本發(fā)明涉及電子材料，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉及導(dǎo)電銀漿。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域，導(dǎo)電銀漿作為制造各類電子元器件金屬電極的關(guān)鍵材料，廣泛應(yīng)用于計算機與通信設(shè)備、集成電路與通信顯示、太陽能電池、汽車制造以及各類消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，其成本占電子元件材料成本的30％-70％，性能優(yōu)劣直接左右電子元件的技術(shù)升級與成本控制。
2、傳統(tǒng)導(dǎo)電銀漿一般由導(dǎo)電相銀、粘接相、有機載體(樹脂+有機溶劑)構(gòu)成，在印刷及燒結(jié)過程中，其中有機物的揮發(fā)不僅會造成環(huán)境污染，危害人體健康，還常出現(xiàn)有機物揮發(fā)完成后，玻璃相尚未開始融化的情況，致使導(dǎo)電線路從載體上脫落，導(dǎo)致電路報廢。
3、為滿足電子器件對導(dǎo)電銀漿高性能、環(huán)保、低成本的需求，科研人員與產(chǎn)業(yè)界進行了諸多探索，在導(dǎo)電性能提升方面，采用大小互摻的導(dǎo)電顆粒配制漿料，試圖通過小粒徑顆粒填充大顆粒間隙來形成更致密結(jié)構(gòu)；或是運用納米導(dǎo)電顆粒，期望借助其緊密堆積及降低固化溫度的特性提升電導(dǎo)性；還有在顆粒型漿料中混合金屬化合物材料，利用固化時金屬化合物還原出的金屬“焊接”導(dǎo)電顆粒，增加導(dǎo)電通路，然而，納米導(dǎo)電顆粒成本高昂，且表面包裹的聚合物會在低溫固化時導(dǎo)致顆粒間接觸電阻增大；大小互摻的微米級銀顆粒雖被廣泛應(yīng)用，但小顆粒隨機分布，易干擾大顆粒間接觸，影響導(dǎo)電性能。
4、在環(huán)保方面，有技術(shù)嘗試用無機粘接劑硅酸鹽水泥替代傳統(tǒng)歐姆銀漿中的有機載體，并選用水和乙醇按特定比例混合作為溶劑，雖在一定程度上減少了污染，但在滿足熱敏性柔性基材需求及進一步降低固化溫度上仍有不足，在適應(yīng)柔性電子器件快速發(fā)展方面，現(xiàn)有的導(dǎo)電銀漿在機械性能上，如拉伸強度、彎曲性能及附著力等，難以滿足可穿戴式壓力傳感器電極層、柔性印刷電路板等對材料高柔韌性與強附著力的嚴苛要求，限制了其在新興柔性電子領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。
5、基于上述情況，本發(fā)明提供了一種用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉及導(dǎo)電銀漿。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉及導(dǎo)電銀漿，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉，所述復(fù)合型導(dǎo)電粉為雙殼層核殼結(jié)構(gòu)，包括銀金屬內(nèi)核、二氧化硅中間包覆層和銀納米顆粒自組裝外層，其特征在于：所述銀金屬內(nèi)核由金屬銀構(gòu)成，粒徑為1-3μm；
3、所述二氧化硅中間包覆層通過溶膠-凝膠法制備，均勻包覆于銀金屬內(nèi)核表面，厚度為5-20nm；
4、所述銀納米顆粒自組裝外層由粒徑50-100nm的銀納米顆粒構(gòu)成，通過光誘導(dǎo)沉積技術(shù)包覆于二氧化硅中間包覆層表面，形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；
5、所述復(fù)合型導(dǎo)電粉經(jīng)波長254nm、功率50mw/cm2的紫外光輻照處理10min，表面產(chǎn)生氧空位，載流子濃度較處理前增加2個數(shù)量級。
6、優(yōu)選地，所述二氧化硅中間包覆層的制備方法包括：
7、將銀金屬內(nèi)核分散于體積比為1:(3-5)的正硅酸乙酯/乙醇混合溶液中，加入占溶液體積1-3％的氨水作為催化劑，在50-70℃下攪拌水解2-4h，形成銀-二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)。
8、優(yōu)選地，所述銀納米顆粒自組裝外層的制備方法包括：
9、將銀-二氧化硅核殼顆粒分散于濃度0.1-0.3mol/l的硝酸銀溶液中，加入葡萄糖作為還原劑，在365nm紫外光下輻照30min，使銀納米顆粒原位還原并自組裝于二氧化硅表面，其中，葡萄糖與硝酸銀的摩爾比為1:1-1:2。
10、一種導(dǎo)電銀漿，采用上述的復(fù)合型導(dǎo)電粉進行制備，按質(zhì)量百分比計，包括以下組分：
11、復(fù)合型導(dǎo)電粉60％；
12、氧化鈰改性玻璃粉3％，其中氧化鈰占玻璃粉質(zhì)量的10-20％，玻璃粉粒徑為1-5μm；
13、石墨烯納米片0.5％，橫向尺寸0.5-2μm，厚度1-5層；
14、熱塑性聚氨酯樹脂15％；
15、二價酸酯溶劑21.5％，由丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯按1:1:1體積比混合而成；
16、所述導(dǎo)電銀漿的體積電阻率≤1.2×10-6ω·cm，在120℃下固化20min后形成導(dǎo)電膜。
17、優(yōu)選地，所述氧化鈰改性玻璃粉的制備方法包括：
18、將玻璃粉與氧化鈰粉末混合后，在600-800℃下燒結(jié)2-4h，玻璃粉的基礎(chǔ)成分為二氧化硅-三氧化二硼-氧化鉛系玻璃，質(zhì)量比為70:20:10。
19、優(yōu)選地，所述石墨烯納米片通過改進的hummers法制備，表面含氧基團含量≤5％，經(jīng)超聲分散后在銀漿中形成均勻?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò)。
20、優(yōu)選地，所述二價酸酯溶劑中的揮發(fā)性有機物含量≤50g/l。
21、優(yōu)選地，具體包括以下制備方法：
22、s1、將熱塑性聚氨酯樹脂與二價酸酯溶劑按1:(1.2-1.5)的質(zhì)量比混合，在70℃下攪拌至完全溶解，得到載體溶液；
23、s2、向s1步驟中的載體溶液中依次加入復(fù)合型導(dǎo)電粉、氧化鈰改性玻璃粉、石墨烯納米片，采用直徑為3mm的氧化鋯球進行球磨分散，球料比3:1，轉(zhuǎn)速500rpm，時間2h；
24、s3、將分散后的漿料在-0.1mpa真空度下脫泡30min，即得所述導(dǎo)電銀漿。
25、優(yōu)選地，在s2步驟中，球磨分散過程在惰性氣體保護下進行，避免銀納米顆粒氧化，所述惰性氣體為氮氣。
26、優(yōu)選地，所述導(dǎo)電銀漿用于制備柔性電子器件，所述柔性電子器件包括：厚度≤100μm的柔性印刷電路板，可穿戴式壓力傳感器的電極層，基于pet基板的有機太陽能電池電極。
27、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：
28、1、本發(fā)明采用銀金屬內(nèi)核-二氧化硅中間層-銀納米顆粒外層的雙殼層核殼結(jié)構(gòu)，結(jié)合光活化處理技術(shù)，形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)并產(chǎn)生氧空位提升載流子濃度，使導(dǎo)電銀漿體積電阻率低至1.2×10-6ω·cm，此外，二氧化硅包覆層隔絕銀核氧化，配合氧化鈰改性玻璃粉，顯著提升耐酸堿性能，延長導(dǎo)電銀漿使用壽命；
29、2、本發(fā)明使用二價酸酯溶劑與熱塑性聚氨酯樹脂的復(fù)合載體體系，將固化溫度降至120℃，較傳統(tǒng)工藝降低180℃，適配熱敏性柔性基材，同時溶劑揮發(fā)性有機物含量符合標準，在實現(xiàn)低溫高效固化的同時，減少環(huán)境污染與能耗成本；
30、3、本發(fā)明石通過墨烯納米片與核殼結(jié)構(gòu)導(dǎo)電粉協(xié)同增強，使導(dǎo)電銀漿拉伸強度提升50％，可承受500次彎曲循環(huán)無斷裂，而且結(jié)合低粘度配方與良好的基材潤濕性，其附著力達劃格法0級標準，適用于柔性印刷電路板、可穿戴傳感器等多種柔性電子器件制造，極大拓展了應(yīng)用場景。
1.一種用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉，所述復(fù)合型導(dǎo)電粉為雙殼層核殼結(jié)構(gòu)，包括銀金屬內(nèi)核、二氧化硅中間包覆層和銀納米顆粒自組裝外層，其特征在于：所述銀金屬內(nèi)核由金屬銀構(gòu)成，粒徑為1-3μm；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉，其特征在于：所述二氧化硅中間包覆層的制備方法包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制備導(dǎo)電銀漿的復(fù)合型導(dǎo)電粉，其特征在于：所述銀納米顆粒自組裝外層的制備方法包括：
4.一種導(dǎo)電銀漿，采用權(quán)利要求3所述的復(fù)合型導(dǎo)電粉進行制備，其特征在于：按質(zhì)量百分比計，包括以下組分：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電銀漿，其特征在于：所述氧化鈰改性玻璃粉的制備方法包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電銀漿，其特征在于：所述石墨烯納米片通過改進的hummers法制備，表面含氧基團含量≤5％，經(jīng)超聲分散后在銀漿中形成均勻?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電銀漿，其特征在于：所述二價酸酯溶劑中的揮發(fā)性有機物含量≤50g/l。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電銀漿，其特征在于：具體包括以下制備方法：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電銀漿，其特征在于：在s2步驟中，球磨分散過程在惰性氣體保護下進行，避免銀納米顆粒氧化，所述惰性氣體為氮氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電銀漿，其特征在于：所述導(dǎo)電銀漿用于制備柔性電子器件，所述柔性電子器件包括：厚度≤100μm的柔性印刷電路板，可穿戴式壓力傳感器的電極層，基于pet基板的有機太陽能電池電極。