[发明专利]用于丝网印花的液态金属导电组合物、制备方法及其应用

权利要求书

1. 一种用于丝网印花的液态金属导电组合物，其特征在于所述液态金属导电组合物中，含有蚕丝丝素3-8wt %，液态金属4-10wt %，高粘度聚合物1wt%，余量为水，液态金属导电组合物的总重量计为100%；

所述蚕丝丝素的分子量为8000-14000；

所述液态金属为镓铟合金、镓锡合金、镓铟锡合金、镓锌合金、铝锂合金、钠钾合金、镓铷合金或镓铯合金中的一种或几种；

所述高粘度聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、水解聚丙烯酰胺(HPAM)中的一种或两种；

所述液态金属导电组合物的制备方法包括以下步骤：

（1）丝素的制备：将蚕茧经过脱胶，溶解，透析，冷冻干燥，得到纯净的丝素；蚕丝丝素的制备方法具体是：

a、蚕茧脱胶：将桑蚕茧用Na₂CO₃溶液以1:20-80浴比在100℃下煮沸10-60分钟，重复2-6次，得到脱胶丝素；

b、丝素溶解：配制 CaCl₂：H₂O：C₂H₅OH摩尔比为1：（1-5）：（2-10）的混合溶剂，将丝素以1：（8-12）的浴比，置于75±2℃的水浴锅内恒温搅拌直至完全溶解即得棕黄色的丝素-氯化钙溶液；

c、透析：将步骤b所得的丝素-氯化钙溶液导入洁净透析袋中，用水透析3-7天，取出后离心过滤去除固体杂质，放入冰箱冷冻；

d、冷冻干燥：将步骤c所获得的冷冻丝素-氯化钙溶液在-100℃到-10℃，10-50 Pa 条件下冷冻干燥，得到干燥丝素；

（2）丝素水溶液制备：将步骤（1）得到的丝素与水混合，在20-80℃温度下搅拌，搅拌时间为2-12 h，得到丝素水溶液；

（3）导电组合物的制备：在步骤（2）得到的丝素水溶液中加入配方量的液态金属，冰浴超声混合后，得到导电组合物；

（4）糊料制备：在步骤（3）得到的导电组合物中加入高粘度聚合物，充分搅拌后得到具有一定粘度的导电组合物。

2.一种权利要求1所述的用于丝网印花的液态金属导电组合物的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）丝素的制备：将蚕茧经过脱胶，溶解，透析，冷冻干燥，得到纯净的丝素；蚕丝丝素的制备方法具体是：

a、蚕茧脱胶：将桑蚕茧用Na₂CO₃溶液以1:20-80浴比在100℃下煮沸10-60分钟，重复2-6次，得到脱胶丝素；

b、丝素溶解：配制 CaCl₂：H₂O：C₂H₅OH摩尔比为1：（1-5）：（2-10）的混合溶剂，将丝素以1：（8-12）的浴比，置于75±2℃的水浴锅内恒温搅拌直至完全溶解即得棕黄色的丝素-氯化钙溶液；

c、透析：将步骤b所得的丝素-氯化钙溶液导入洁净透析袋中，用水透析3-7天，取出后离心过滤去除固体杂质，放入冰箱冷冻；

d、冷冻干燥：将步骤c所获得的冷冻丝素-氯化钙溶液在-100℃到-10℃，10-50 Pa 条件下冷冻干燥，得到干燥丝素；

（2）丝素水溶液制备：将步骤（1）得到的丝素与水混合，在20-80℃温度下搅拌，搅拌时间为2-12 h，得到丝素水溶液；

（3）导电组合物的制备：在步骤（2）得到的丝素水溶液中加入配方量的液态金属，冰浴超声混合后，得到导电组合物；

（4）糊料制备：在步骤（3）得到的导电组合物中加入高粘度聚合物，充分搅拌后得到具有一定粘度的导电组合物。

3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中丝素与水混合的质量比为1:10-50，磁力搅拌时间为4-8 h。

4.一种权利要求1所述的用于丝网印花的液态金属导电组合物在构建平面微型储能器件方面的应用，其特征在于：该液态金属导电组合物作为导电糊料进行导电基底制备，具体方法是：用丝网印花的方式刮印4次将导电糊料印制在尼龙滤膜上，获得导电基底图案，经机械烧结得到具有导电性的储能器件；

机械烧结的过程是：采用材质较软的毛刷刷导电基底表面5-10分钟，通过机械摩擦力的作用和液态金属自愈合特性的双重作用，去除印花图案表面的丝素，使光亮的液态金属暴露出来，恢复印花图案导电性。