[发明专利]一种环保型微-纳复合水性导电银浆及其制备方法

说明书

本发明提供一种环保型微‑纳复合水性导电银浆，原料按照重量百分比包括：导电相55‑65％、粘结相20‑25％、添加剂0.1‑1％、去离子水15‑30％，上述组分质量百分比之和为100％；导电相按质量百分比包括：纳米银线15‑30％、微米银片15‑30％、纳米银球10‑15％，上述组分质量百分比之和为100％；将微米银片，纳米银线和纳米银球进行混合复配为导电相，通过优化比例和混合手段使三类银粉进行有效配合，改善银粉的接触特性，搭接的三维导电网络能够提高银浆的导电性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种环保型微-纳复合水性导电银浆，还涉及一种环保型微-纳复合水性导电银浆的制备方法。

背景技术

传统的导电银浆通常采用单一的银粉与有机溶剂混合制备而得，要使导电银浆的电阻率较低往往需要70％左右的银粉，作为贵金属的银成本价较高，在保障导电银浆性能的同时减少金属银的含量来降低成本尤为重要。

同时，传统烧结型导电银浆里面会参杂玻璃粉，玻璃粉的加入会使得银浆的导电性较差，而且烧结型导电银浆在应用时对烧结温度的要求较高。在聚合物型的导电银浆制备过程中通常选用环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂等有机树脂作为粘结相，这些高分子不溶于水，需要采用四氢呋喃、丙酮等作为稀释剂，这类稀释剂在烘干和固化的过程中，会释放有害气体，不利于健康和环保。

专利CN104464887B公开了一种纳米银线导电银浆及其制备方法，其原料由28-32wt％导电银线，25-40wt％树脂，1-10wt％玻璃粉，1-10wt％添加剂，其余为有机溶剂。该专利中单一的纳米银线的导电性能呈现各向异性，应用范围有所限制，且有机溶剂的挥发会对环境造成危害，不利于环保。专利CN103450742公开了一种环保型水性导电油墨，采用超细金属颗粒为导电填料，得到在常温下固化的环保型水性导电银浆油墨。该银浆采用乙二醇和四氢呋喃为粘结相稀释助剂，四氢呋喃在烘干和固化的过程中，会释放有害气体，不利于健康和环保。专利CN105551568A公开了一种用于晶硅太阳能电池的水性环保高效导电银浆，其选用的粘结相为水溶性纤维素树脂，是羟丙基纤维素或水溶性丙烯酸树脂或水分散聚氨酯树脂中的其中一种，使用这种技术生产出不含挥发性有机物(VOCs)的导电银浆，改善环境，符合环境法规要求，减少对人类健康的影响。但是该导电银浆仅采用了球状银粉这一种导电相，没有采用复合导电材料，且球状银粉的含量为70～92wt％，导电相的成本较高，不利于导电性能和成本的优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型微-纳复合水性导电银浆，具有高导电性。

本发明所采用的技术方案是，一种环保型微-纳复合水性导电银浆，原料按照重量百分比包括：导电相55-65％、粘结相20-25％、添加剂0.1-1％、去离子水15-30％，上述组分质量百分比之和为100％；

导电相按质量百分比包括：纳米银线15-30％、微米银片15-30％、纳米银球10-15％，上述组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于：

粘结相为水性丙烯酸改性聚氨酯复合树脂。

添加剂为水性含氟表面活性剂或硅烷偶联剂。

纳米银线长度为10-15μm，直径为40-80nm。

微米银片的厚度为60-70nm。

纳米银球的直径为4-60nm。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种环保型微-纳复合水性导电银浆的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照质量比取纳米银线、微米银片、纳米银球，并将纳米银线、微米银片、纳米银球进行离心洗涤后，置于真空干燥箱中，在40℃、0.08MPa条件下，烘干24h；

步骤2、将经步骤1处理的纳米银线、微米银片、纳米银球进行复配，得到混合银粉；