[发明专利]一种高导电铜浆、制备方法、柔性高导电铜膜及其应用

说明书

本发明属于导电材料技术领域，涉及一种高导电铜浆、制备方法、柔性高导电铜膜及其应用。本发明的高导电铜浆，由以下各原料成分组成，100份抗氧化微米铜粉、15‑30份酚醛树脂、10‑40份固化剂、10‑80份有机溶剂，还可以包括有机酯类化合物添加剂。本发明的高导电铜浆固化成膜后具有电阻率低、一致性好、耐弯折、在不同的环境下稳定性好的特点，可在柔性产品中广泛应用。

技术领域

本发明属于导电材料技术领域，涉及一种高导电铜浆、制备方法、柔性高导电铜膜及其应用。

背景技术

折叠屏手机、曲面屏电子书等越来越多的柔性电子凭借其广泛的应用场景得到了大量的关注和研究，其核心元件的柔性导电设计是器件制备的关键。柔性导电设计目前主要有两种策略实现：

其一，通过材料的微纳结构设计实现刚性无机材料的柔性化，当材料的尺寸降低到微纳米尺度后，本身坚硬的材料将表现出可弯曲的柔韧特性，一般可通过气相沉积、电镀、压延、拉伸、蒸镀等手段实现。例如，专利CN 112435776A采用聚合物薄膜为柔性基底，在其上通过等离子体表面处理或真空蒸镀等手段制备了Cu、Al、Ag等不同金属材料的导电薄膜。该薄膜可以在较低的面密度下呈现出较好的柔性，兼具高导电性特征。但此工艺对处理条件、气氛、参数等要求严苛，且所用设备成本较高，难以实现大规模的工业化生产。

其二，采用印刷型导电浆料，通过丝网印刷技术进行浆料转印，制备成柔性导电膜，再将其作为柔性电子器件构筑单元。通常的，选用高分子-金属粉混合导电浆料作为印刷技术中的优选材料来制备柔性高导电膜，可以较快实现大批量、低成本、高效率的柔性器件加工与集成，因此广泛应用在诸多柔性电子产品的制作中。

目前，以印刷型导电浆料为原料制备的柔性导电膜，根据导电填料不同，又可分为碳系导电膜和金属导电膜两种，碳系导电膜大部分是以碳黑、石墨烯、碳纳米管等填料为主的导电油墨所制备的导电膜，其材料生产成本较低，也可实现发热、电磁屏蔽等多种功能，但所制得的膜导电性较差，并不能满足一些高精度产品的需求；金属导电膜是使用以贵金属或复合金属为填料，有机树脂为粘结剂的导电浆料，通过涂布、印刷等方式所制备而成的，制备工艺相对简单，但该类膜大多使用贵金属银作为原材料，本身价格高昂，且在电子器件中会存在银离子迁移等问题，使得电子器件使用寿命受到影响。例如，专利CN105810364A提出了一种银系导电薄膜，该导电膜以银纳米线为主体，并使用稀酸溶液对膜层处理，提高了薄膜的导电性与表面平整度，使其具有一定的机械柔性，但是在涂布过程中银纳米线易发生局部团聚，使得薄膜方阻分布不均，影响后端产品使用效果。专利CN112768143A以丙烯酸钠、丙烯酰胺作为聚合物单体，过硫酸钾作为引发剂，以银氨溶液制备出的含银单质粒子为导电填料，来制备多孔凝胶膜材料。该材料通过聚合物自身多孔的高吸附性，实现了银粒子在材料中的的吸附和均匀分布。但此方法需要通过后续的干燥和压制加工才能实现基体材料的紧致柔性功能，因此限制了该材料的应用场景。

为实现柔性电子领域中高导电性、高柔性、高稳定性导电膜的大规模低成本制备，越来越多的研究将目光集中于贱金属铜粉为填料的导电铜浆。铜金属由于导电好、成本低，因此其粉末常用于作为导电浆料的导电成分，特别是面径比大的片状铜粉。对于导电薄膜，有两个重要的基本性能指标，一个是电阻率要尽量低，另一个是在不同的工作环境中能长时间维持低电阻率(在柔性电子产品的寿命内，电阻率波动要尽量小)。但是铜粉易被氧化，在现有的技术中，即使事先除去铜表面的氧化层或者在浆料中加入能去除铜表面氧化层的物质，铜浆固化后铜材料表面仍然较容易被氧化，导致导电性变差，影响产品性能。现有的铜粉和铜浆的抗氧化技术有待突破，相关应用才能得到推广。

因此，急需开发出一种铜粉和铜浆的有效抗氧化技术，以及高导电浆料的配制技术，以此来制备出一种高导电、抗氧化的柔性薄膜，用于柔性电子领域。

发明内容

基于上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种高导电铜浆。

本发明的另一目的是提供一种高导电铜浆的制备方法。