备方法，包括：
23、(1)将热塑性弹性体、界面增强剂、粘附剂、溶剂混合，得到混合溶液；
24、(2)将导电填料分散在步骤(1)混合溶液中，消泡脱除残留空气，得到弹性导电墨水。
25、所述步骤(1)中溶剂包括水、丙酮、甲苯、氯苯、二甲苯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜、三氯甲烷中的一种或几种。
26、所述步骤(1)中混合溶液中热塑性弹性体的质量百分数为5％～30％。
27、所述步骤(1)具体：将热塑性弹性体、溶剂，搅拌均匀分散，然后加入界面增强剂、粘附剂，搅拌均匀，得到混合溶液；其中界面增强剂中的表面活性剂和聚酯类弹性体可一起加入或分别加入。
28、所述步骤(2)导电填料分散在步骤(1)混合溶液中具体为：先将柔性导电填料分散在步骤(1)混合溶液中，然后再加入刚性导电填料进行分散；
29、其中柔性导电填料分散在步骤(1)混合溶液中，其中分散为搅拌分散1min～5h；
30、然后再加入刚性导电填料进行分散，其中分散为搅拌分散1min～5h。
31、所述步骤(2)中消泡为超声消泡，其中泡超声时间1min～30min，功率100w～300w。
32、本专利技术提供一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弹性导电墨水，其特征在于，按重量份数，组分包括：
2.根据权利要求1所述弹性导电墨水，其特征在于，所述界面增强剂中表面活性剂和聚酯类弹性体的质量比为1:10～5:1；
3.根据权利要求2所述弹性导电墨水，其特征在于，所述刚性导电填料和柔性导电填料的质量比为10:20～10:40；
4.一种打印和/或印刷材料，其特征在于，所述材料为基于权利要求1所述弹性导电墨水的打印材料和/或印刷材料。
5.根据权利要求4所述打印和/或印刷材料，其特征在于，所述打印材料和/或印刷材料采用的基底为平滑基底、或者粗糙和/或多孔基底。
6.一种弹性导体，其特征在于，所述弹性导体包括权利要求1所述弹性导电墨水和弹性基底。
7.一种弹性导电墨水的制备方法，包括：
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水、丙酮、甲苯、氯苯、二甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜、三氯甲烷中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合溶液中热塑性弹性体的质量百
10.一种权利要求1所述弹性导电墨水在打印/印刷电子器件、电子织物、电子皮肤、人体健康监测、软体机器人、人-机交互、信息传递、能源收集存储领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种弹性导电墨水，其特征在于，按重量份数，组分包括：
2.根据权利要求1所述弹性导电墨水，其特征在于，所述界面增强剂中表面活性剂和聚酯类弹性体的质量比为1:10～5:1；
3.根据权利要求2所述弹性导电墨水，其特征在于，所述刚性导电填料和柔性导电填料的质量比为10:20～10:40；
4.一种打印和/或印刷材料，其特征在于，所述材料为基于权利要求1所述弹性导电墨水的打印材料和/或印刷材料。
5.根据权利要求4所述打印和/或印刷材料，其特征在于，所述打印材料和/或印刷材料采用的基底为平滑基底、或者粗糙和/或多孔基底。
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