[发明专利]一种基于银粉和PDMS的柔性导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明适用于柔性导电薄膜技术领域，公开了一种基于银粉和PDMS的可拉伸、超灵敏的柔性导电薄膜及其制备方法。制备方法，包括以下步骤：制备银粉、PDMS预聚物和PDMS固化剂；将所述银粉进行研磨、清洗、干燥后，加入所述PDMS预聚物中混匀再加入所述PDMS固化剂混匀得到液态柔性导电薄膜；将所述液态柔性导电薄膜涂匀至设定厚度并固化后得到柔性导电薄膜。柔性导电薄膜，包括银粉和PDMS薄膜基体，所述银粉均匀分散于所述PDMS薄膜基体内。本发明提供的一种基于银粉和PDMS的柔性导电薄膜及其制备方法，其制备工艺简单、不涉及有害化学试剂、对设备要求低，产品在导电性和拉伸性上表现较佳。

技术领域

本发明属于柔性导电薄膜技术领域，尤其涉及一种基于银粉和PDMS的柔性导电薄膜及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展和进步，柔性电子领域和可穿戴电子设备呈现出巨大的市场前景，全球主要的消费电子公司几乎都推出了各自的可穿戴产品，尤其在一些具有生理监测功能方面的应用得到广泛关注。由于这一类产品的工作环境在人体复杂不规则的皮肤表面，这就要求可穿戴设备的传感技术具有更大的灵活性和柔韧性，最好还要具有生物相适性，免于与人体产生不良反应。基于传统刚性基底的传感器显然与柔性的人体复杂的三维皮肤表面存在机械上的不匹配，这会影响用户的体验和测量结果。随着电子技术和材料科学的发展，满足上述特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

目前的基于银粉和PDMS的可拉伸柔性导电薄膜的制备方法主要有以下几种：

1、将苯乙烯(St，48.5g)、二乙烯基苯(DVB,1.5g)和偶氮二异丁腈(AIBN，2.0g)的混合物加入500mL的四颈圆底烧瓶中，该烧瓶含有2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、135g乙醇和15g水，将烧瓶置于油浴中，并保持在70℃。混合液通过鼓泡氮气脱氧，同时搅拌。24小时后，将烧瓶从油浴中取出，在空气中冷却。用去离子水对得到的交联聚苯乙烯/银粉(PS@Ag)微球进行多次离心纯化。将PDMS预聚物和固化剂以混合，然后添加制备的核壳PS@Ag填料，以2000rpm的速度混合5分钟。然后将混合物在真空下脱气10分钟，随后将粘性混合物浇注到模具中并刮平以制备导电膜，或用手工丝网印刷法直接印刷在基板上，以获得各种导电图案，然后在80℃下加热4小时固化。

2、将PDMS预聚物和固化剂(184)混合。然后将二苯甲酮(3％重量比)和银粉(17％-22％体积比)加入PDMS混合物中并脱气15分钟。然后将制备的PDMS-Ag光刻胶混合物旋涂到柔性衬底(例如，聚酯或硅酮)上30秒。将旋涂的晶片加载到距离光掩模版50个间距的地方。12mW/cm的紫外线照射10分钟后，在120个重紫外线照射剂量(7200mJ/cm对于在银粒子的光透射显著衰减下诱导完全的光化学反应是必要的)下进行50秒的曝光后烘焙。在曝光后烘焙期间，未曝光区域完全交联，而曝光区域保持未固化。将未固化的PDMS置于甲苯中5秒以移除。显影后用2-丙醇冲洗，氮气流吹干。将柔性衬底上制备的图案层压或氧等离子体键合形成多层器件。最后，使用热压缩步骤将微加工装置模塑成用于生物医学应用的期望形状。