基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法技术

本发明专利技术公开了基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法，包括：步骤A、用含双键的硅烷对基底表面进行修饰，得到含双键的硅烷修饰的基底；步骤B、采用引发剂和含乙烯基的聚合物单体与基底表面所述含双键的硅烷进行聚合反应，在基底上形成聚合物刷；步骤C、按照设计好的电极线路图形，在形成有聚合物刷的基底上印刷催化剂油墨，反应1min以上，然后将残留物清洗干净，其中，所述催化剂油墨含二价钯离子；步骤D、在印刷有催化剂油墨的基底上进行金属沉积，得到基于化学键结合的电极线路。本发明专利技术电极线路的制备过程简单，对设备要求低；电极线路与基底之间是通过化学键结合，电极附着力强；电极制作不需要进行蚀刻，金属无损失。

Electrode line, catalyst ink and chemical manufacturing method based on chemical bond combination

The invention discloses an electrode line, catalyst ink and a preparation method based on chemical bond binding, including: step A, modifying the base surface with a double bond silane to obtain a silane modified substrate containing double bonds; step B, a monomer with an initiator and a vinyl group and a silicon containing double bonds on the surface of the substrate. The polymer is polymerized to form a polymer brush on the substrate; step C, in accordance with the designed electrode line graphics, printing catalyst ink on the substrate forming a polymer brush, reacting 1min above, and cleaning the residue, in which the catalyst ink contains two valence palladium ions; step D, catalysis in printing. The metal substrate is deposited on the substrate of the ink, and an electrode line based on chemical bond bonding is obtained. The preparation of the electrode line of the invention is simple, the requirement of the equipment is low, the electrode line and the substrate are combined with the chemical bond, the electrode adhesion is strong, the electrode fabrication does not need to be etched, and the metal is not lost.

【技术实现步骤摘要】
基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法
本专利技术涉及电极线路制作领域，尤其涉及一种基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法。
技术介绍
电子产品如触摸屏、LCD、OLED等领域中，含有各种电极线路，如银浆电极线路、ITO电极线路等。银浆电极线路由于在基底上的附着力较弱，常常发生从基底脱落造成电路功能异常，可靠性较差；ITO电极线路的制作过程为：首先通过磁控溅射在基底上镀整面ITO薄膜，然后印刷感光胶并固化，再经过掩膜版遮挡进行曝光，最后显影并进行蚀刻脱膜得到ITO电极线路。上述ITO电极线路的制作过程中，ITO的有效利用率非常低，而且全套设备、ITO靶材非常昂贵，制作过程复杂，环境污染严重。因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法，旨在解决现有的电极线路附着力不够、有效利用率低并且制作复杂、设备昂贵以及环境不友好的问题。本专利技术的技术方案如下：一种基于化学键结合的电极线路的制作方法，包括：步骤A、用含双键的硅烷对基底表面进行修饰，得到含双键的硅烷修饰的基底；步骤B、采用引发剂和含乙烯基的聚合物单体与基底表面所述含双键的硅烷进行聚合反应，在基底上形成聚合物刷；步骤C、按照设计好的电极线路图形，在形成有聚合物刷的基底上印刷催化剂油墨，反应1min以上，然后将残留物清洗干净，其中，所述催化剂油墨含二价钯离子；步骤D、在印刷有催化剂油墨的基底上进行金属沉积，得到基于化学键结合的电极线路。所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其中，所述步骤A中，所述含双键的硅烷分子为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其中，所述步骤B中，所述含乙烯基的聚合物单体为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、马来酸酐酯、丁二烯及其衍生物和丙烯酰胺中的一种或多种。所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其中，所述步骤B中，所述引发剂为KPS。所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其中，在所述步骤A之前，还包括：步骤A0、采用等离子体处理或强氧化性酸处理的方式在基底表面接上羟基。所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其中，所述聚合反应的条件为：反应温度为50-100℃，反应时间为1-180min。一种如上任一所述的制作方法中所使用的催化剂油墨，包括组分：含二价钯离子的化学试剂、水溶性聚合物和水。所述的催化剂油墨，包括如下重量份的组分：含二价钯离子的化学试剂1.0份，水溶性聚合物100-1000份，水1.0-250份。所述的催化剂油墨，其中，所述水溶性聚合物为聚乙二醇或聚乙烯醇。一种制备如上任一所述的催化剂油墨的制备方法，将所述组分混合，在0-150℃的密闭环境中搅拌均匀。有益效果：本专利技术提供了一种如上所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，好处是：（1）制备过程简单，对设备要求低，无毒无害；（2）电极线路与基底之间是通过化学键结合，电极附着力强；（3）金属沉积只发生在印刷有催化剂油墨的地方，电极线路经过一次制作即可完成，不需要进行蚀刻，金属无损失，利用率高。附图说明图1为本专利技术实施例2中PET布料的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例2中PET布料上沉积铜后的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种基于化学键结合的电极线路的制作方法较佳实施例，包括：步骤A、用含双键的硅烷对基底表面进行修饰，得到含双键的硅烷修饰的基底；步骤B、采用引发剂和含乙烯基的聚合物单体与基底表面所述含双键的硅烷进行聚合反应，在基底上形成聚合物刷；步骤C、按照设计好的电极线路图形，在形成有聚合物刷的基底上印刷催化剂油墨，反应1min以上，然后将残留物清洗干净，其中，所述催化剂油墨含二价钯离子；步骤D、在印刷有催化剂油墨的基底上进行金属沉积，得到基于化学键结合的电极线路。本专利技术首先对基底表面进行硅烷化处理，然后接枝聚合物刷，再根据设计好的电极线路印刷含二价钯离子的催化剂油墨，将二价钯离子接到聚合物刷上，最后进行金属沉积，金属离子在二价钯离子的催化作用下沉积在催化剂线路图形上，得到基于化学键结合的电极线路。上述制备方法的好处：（1）制备过程简单，对设备要求低，无毒无害；（2）电极线路与基底之间是通过化学键结合，电极附着力强；（3）金属沉积只发生在印刷有催化剂油墨的地方，电极线路经过一次制作即可完成，不需要进行蚀刻，金属无损失，利用率高。上述制备过程具体如下：步骤A0、在对基底表面进行硅烷化处理前，可选地，首先在基底表面接上羟基，使基底材料亲水，具体方法可采用等离子体或强氧化性酸（例如：铬酸洗液或硝酸）处理基底表面。接上羟基后的表面与含双键的硅烷更容易反应。步骤A、将经过亲水处理的基底材料浸泡在体积浓度为1-10%的含双键的硅烷水溶液中，浸泡1-120min，然后用去离子水冲洗干净。基底表面修饰完成。所述含双键的硅烷分子为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。步骤B、配置体积浓度为1-30%含乙烯基的聚合物单体水溶液，并将引发剂KPS（过硫酸钾）溶解于上述溶液中，引发剂添加量为：每100mL溶液中添加10-120mg引发剂，然后将硅烷化处理后的基底材料浸泡在上述溶液中，于50-100℃温度下反应1-180min，基底材料的表面长出聚合物刷，最后用去离子水冲洗干净。所述含乙烯基的聚合物单体为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、马来酸酐酯、丁二烯及其衍生物和丙烯酰胺中的一种或多种。步骤C、按照设计好的电极线路图形，在形成有聚合物刷的基底上印刷含二价钯离子（例如：(NH4)2PdCl4）的催化剂油墨，反应1min以上，催化剂油墨中的PdCl42-接合到聚合物上，然后将残留物清洗干净，得到含PdCl42-的催化剂线路图形。步骤D、最后将表面附着有催化剂线路图形的基底置于金属镀液中进行金属沉积，沉积1-180min，不同材质的基底，沉积时间不同。金属（如：金、银、铜、镍等）镀液中的金属离子在PdCl42-的催化作用下沉积在催化剂线路图形上，得到电极线路。由于金属沉积只发生在印刷有催化剂油墨的地方，电极线路经过一次制作即可完成，不需要进行蚀刻，金属无损失，利用率高。本专利技术还提供了上述电极线路制作方法中所用的催化剂油墨的较佳实施例，催化剂油墨包括组分：含二价钯离子的化学试剂、水溶性聚合物和水。水溶性聚合物用于调节油墨的粘度，并且对二价钯离子起保护作用，同时增强催化剂油墨与聚合物刷的附着力。优选地，所述催化剂油墨包括如下重量份的组分：含二价钯离子的化学试剂1.0份，水溶性聚合物100-1000份，水1.0-250份。应用本配比的催化剂油墨可制作出从细到宽的各种电极线路。具体地，所述水溶性聚合物为聚乙二醇或聚乙烯醇。本专利技术还提供了所述催化剂油墨的制备方法较佳实施例，将所有原材料混合，然后在0-150℃的密闭环境中搅拌均匀即可。本催化剂油墨的具体配比，可根据丝网目数，进行调配。搅拌过程中为防止水分蒸发，可置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于化学键结合的电极线路的制作方法，其特征在于，包括：步骤A、用含双键的硅烷对基底表面进行修饰，得到含双键的硅烷修饰的基底；步骤B、采用引发剂和含乙烯基的聚合物单体与基底表面所述含双键的硅烷进行聚合反应，在基底上形成聚合物刷；步骤C、按照设计好的电极线路图形，在形成有聚合物刷的基底上印刷催化剂油墨，反应1min以上，然后将残留物清洗干净，其中，所述催化剂油墨含二价钯离子；步骤D、在印刷有催化剂油墨的基底上进行金属沉积，得到基于化学键结合的电极线路。

【技术特征摘要】
1.一种基于化学键结合的电极线路的制作方法，其特征在于，包括：步骤A、用含双键的硅烷对基底表面进行修饰，得到含双键的硅烷修饰的基底；步骤B、采用引发剂和含乙烯基的聚合物单体与基底表面所述含双键的硅烷进行聚合反应，在基底上形成聚合物刷；步骤C、按照设计好的电极线路图形，在形成有聚合物刷的基底上印刷催化剂油墨，反应1min以上，然后将残留物清洗干净，其中，所述催化剂油墨含二价钯离子；步骤D、在印刷有催化剂油墨的基底上进行金属沉积，得到基于化学键结合的电极线路。2.根据权利要求1所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，所述含双键的硅烷分子为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。3.根据权利要求1所述的基于化学键结合的电极线路的制作方法，其特征在于，所述步骤B中，所述含乙烯基的聚合物单体为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、马来酸酐酯、丁二烯及其衍生物和丙烯酰胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的基于化学键结合的电极线路的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周学昌，杨梦嫣，李垚垚，沈家艳，林欣妮，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44