[發明專利]一種導體的制備方法、柔性金屬導體、應用和導電材料

在審

• 申請號: 202111595622.X
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114023512A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 郭瑞生;李昊東;宋昕;竇小強
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/22;C23C18/32;C23C18/38;C23C18/42;C23C18/20
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 張曉俊

本發明公開了一種導體的制備方法、柔性金屬導體、應用和導電材料，涉及導體生產技術領域；包括如下步驟：將聚二甲基硅氧烷預聚體和固化劑混合，得到混合液；向混合液中添加第一溶劑和苯甲酸銀納米顆粒，并進行混合，混合后進行超聲分散處理得到金屬粒子懸浮液；將柔性基材浸入到金屬粒子懸浮液中0.5?30小時后，取出干燥固化；將固化后的基底浸入能與水互溶的且能夠溶脹PDMS的第二溶劑中進行溶脹處理或者進行氧等離子體處理，再轉移至金屬鹽溶液中通過化學鍍的方法實現基底的金屬化，然后經干燥，得到所述柔性金屬導體。

技術領域

本發明涉及導體生產技術領域，具體是一種導體的制備方法、柔性金屬導體、應用和導電材料。

背景技術

近年來，許多柔性電子產品已經在我們的日常生活中普及，如柔性傳感器、射頻識別卡、 PCB電路板、電磁輻射屏蔽服等。由于金屬(銅和鎳)具有高導電性和低成本的特點，因此在電子產品中通常將其用作導體。當用于柔性和可穿戴電子產品中時，需要將金屬沉積在具有柔韌性或者柔軟的基材上，包括塑料、紙張和紡織品。有真空沉積、電鍍和化學鍍等多種物理和化學沉積方法可用于金屬化。然而，雖然真空沉積適用于表面平整的玻璃和塑料基材，但對于粗糙和多孔的非導電基材因鍍層不連續易致使不導電。化學方法包括電鍍和化學鍍，與電鍍相比化學鍍不需要對基板進行導電預處理，也不需要電鍍設備并考慮電源問題，此方法甚至可以在不考慮工件幾何形狀的情況下進行金屬的連續沉積。因此，化學鍍適用于金屬在各種基板上的低成本、大面積和獨立幾何形狀的制造。

然而，傳統的化學鍍在鍍金屬前為了有效地在基材表面形成催化和活化中心還需要進行多步驟的前處理，例如除油、粗化、中和、敏化、活化。而且多數情況所使用的催化劑為金屬鈀，價格昂貴。所以本發明的目的是為了簡化傳統化學鍍復雜的制備程序并降低制造成本，并形成一種通用的非導電材料金屬化的制備方法

發明內容

為實現上述目的，本發明提供如下一種技術方案：

一種導體的制備方法，包括如下步驟：

將聚二甲基硅氧烷預聚體和固化劑混合，得到混合液；

向混合液中添加第一溶劑和苯甲酸銀納米顆粒，并進行混合，混合后進行超聲分散處理得到金屬粒子懸浮液；

將柔性基材浸入到金屬粒子懸浮液中0.5-30小時后，取出干燥固化；

將固化后的基底浸入能與水互溶的且能夠溶脹PDMS的第二溶劑中進行溶脹處理后，再轉移至金屬鹽溶液中通過化學鍍的方法實現基底的金屬化，然后經干燥，得到所述柔性金屬導體。

作為本發明進一步的方案：所述聚二甲基硅氧烷預聚體和固化劑的質量比為(5～20):1。

作為本發明進一步的方案：所述苯甲酸銀與聚二甲基硅氧烷預聚體的質量比為(0.75-60)：100。

作為本發明再進一步的方案：所述第一溶劑為二異丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氫呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、環己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六環、丙酮中的至少一種。

作為本發明再進一步的方案：所述固化劑為硅烷。

作為本發明再進一步的方案：所述固化后的基底浸入第二溶劑進行溶脹處理或者采用氧等離子體進行親水處理。

作為本發明再進一步的方案：所述第二溶劑為丙酮、四氫呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一種。

為實現上述目的，本發明提供如下另一種技術方案：

一種柔性金屬導體，其采用上述制備方法制得。

為實現上述目的，本發明提供如下另一種技術方案：

一種所述的柔性金屬導體在作為柔性導線和/或電極中的應用。