CN114023512A - 一种导体的制备方法、柔性金属导体、应用和导电材料 - Google Patents

一种导体的制备方法、柔性金属导体、应用和导电材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种导体的制备方法、柔性金属导体、应用和导电材料，涉及导体生产技术领域；包括如下步骤：将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂混合，得到混合液；向混合液中添加第一溶剂和苯甲酸银纳米颗粒，并进行混合，混合后进行超声分散处理得到金属粒子悬浮液；将柔性基材浸入到金属粒子悬浮液中0.5‑30小时后，取出干燥固化；将固化后的基底浸入能与水互溶的且能够溶胀PDMS的第二溶剂中进行溶胀处理或者进行氧等离子体处理，再转移至金属盐溶液中通过化学镀的方法实现基底的金属化，然后经干燥，得到所述柔性金属导体。

Description

一种导体的制备方法、柔性金属导体、应用和导电材料
技术领域
本发明涉及导体生产技术领域，具体是一种导体的制备方法、柔性金属导体、应用和导电材料。
背景技术
近年来，许多柔性电子产品已经在我们的日常生活中普及，如柔性传感器、射频识别卡、 PCB电路板、电磁辐射屏蔽服等。由于金属(铜和镍)具有高导电性和低成本的特点，因此在电子产品中通常将其用作导体。当用于柔性和可穿戴电子产品中时，需要将金属沉积在具有柔韧性或者柔软的基材上，包括塑料、纸张和纺织品。有真空沉积、电镀和化学镀等多种物理和化学沉积方法可用于金属化。然而，虽然真空沉积适用于表面平整的玻璃和塑料基材，但对于粗糙和多孔的非导电基材因镀层不连续易致使不导电。化学方法包括电镀和化学镀，与电镀相比化学镀不需要对基板进行导电预处理，也不需要电镀设备并考虑电源问题，此方法甚至可以在不考虑工件几何形状的情况下进行金属的连续沉积。因此，化学镀适用于金属在各种基板上的低成本、大面积和独立几何形状的制造。
然而，传统的化学镀在镀金属前为了有效地在基材表面形成催化和活化中心还需要进行多步骤的前处理，例如除油、粗化、中和、敏化、活化。而且多数情况所使用的催化剂为金属钯，价格昂贵。所以本发明的目的是为了简化传统化学镀复杂的制备程序并降低制造成本，并形成一种通用的非导电材料金属化的制备方法
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下一种技术方案：
一种导体的制备方法，包括如下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂混合，得到混合液；
向混合液中添加第一溶剂和苯甲酸银纳米颗粒，并进行混合，混合后进行超声分散处理得到金属粒子悬浮液；
将柔性基材浸入到金属粒子悬浮液中0.5-30小时后，取出干燥固化；
将固化后的基底浸入能与水互溶的且能够溶胀PDMS的第二溶剂中进行溶胀处理后，再转移至金属盐溶液中通过化学镀的方法实现基底的金属化，然后经干燥，得到所述柔性金属导体。
作为本发明进一步的方案：所述聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂的质量比为(5～20):1。
作为本发明进一步的方案：所述苯甲酸银与聚二甲基硅氧烷预聚体的质量比为(0.75-60)：100。
作为本发明再进一步的方案：所述第一溶剂为二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
作为本发明再进一步的方案：所述固化剂为硅烷。
作为本发明再进一步的方案：所述固化后的基底浸入第二溶剂进行溶胀处理或者采用氧等离子体进行亲水处理。
作为本发明再进一步的方案：所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
为实现上述目的，本发明提供如下另一种技术方案：
一种柔性金属导体，其采用上述制备方法制得。
为实现上述目的，本发明提供如下另一种技术方案：
一种所述的柔性金属导体在作为柔性导线和/或电极中的应用。
为实现上述目的，本发明提供如下另一种技术方案：
一种导电材料，包括柔性基底，还包括所述的柔性金属导体；所述柔性金属导体设置在所述柔性基底上。
本发明实施例提供的一种柔性的金属导体的制备方法，不需对基底进行预处理，可采用浸涂的方式将金属纳米颗粒直接固定在多种柔性基底上，然后依次通过化学镀金属盐溶液处理在柔性基底上形成高黏附、高导电和柔韧性能的金属导体。与现有技术相比，本发明具有如下有益的效果：
1、本发明工艺简便省时，仅通过简单两步溶液处理法即可实现柔性金属导体的制备，十分适合工业化生产。
2、本发明制备柔性金属导体的方法对纤维结构以及平面结构的衬底具有普适性，柔性基底在浸入金属粒子悬浮液后，金属粒子可以吸附在柔性基底的表面，取出加热固化后，金属粒子被紧密的包裹在了柔性基底的表面，使得化学镀得到的金属渗透入PDMS内部，所以在 PDMS的作用下金属能够紧紧地锚固到基底，而且基材不需要进行前处理。
3、本发明提供的方法，可实现柔性金属导体的制备，既可作为大面积导体，也可作为导线和金属电极。
4、本发明可制备多种类型的柔性金属结构，如Cu、Ni、Au、Ag，可适用于不同的用途。
5、本发明制备的柔性金属导体表现出良好的柔性，可承受大幅度的形变，如弯曲、折叠、卷绕与扭曲等。
附图说明
图1为本发明制得的柔性金属导体的结构示意图。
图2为本发明实施例1制得的滤纸表面浸涂后的PDMS-Ag(PDMS承载催化剂层)的扫描电镜图，以及无电沉积后形成柔性金属导体的扫描电镜图。
图3为本发明实施例以1在滤纸上浸涂PDMS-Ag催化剂层后化学镀Cu形成样品的各组分 X射线光电子能谱图。包括滤纸、滤纸上PDMS-Ag催化剂层、滤纸上印刷PDMS-Ag后化学镀N i三组样品。
图4为本发明实施例1采用浸涂法在滤纸表面制备金属层的胶带粘附力测试图。
图5为本发明实施例1采用浸涂法在滤纸表面制备金属层得到的导电纸弯曲性能测试图
图6为本发明实施例1采用浸涂法在滤纸表面制备金属层得到的导电纸的折叠性能测试图。
图7为本发明实施例3采用浸涂法在三聚氰胺海绵表面浸涂后的PDMS-Ag(PDMS承载催化剂层)的扫描电镜图，以及无电沉积后形成柔性金属导体的扫描电镜图。
图8为本发明实施例4采用浸涂法在PET表面制备金属层得到的导电PET的弯曲性能测试图。
图中：1、柔性基底；2、PDMS承载的催化剂层；3、化学镀金属层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
以下实施例所述的制备方法制得的柔性金属导体，大体形成的层数可由图1的示意图所展示。第1层为柔性基底1；第2层为浸涂后固化的PDMS承载的催化剂层2，第3层为化学镀沉积的化学镀金属层3。
实施例1
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 10:1混合，加上40ml的第一溶剂，再加入5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。将定性滤纸浸入到悬浮液中浸泡24小时后取出80℃下干燥2小时。
进一步的，所述苯甲酸银与聚二甲基硅氧烷预聚体的质量比为(0.75-60)：100。
干燥处理后将负载有PDMS-Ag的滤纸进行氧等离子体处理使其亲水，70W功率下处理3 分钟。接下来将亲水处理后的PDMS-Ag滤纸浸入化学镀镍溶液中加热到50℃施镀2小时，化学镀镍溶液的A组分为：Ni2SO4·5H2O(40克/升)、柠檬酸钠(20克/升)、乳酸(10克/升)；化学镀镍溶液的B组分为二甲基胺硼烷(1克/升)，A和B组分以体积比4:1混合，加氨水调节pH≈8。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到滤纸基材上的金属层，即为柔性金属导体。
所述固化后的基底浸入第二溶剂进行溶胀处理或者采用氧等离子体进行亲水处理。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述亲水处理为氧等离子体处理。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
通过扫描电子显微镜对PDMS-Ag滤纸以及沉积Ni之后的滤纸表面进行表征，结果如图2、3所示。图2a为PDMS-Ag滤纸的表面形貌，可以看出，PDMS-Ag紧密的包裹在滤纸纤维的表面。图2b为化学沉积Ni金属层后的滤纸。
为了证实实施例1所印刷金属图案的化学成分，对滤纸、印有PDMS-Ag的滤纸以及化学镀Ni后的滤纸进行的X射线光电子能谱分析。结果如图3所示，在化学沉积之后在表面检测出了金属Ni的峰，表明金属Ni成功地沉积到了滤纸上。
本发明方法在滤纸上通过浸涂法在表面附着一层PDMS-Ag催化剂层，并通过两步溶液法处理得到高导电性的Ni/PDMS-Ag。与此同时，Ni层与滤纸之间由于有PDMS连接，使得两者之间具有很强的粘附性能。如图4所示，采用透明胶带撕Ni层厚，胶带有胶一面的胶反而粘附到了Ni表面，Ni层没有被破坏；表明Ni层与滤纸之间具有很强的附着力。
基于实施例1制备的Ni/PDMS-Ag导电滤纸，本发明测试了其耐机械形变性能。将导电纸裁成3cm长、0.5cm宽的长条形状，夹在自建的拉伸台上，初始电阻为1.59Ω，通过拉伸台的收缩和拉伸进行导电纸的弯曲测试。压缩前导电纸是平的，拉伸过程中导电纸的导电一面向上弯曲，压缩到纸的左右两端平行时停止压缩，弯曲角度从0°～180°，此后由压缩变为拉伸，导电纸逐渐被拉平，整个压缩-拉伸过程为1次弯曲循环过程。由图5导电纸的归一化电阻(R/R0)随弯曲循环次数的变化情况可见：在弯曲10000次的过程中电阻逐渐增大，但依旧保持了很好的导电性能。表明导电纸具有很好的弯曲性能。进一步的对Ni/PDMS-Ag导电滤纸的折叠性能进行了测试，将导电纸裁成3cm长、0.5cm宽的长条形状，并完全折叠，夹在自建的拉伸台上，初始电阻为3.35Ω，通过拉伸台的收缩和拉伸进行导电纸的折叠测试。由图6导电纸的归一化电阻(R/R0)随弯曲循环次数的变化情况可见：在折叠5000次的过程中电阻逐渐增大，表明导电纸具有很好的折叠性能。
所述固化剂为硅烷。
实施例2
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 10：1混合，加上40ml的第一溶剂，再加入5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将定性滤纸浸入到悬浮液中浸泡24小时后取出80℃下干燥2小时。将处理后的基底浸入能与水互溶的且能够溶胀PDMS的第二溶剂中得到负载有PDMS-Ag的滤纸。接下来将PDMS-Ag滤纸浸入化学镀镍溶液中加热到50℃分别化学沉积30min延长到60min、120min、180min、240min以及300min。化学镀镍溶液的A组分为：Ni2SO4·5H2O(40克/ 升)、柠檬酸钠(20克/升)、乳酸(10克/升)；化学镀镍溶液的B组分为二甲基胺硼烷(1克/ 升)，A和B组分以体积比4:1混合，加氨水调节pH≈8。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到滤纸基材上的金属层，即为柔性金属导体。所述苯甲酸银与聚二甲基硅氧烷预聚体的质量比为(0.75-60)：100
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
进一步的，所述苯甲酸银与聚二甲基硅氧烷预聚体的质量比为(0.75-60)：100。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
所述固化后的基底浸入第二溶剂进行溶胀处理或者采用氧等离子体进行亲水处理。
表1为上述在滤纸表面得到的不同化学镀Ni时间得到的镍层，不同的化学镀时间可得到不同厚度的镍层，对应不同的面阻。详细地，化学镀时间由30min延长到60min、120min、 180min、240min和300min，对应地可得到7.5μm、8.4μm、10.2μm、12μm、13.6 μm和14.9μm厚度的铜层，时间越长镍层越厚；同时，随着厚度增加，镍层的面阻逐渐地减小，有11.24Ω/□减小到3.86Ω/□、0.86Ω/□、0.29Ω/□、0.11Ω/□和0.10Ω/ □。沉积时间为300分钟的Ni层，其面电阻非常低，表明本发明方法制备的Ni层具有极高的导电性。
表1不同化学镀Cu时间得到的Cu层厚度及面阻
Figure BDA0003431032940000051
实施例3
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 10:1混合，加上40ml的第一溶剂，再加入5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将三聚氰胺海绵浸入到悬浮液中浸泡24小时后取出80℃下干燥2小时。将处理后的基底浸入能与水互溶的且能够溶胀PDMS的第二溶剂中得到负载有PDMS-Ag的滤纸。接下来将PDMS-Ag三聚氰胺海绵浸入化学镀铜溶液中加热到50℃化学沉积2小时。化学镀铜溶液组分为：CuSO4·5H2O(15克/升)、C4H12KNaO10(14克/升)、C10H14N2Na2O8(19.5克/ 升)、NaOH(14.5克/升)、2，2联吡啶(0.02克/升)、K4Fe(CN)6(0.01克/升)、HCHO(15 毫升/升)。化学镀铜后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到金属化的三聚氰胺海绵。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
通过扫描电子显微镜对PDMS-Ag海绵以及沉积Cu之后的海绵进行表征，结果如图7所示。图7a为PDMS-Ag海绵的表面形貌，可以看出，PDMS-Ag紧密的包裹在海绵骨架结构的表面。图7b为化学沉积Cu金属层后的海绵。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例4
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比10:1混合，加上40ml的第一溶剂，再加入5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的表面进行打磨，使其变得粗糙，从而更好的容纳金属粒子。打磨后依次使用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，然后将PET浸入到悬浮液中浸泡24小时后取出80℃下干燥2小时。将处理后的基底浸入能与水互溶的且能够溶胀 PDMS的第二溶剂中得到负载有PDMS-Ag的PET；随后将负载有PDMS-Ag的PET在四氢呋喃中浸泡10min进行溶胀。将溶胀处理后的PDMS-Ag PET浸入化学镀铜溶液中加热到50℃化学沉积2小时。化学镀铜溶液组分为：CuSO4·5H2O(15克/升)、C4H12KNaO10(14克/升)、C10H14N2Na2O8(19.5克/升)、NaOH(14.5克/升)、2，2联吡啶(0.02克/升)、K4Fe(CN)6(0.01克/升)、 HCHO(15毫升/升)。化学镀铜后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到金属化的PET薄膜。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
表2为上述在PET表面得到的不同化学镀Cu时间得到的铜层，不同的化学镀时间可得到不同厚度的铜层，对应不同的面阻。详细地，化学镀时间由30min延长到60min、90min、120min和150min。对应地可得到0μm、3.33μm、4.5μm、5μm和5.37μm厚度的铜层，时间越长铜层越厚；同时，随着厚度增加，铜层的面阻逐渐地减小,由60min的182.9 mΩ/□减小到15.53mΩ/□、7.58mΩ/□和4.58mΩ/□。沉积时间为150分钟的铜层，其面电阻非常低，表明本发明方法制备的铜层具有极高的导电性。
表2不同化学镀Cu时间得到的Cu层厚度及面阻
Figure BDA0003431032940000071
基于实施例4制备的Cu/PDMS-Ag导电PET，本发明测试了其耐机械形变性能。将导电PET 裁成3cm长、0.5cm宽的长条形状，夹在自建的拉伸台上，初始电阻为1.0Ω，通过拉伸台的收缩和拉伸进行导电纸的弯曲测试。弯曲角度从0°～180°，曲率半径为0.9mm。整个压缩-拉伸过程为1次弯曲循环过程。由图8导电PET的归一化电阻R随弯曲循环次数的变化情况可见：如此小的曲率半径下，在弯曲5000次的过程中电阻只增加了千分之一，表明导电PET具有很好的弯曲性能。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例5
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 10:1混合，加上40ml的第一溶剂，再加入5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将无尘纸浸入到悬浮液中浸泡24小时后取出80℃下干燥2小时。将负载有PDMS-Ag的无尘纸进行氧等离子体处理，70W功率下处理3分钟。接下来将亲水处理后的PDMS-Ag无尘纸浸入化学镀金溶液中50℃下化学沉积2小时，化学镀金溶液组分为：HAuCl4·4H2O(15克/升)、C4H12KNaO10(14克/升)、C10H14N2Na2O8(19.5克/升)、NaOH(14.5克 /升)、2，2联吡啶(0.02克/升)、K4Fe(CN)6(0.01克/升)、HCHO(15毫升/升)。化学镀金后，用去离子水清洗，在烘箱中50℃干燥15分钟，即得到无尘纸基材上金属层，即为柔性金属导体。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例6
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 10:1混合，加上40ml的第一溶剂，再加入5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将纯棉织物浸入到悬浮液中浸泡24小时后取出80℃下干燥2小时。将负载有PDMS-Ag的纯棉织物进行氧等离子体处理，70W功率下处理3分钟。接下来将亲水处理后的PDMS-Ag纯棉织物浸入化学镀银溶液中室温化学沉积2小时，镀液组分为：A组分为AgNO3 (1克/升)、乙二胺四乙酸二钠(60克/升)、异丙醇(88毫升/升)、乙酸(12毫升/升)和 NH4OH(400毫升/升)的水溶液；B组分为水合肼(3毫升/升)、汞(2毫升/升)和乙醇(400 毫升/毫升)水溶液。A和B组分以体积比5:3混合形成化学镀银液。化学镀银后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到纯棉织物上的金属银层，即为柔性金属导体。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例7
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 20:1混合，加上45ml的第一溶剂，再加入4mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将定性滤纸浸入到悬浮液中浸泡28小时后取出90℃下干燥2.5小时。随后浸入能与水互溶的且能够溶胀PDMS的第二溶剂中得到负载有PDMS-Ag的滤纸。接下来将处理后的PDMS-Ag滤纸浸入化学镀镍溶液中加热到55℃施镀2.5小时，化学镀镍溶液的A组分为：Ni2SO4·5H2O(40克/升)、柠檬酸钠(20克/升)、乳酸(10克/升)；化学镀镍溶液的B组分为二甲基胺硼烷(1克/升)，A和B组分以体积比4:1混合，加氨水调节pH≈8。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到滤纸基材上的金属层，即为柔性金属导体。与传统的以钯为催化剂的化学镀相比，本发明工艺简便省时，仅通过简单两步溶液处理法即可实现柔性金属导体的制备，而且以更便宜、更环保的Ag为催化剂，十分适合工业化生产。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例8
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比5：1混合，加上35ml的第一溶剂，再加入6mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将定性滤纸浸入到悬浮液中浸泡20小时后取出70℃下干燥1.5小时。将负载有PDMS-Ag的滤纸进行氧等离子体处理，60W功率下处理2分钟。接下来将亲水处理后的 PDMS-Ag滤纸浸入化学镀镍溶液中加热到45℃施镀1.5小时，化学镀镍溶液的A组分为： Ni2SO4·5H2O(40克/升)、柠檬酸钠(20克/升)、乳酸(10克/升)；化学镀镍溶液的B组分为二甲基胺硼烷(1克/升)，A和B组分以体积比4:1混合，加氨水调节pH≈8。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到滤纸基材上的金属层，即为柔性金属导体。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例9
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比9： 1混合，加上38ml的第一溶剂，再加入6.5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将定性滤纸浸入到悬浮液中浸泡22小时后取出75℃下干燥1.8小时。将负载有PDMS-Ag的滤纸进行氧等离子体处理，65W功率下处理2.5分钟。接下来将亲水处理后的PDMS-Ag滤纸浸入化学镀镍溶液中加热到48℃施镀1.8小时，化学镀镍溶液的A组分为：Ni2SO4·5H2O(40克/升)、柠檬酸钠(20克/升)、乳酸(10克/升)；化学镀镍溶液的B组分为二甲基胺硼烷(1克/升)，A和B组分以体积比4:1混合，加氨水调节pH≈8。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到滤纸基材上的金属层，即为柔性金属导体。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
实施例10
该实施例提供了一种导体的制备方法，其包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体(道康宁，sylgard 184)与固化剂(小分子硅烷)按质量比 11:1混合，加上42ml的第一溶剂，再加入4.5mmol的苯甲酸银纳米颗粒，混合后超声得到金属粒子悬浮液。将定性滤纸浸入到悬浮液中浸泡26小时后取出85℃下干燥2.2小时。将负载有PDMS-Ag的滤纸进行氧等离子体处理，75W功率下处理4.5分钟。接下来将亲水处理后的PDMS-Ag滤纸浸入化学镀镍溶液中加热到52℃施镀2.2小时，化学镀镍溶液的A组分为：Ni2SO4·5H2O(40克/升)、柠檬酸钠(20克/升)、乳酸(10克/升)；化学镀镍溶液的B组分为二甲基胺硼烷(1克/升)，A和B组分以体积比4:1混合，加氨水调节pH≈8。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥15分钟，即得到滤纸基材上的金属层，即为柔性金属导体。
其中聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂与第一溶剂、苯甲酸银之间的质量比关系为(1000-4000):200:(31500-40500):(30-600)。
所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
所述第一溶剂二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
所述固化剂为硅烷。
本申请还提供一种采用上述制备方法制得柔性金属导体。
本申请还提供一种采用上述制备方法制得柔性金属导体在作为柔性导线和/或电极中的应用。
本申请还提供一种导电材料，包括柔性基底，还包括采用上述制备方法制得的柔性金属导体；所述柔性金属导体设置在所述柔性基底上。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种导体的制备方法，其特征在于，该导体的制备方法包括以下步骤：
将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂混合，得到混合液；
向混合液中添加第一溶剂和苯甲酸银纳米颗粒，并进行混合，混合后进行超声分散处理得到金属粒子悬浮液；
将柔性基材浸入到金属粒子悬浮液中0.5-30小时后，取出干燥固化；
将固化后的基底浸入能与水互溶的且能够溶胀PDMS的第二溶剂中进行溶胀处理或者进行氧等离子体处理，再转移至金属盐溶液中通过化学镀的方法实现基底的金属化，然后经干燥，得到所述柔性金属导体。
2.根据权利要求1所述的导体的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂的质量比为(5~20):1。
3.根据权利要求2所述的导体的制备方法，其特征在于，所述苯甲酸银与聚二甲基硅氧烷预聚体的质量比为（0.75-60）：100。
4.根据权利要求1所述的导体的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为二异丙基胺、三乙胺、戊烷、二甲苯、氯仿、乙醚、四氢呋喃、正己烷、三氯乙烯、正庚烷、环己烷、二甲氧基乙烷、甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、叔丁醇、2-丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、丙酮中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的导体的制备方法，其特征在于，所述固化剂为硅烷。
6.根据权利要求1所述的导体的制备方法，其特征在于，所述固化后的基底浸入第二溶剂进行溶胀处理或者采用氧等离子体进行亲水处理。
7.根据权利要求1所述的导体的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六烷、乙醇中的至少一种。
8.一种如权利要求1~7中任一项所述制备方法制得的柔性金属导体。
9.一种如权利要求8所述的柔性金属导体在作为柔性导线和/或电极中的应用。
10.一种导电材料，包括柔性基底，其特征在于，还包括如权利要求8所述的柔性金属导体；所述柔性金属导体设置在所述柔性基底上。
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