一种微纳米银/高分子导电复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于复合材料技术领域，公开了一种微纳米银/高分子导电复合材料及其制备方法与应用。所述复合材料的制备方法为：(1)准备银氨溶液，往银氨溶液中加入表面活性剂混合均匀得到乳液，然后在搅拌条件下滴加还原剂溶液，滴加完毕后反应30～60min，洗涤，分离沉淀物，得到微纳米银粉；(2)称取聚酯或丙烯酸树脂，用溶剂溶解得到聚合物溶液；将微纳米银粉分散于溶剂中得到银分散液，然后将银分散液加入到聚合物溶液中搅拌混合均匀，用三辊机分散5～30min，即得微纳米银/高分子导电复合材料。本发明专利技术材料具有导电性好的优点，可应用于导电电极，触摸屏电极，薄膜导电开关等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳米银/高分子导电复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种微纳米银/高分子导电复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
银微纳米材料的小尺寸效应、量子尺寸效应和表面界面效应使其呈现出独特的光、电、磁和声等性质。但是由于银微纳米材料具有庞大的比表面积，使其具有很高的活性，导致易氧化和易团聚等，这些大大降低了其应用价值和应用范围。而高分子材料为有机体聚合结构，具有质量轻便、价格便宜、易于加工成型和耐腐蚀等诸多优点。在高分子基体中添加适当的银微纳米导电材料可形成银/高分子导电纳米复合物，这样可以将金属导电纳米材料和高分子化合物的优点有机结合起来，不仅能防止银微纳米导电材料的氧化和团聚，还使得银导电纳米材料体系具有较高的稳定性，而且可为导电纳米材料提供良好的加工成型性。该复合物能充分发挥纳米单元的特异性能，而且可极大地改善高分子材料的导电和导热性能。银微纳米/高分子导电复合物在电子学、光学、机械学和生物学等领域展现出广阔的应用前景，银微纳米/高分子导电纳米复合物制备的导电银浆料将成为复合材料研究领域的一个热点之一，开启了微纳米复合材料在导电材料领域的应用，具有很好的工业应用前景。随着科学技术的高速发展，各种形式的触摸屏在手机、电脑、pad、车载及数码相机等不同的电子产品中得到了极为广泛的应用。而触摸屏上所用的导电银浆浆料主要通过丝网印刷在ITO(IndiumTinOxide，简称ITO)薄膜和绝缘介质上作为两个电极之用，连接电极产生电场。由此，导电银浆成为触摸屏技术应用的最关键材料，导电银浆通过丝网印刷形式印在触摸屏上，对于用掺锡氧化铟制作的触摸屏性能参数有着非常重要的影响。现有技术中关于银导电纳米复合材料具有较多的报道，如在专利文件201010199426.6中公开了一种聚苯胺/银导电纳米复合材料及其制备方法，但该法存在的问题是制备方法复杂，并需在紫外灯辐照的条件下反应。专利200610050523.2中公开了一种加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法，该法是将银粉、银纳米线和丙烯酸树脂进行混合分散得到，但该法是将微米级的银粉与银纳米线进行配合使用，以达到良好的导电性，而微米级的银粉存在分散性不好的缺点。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种微纳米银/高分子导电复合材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供一种由上述方法制备得到的微纳米银/高分子导电复合材料。本专利技术的再一目的在于提供上述微纳米银/高分子导电复合材料的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种微纳米银/高分子导电复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：(1)准备银氨溶液，往银氨溶液中加入表面活性剂混合均匀得到乳液，然后在搅拌条件下滴加还原剂溶液，滴加完毕后反应30～60min，洗涤，分离沉淀物，得到微纳米银粉；(2)称取聚酯或丙烯酸树脂，用溶剂溶解得到聚合物溶液；将微纳米银粉分散于溶剂中得到银分散液，然后将银分散液加入到聚合物溶液中搅拌混合均匀，用三辊机分散5～30min，即得微纳米银/高分子导电复合材料。步骤(1)中所述银氨溶液的制备方法为：将醋酸银或硝酸银溶解于去离子水中，加热到50～80℃，滴加氨水，当所产生的沉淀恰好完全溶解、溶液澄清时停止滴加，得到银氨溶液；所述醋酸银或硝酸银与去离子水的质量比优选为1:100；所述表面活性剂的加入量为醋酸银或硝酸银质量的1％～5％；所述表面活性剂优选十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠。所述还原剂溶液是指硼氢化钾、硼氢化钠和抗坏血酸中的一种或两种以上物质的溶液；优选硼氢化钾或硼氢化钠与抗坏血酸的混合溶液；更优选物质的量之比为1:1的硼氢化钾或硼氢化钠与抗坏血酸的混合溶液。所述还原剂溶液中还原剂与银氨溶液中银离子的摩尔比优选为1:(0.5～2)。步骤(2)中所述聚酯优选分子量为10000～50000的热塑性聚酯；所述丙烯酸树脂优选分子量为100000～500000的热塑性丙烯酸树脂。所述溶剂优选异氟尔酮、混合二元酸酯(DBE)和二乙二醇丁醚中的一种或两种以上的溶剂。所述聚合物溶液中聚酯或丙烯酸树脂与溶剂的质量之比优选为1:(2～5)；银分散液中微纳米银粉与溶剂的质量之比优选为1:10。所述银分散液中的微纳米银粉与聚合物溶液中聚酯或丙烯酸树脂的质量比优选为1:(2～5)。一种微纳米银/高分子导电复合材料，通过以上方法制备得到。上述微纳米银/高分子导电复合材料在导电电极，触摸屏电极，薄膜导电开关等领域中的应用。本专利技术的制备原理为：Ag+被还原剂还原为微纳米材料，通过物理共混法(三辊机分散)分散在高分子树脂中，得到微纳米银/高分子导电复合材料。通过本专利技术的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：(1)本专利技术采用一锅法即可制备得到粒径范围在100～1000nm的微纳米银粉，制备方法简单易行，微纳米银粉粒径可控性好；(2)本专利技术得到的复合材料具有优良的导电性能，其方阻值为5.0mΩ/□/mil～50mΩ/□/mil，电阻率为0.5mΩ·cm～5mΩ·cm；(3)本专利技术得到的复合材料以聚酯或丙烯酸树脂为材料基体，以异氟尔酮、混合二元酸酯(DBE)或二乙二醇丁醚为溶剂，这些溶剂对树脂的溶解性好，具有慢的挥发性；(4)本专利技术微纳米银/高分子导电复合材料在制备过程中采用三辊机进行分散，可以让微纳米银粉均匀的分散在高分子树脂中，不会对微纳米银粉或树脂造成破坏；(5)本专利技术微纳米银/高分子导电复合材料使用聚酯或丙烯酸树脂为基材，可用于低温导电电极。附图说明图1～3为实施例1得到的微纳米银粉的扫描电子显微镜图(SEM)。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)将硝酸银溶解于100倍质量的去离子水中，加热到60℃，滴加氨水，当所产生的沉淀恰好完全溶解、溶液澄清时停止滴加，得到银氨溶液，往银氨溶液中加入硝酸银质量3％的表面活性剂十二烷基硫酸钠混合均匀得到乳液，然后在搅拌条件下滴加还原剂溶液，还原剂溶液由0.08mol/L的硼氢化钾水溶液与0.3mol/L的抗坏血酸水溶液按硼氢化钾与抗坏血酸的物质的量之比为1:1混合得到，还原剂溶液中还原剂的物质的量与银氨溶液中银离子的物质的量之比为1:1，还原剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应60min，洗涤分离沉淀物，得到微纳米银粉；(2)称取分子量为12000的热塑性聚酯，加入3倍质量的溶剂异氟尔酮，加热到60℃，搅拌5h使其完全溶解得到聚合物溶液；将微纳米银粉分散于10倍质量的溶剂异氟尔酮中得到银分散液，然后将银分散液加入到聚合物溶液中搅拌混合均匀，银分散液中的微纳米银粉与聚合物溶液中聚酯的质量比为1:3，用三辊机分散15min，即得微纳米银/高分子导电复合材料。本实施例得到的微纳米银粉用扫描电子显微镜进行观察，结果如图1～3所示，由图中可以看出，本专利技术得到的微纳米银具有不同的形貌，有球形、片状、颗粒状，其粒径范围为100～1000nm；本实施例得到的微纳米银/高分子导电复合材料用400目的网版丝网印刷在基材上，在150℃烘干45min，用四探针电阻仪测试印刷好的复合材料的导电性，其方阻值为5.0mΩ/□/mil，电阻率为0.5mΩ·cm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微纳米银/高分子导电复合材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)准备银氨溶液，往银氨溶液中加入表面活性剂混合均匀得到乳液，然后在搅拌条件下滴加还原剂溶液，滴加完毕后反应30～60min，洗涤，分离沉淀物，得到微纳米银粉；(2)称取聚酯或丙烯酸树脂，用溶剂溶解得到聚合物溶液；将微纳米银粉分散于溶剂中得到银分散液，然后将银分散液加入到聚合物溶液中搅拌混合均匀，用三辊机分散5～30min，即得微纳米银/高分子导电复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种微纳米银/高分子导电复合材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)准备银氨溶液，往银氨溶液中加入表面活性剂混合均匀得到乳液，然后在搅拌条件下滴加还原剂溶液，滴加完毕后反应30～60min，洗涤，分离沉淀物，得到微纳米银粉；(2)称取聚酯或丙烯酸树脂，用溶剂溶解得到聚合物溶液；将微纳米银粉分散于溶剂中得到银分散液，然后将银分散液加入到聚合物溶液中搅拌混合均匀，用三辊机分散5～30min，即得微纳米银/高分子导电复合材料；所述聚酯是指分子量为10000～50000的热塑性聚酯；所述丙烯酸树脂是指分子量为100000～500000的热塑性丙烯酸树脂；所述溶剂是指异氟尔酮、混合二元酸酯和二乙二醇丁醚中的一种或两种以上的溶剂。2.根据权利要求1所述的一种微纳米银/高分子导电复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述银氨溶液的制备方法为：将醋酸银或硝酸银溶解于去离子水中，加热到50～80℃，滴加氨水，当所产生的沉淀恰好完全溶解、溶液澄清时停止滴加，得到银氨溶液。3.根据权利要求2所述的一种微纳米银...

【专利技术属性】
技术研发人员：张念椿，胡建强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44