[發(fā)明專利]一種制備銀導電涂層的方法

有效

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• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108587289B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 聶俊;武倩;朱曉群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09D5/24
• 分類號: C09D5/24;C09D5/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種制備銀導電涂層的方法涉及材料技術領域。本發(fā)明將光固化技術和原位體積加成技術結合，制備導電銀涂層。以光固化膠作為銅粒子連接料，在氧氣存在條件下第一次光照，光固化膠部分固化，固定銅粒子，利用銅與銀鹽溶液間的原位置換反應，生成具有體積加成效應緊密接觸的金屬銀層，再二次光照，固定新生成的金屬銀，得到具有良好導電性質(zhì)的銀涂層。本方法綠色環(huán)保，效率高，反應溫度低，設備簡單，步驟簡單，成本低，方法可靠，解決導電涂層導電困難問題，大大提高了導電涂層導電能力。本方法在抗靜電、電磁屏蔽、防腐導電、電子電路等許多方面都有潛在的應用。

技術領域

本發(fā)明涉及材料技術領域，尤其涉及一種銀導電涂層的制備方法。

背景技術

導電涂層作為具有特定功能的涂層，廣泛存在于生產(chǎn)與生活中。人們一般利用導電涂料制備導電涂層。導電涂料大致分為兩類，分別為結構型導電涂料和復合型導電涂料。結構型導電涂料是導電高分子聚合物本身成膜或與其它高分子混合成膜，直接發(fā)揮導電的功能，這種導電涂料組成簡單，卻不易制取。相比之下，復合型導電涂料更易制取，其一般是由導電功能型的有機或者無機粒子與無導電能力但作為粒子連接料的成膜樹脂組成。一般來說，金屬系列導電填料導電性較佳，金屬納米粒子或微米粒子常用作金屬導電填料。另一方面，成膜樹脂也會影響涂料導電性能和機械性能。成膜樹脂需要有合適的粘度以與金屬納米粒子均勻混合，因此，常需加入稀釋劑降低粘度，按照液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變的方式的不同成膜樹脂分為熱固型和光固型兩種。

熱固型成膜樹脂一般使用揮發(fā)性有機溶劑降低粘度，在加熱的過程中，溶劑揮發(fā)，樹脂從液體變?yōu)楣腆w，金屬粒子距離變小，從而導電。加熱溫度過高，溶劑揮發(fā)過快，粘度迅速降低，粒子與樹脂混合不均，涂層表面產(chǎn)生氣孔，影響涂層的外觀效果；溫度過低，固化時間會相應變長，同時填料易發(fā)生沉降，涂料的導電性能也會減弱。另外，加熱會對熱敏性基材產(chǎn)生破壞，因此也不適應于紙基、塑料基上導電涂層的制備。

光固化型成膜樹脂利用活性稀釋劑降低樹脂粘度，經(jīng)光照引發(fā)聚合反應，樹脂交聯(lián)固化。其中，活性稀釋劑上帶有反應性官能團參與固化過程成膜，因此，固化過程無揮發(fā)性溶劑，不存在溶劑帶來的污染問題和表面問題，而且，光固化速度快，效率高，固化只需要幾十秒，因而導電填料固化前不易出現(xiàn)沉降等問題，是一種優(yōu)秀的連接料，目前是導電涂料研究領域的熱點。

但是，由于在分散的過程中，金屬粒子被光固化樹脂潤濕并分散于其中，樹脂固化后，阻斷金屬粒子彼此接觸，金屬粒子被包裹在其內(nèi)部，影響粒子間導電通路的形成，影響涂層導電性能，造成光固化導電涂料發(fā)展緩慢。因此，使金屬粒子接觸，減小金屬粒子間距，從而提高導電能力，是光固化導電涂層的發(fā)展方向。

原位體積加成是利用具有強還原能力的高價小尺寸的金屬還原低價的大尺寸的金屬離子，使得新形成的金屬從原子數(shù)量和體積上同時增長，并在原位的氧化還原過程中實現(xiàn)金屬粒子的融合生長，提高了金屬間的接觸，使整個金屬層變得更加密實，這樣的金屬涂層具有導電的性質(zhì)。典型的，銅單質(zhì)與銀鹽溶液發(fā)生置換反應時，銅與銀鹽的化學計量比為1:2，即1個銅原子原位還原銀鹽后可以產(chǎn)生兩個銀原子，且銀原子半徑比銅原子半徑大，因此，當銅與銀鹽反應后，生成的金屬銀以成倍的數(shù)量和體積增加，得到連續(xù)的導電結構。這種方法生成的涂層導電效果好，應用在制備柔性導電涂層方面有巨大的潛力。

在此，我們將光固化型導電涂料與原位體積加成技術結合，使金屬粒子接觸，減小導電涂層中金屬粒子間距，從而解決光固化型導電涂層導電困難問題，提高涂層導電能力。

但我們同時注意到，由于新生成的金屬依靠范德華力這種弱相互作用力吸附著于涂層或基材表面，容易脫落，面對這一問題，我們需要提供一種固定方法，既不影響金屬間的氧化還原反應，又能固定新生成的金屬。