用于湿度传感器的聚电解质组合物、聚电解质油墨以及通过喷墨印刷制备用于传感器的聚电解质膜的方法技术

本发明专利技术涉及湿度传感器的聚电解质组合物、聚电解质油墨和通过喷墨印刷制备湿度传感器的聚电解质膜的方法。本发明专利技术的聚电解质组合物包含聚电解质、交联剂和有机溶剂，所述有机溶剂包含单一成分或两种或两种以上溶剂例如醇组成的混合物。通过将有机溶剂例如多元醇加入到由上述聚电解质组合物制成的油墨，以确保溶液的流动性适用于喷墨式印刷机的喷头，加入高沸点的润湿剂以防止油墨干燥，并加入表面活性剂。本发明专利技术提供了适用于湿度传感器的聚电解质组合物和聚电解质油墨组合物，以及通过喷墨印刷来制备具有均匀厚度的可靠的湿度传感器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于湿度传感器的湿敏膜的聚电解质组合物、由其制备的聚电解质油墨以及通过喷墨印刷方法形成湿敏膜来制备湿度传感器的方法。更具体地说，本专利技术提供了一种聚电解质油墨，可以通过在溶剂中溶解聚电解质，以制备聚电解质组合物的溶液，然后应用于喷墨式印刷机，从而形成湿度传感器膜。此外，本专利技术还提供了一种制备湿度传感器的方法，该方法通过使用喷墨式印刷机以所制备的聚电解质油墨进行印刷，然后加热处理该印刷品，以在多个电极上形成湿敏膜。
技术介绍
现有的形成湿敏膜的方法通常使用浸渍、旋涂、喷雾和分配器铺展法，并且取决于使用目的已经使用了各种材料作为基材，包括硬基材例如氧化铝或环氧树脂，和软基材例如聚酰亚胺。浸涂法是以下所述的方法，该方法包括将导线连接至其上形成有电极的基材，随后固定至夹具，垂直浸渍至湿敏膜的组合物中一定时间，然后升起以使其变得平坦，干燥，然后进行热反应，从而形成湿敏膜。旋涂方法是以下所述的方法，该方法已经频繁地用于半导体工艺，该方法通过在旋转的电极上滴落聚电解质溶液而在电极上形成湿敏膜。喷雾法是通过喷嘴将聚电解质溶液喷雾，使其铺展到电极上以形成湿敏膜的方法。分配器铺展法是通过微量注射器注射几微升单位的聚电解质溶液以便在电极上形成湿敏膜的方法。目前，尽管上述方法已经得到广泛使用，但它们都存在缺点，这些缺点包括程序复杂、处理时间相对较长、原料损失、产率低和成本高。特别地，因为很难在电极已经形成实质性厚度的状态下形成具有一定厚度的湿敏膜，所以很难控制需要具有精确性的性质。此外，作为使用最广的方法的浸涂法可以容易地应用于硬基材，但是极难将湿敏膜铺展在软基材上。
技术实现思路
可以通过使用喷墨式印刷机以形成湿敏膜的方法来解决上述问题。利用喷墨形成湿度传感器的湿敏膜的方法是以下所述的方法根据电脑设计的图案，从喷墨式印刷机的喷墨头将聚电解质油墨释放至形成有电极的基材，从而形成湿敏膜。根据该方法，对于在相应湿度范围显示精确性的湿敏膜的情况，可以有选择地在单一基材上的多个电极上铺展具有不同的组成的湿敏膜。利用喷墨形成湿敏膜的方法可以解决上述所有的问题，此外，随着电脑和外围设备的发展，该方法还具有易于在电路上铺展厚度可控的膜的优点。此外，该方法可以根据消费者的需要，生产少量、多样化的湿敏膜，因此，可以以很低的成本向消费者提供湿度传感器，此外可以提供精确和可靠的湿度传感器。为了增强上述优点，聚电解质溶液必须满足使喷墨印刷可行的要求，且不降低湿敏性能。即，它必须满足使喷墨印刷可行的性质，包括粘度、表面张力和长期储存稳定性等，此外，还具有良好的湿敏性能。为了克服上述问题，本专利技术制备了以下聚电解质组合物溶液，该溶液适用于喷墨印刷，并具有良好的湿敏性能，而且，本专利技术提供了由其制备的油墨，此外，还提供了使用该油墨利用喷墨式印刷机制备铺展有所述湿敏膜的湿度传感器的方法。本专利技术人努力研制能够以如上所述的喷墨方式形成湿敏膜的聚电解质油墨。结果，我们已经制备了适用于形成所述湿敏膜的聚电解质组合物的溶液，然后可以由所述溶液来制备所述聚电解质油墨。所述用于形成湿敏膜的聚电解质组合物包含聚电解质和交联剂。可以将有机溶剂例如醇单独或作为混合物加入至该组合物，以制备聚电解质组合物的溶液。所述聚电解质由作为单体的二胺类化合物、可与二胺类化合物反应的二卤代烷烃类化合物以及能够通过与所述两种单体反应而产生反应性官能团的化合物组成。现有技术的聚电解质通常由乙烯基单体(包含季铵盐或包含羧基、磺酸盐、锍、鏻、磷酸盐等)和其它几种单体的共聚合来制得。然而，此类方法难以控制分子量，不可能将粘度调节至油墨需要的粘度。聚电解质油墨必须满足油墨的性质，使得可进行喷墨印刷，所述性质即粘度、表面张力和稳定性。为了满足该要求，具有可交联的官能团的低分子聚电解质是合适的。其原因是具有高分子量的聚电解质由于具有高粘度，不能起到油墨的作用。所述二胺类化合物可以选自由以下物质组成的组N，N，N’，N’-四甲基氨乙烷、N，N，N’，N’-四乙基氨乙烷、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四乙基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四甲基-1，4-丁二胺、N，N，N’，N’-四乙基-1，4-丁二胺、N，N，N’，N’-四甲基-2-丁烯-1，4-二胺、N，N，N’，N’-四乙基-2-丁烯-1，4-二胺、1，3-双(二甲氨基)-2-丙醇、1，3-双(二乙氨基)-2-丙醇、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-二氨基丁烷、N，N，N’，N’-四乙基-1，3-二氨基丁烷、1，3-二(4-吡啶基)丙烷、4，4′-联吡啶、2，2′-联吡啶、1，4-二氮杂双环辛烷、N，N′-二甲基哌嗪、N，N′-二甲基-1，3-二(4-哌啶基)丙烷、吡嗪、吡嗪酰胺、4-(N，N′-二甲基氨基)吡啶、N，N，N′，N′-四甲基-1，5-戊二胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，5-戊二胺、N，N，N′，N′-四甲基-1，6-己二胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，6-己二胺，和它们中两种或两种以上组成的混合物。所述的可与含二胺的单体反应的二卤代烷烃可以选自由以下物质组成的组在具有1至18个碳原子的烷基中包含两个卤素原子(例如氯、溴和碘)的化合物、具有5至6个碳原子并包含两个卤素原子的环状化合物和它们中两种或两种以上组成的混合物，例如1，4-二氯-2-丁烯、1，4-二溴-2-丁烯、1，3-二氯-2-丙醇、1，3-二溴-2-丙醇、2，3-二氯丙醇、1，3-二氯丙酮、1，3-二溴丙酮、1，4-二氯-2-丁醇、双-2-氯乙基醚、双-2-溴乙基醚、1，2-双(2-氯乙氧基)乙烷、1，2-双(2-溴乙氧基)乙烷、1，3-二氯丙酮、1，3-二溴丙酮、α，α′-二氯邻二甲苯、α，α′-二氯间二甲苯、α，α′-二氯对二甲苯、α，α′-二溴邻二甲苯、α，α′-二溴间二甲苯和α，α′-二氯对二甲苯。作为所述的能够与所述两种单体反应产生反应性官能团的化合物，可以使用含卤素的醇或含卤素的羧酸或其混合物。为此，含卤素的醇可以选自由以下物质组成的组在具有2至18个碳原子的烷基中包含一个卤素原子例如氯、溴或碘的醇化合物；含氨基的醇可以选自2-氨基乙醇、3-氨基丙醇、2-氨基丙醇、氨基-2-丙醇、氨基丁醇、氨基环己醇、2-(乙基氨基)乙醇、2-(甲基氨基)乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二乙氨基乙醇、N，N-二丁基氨基乙醇、N，N-二甲基氨基丙醇、N，N-二乙基氨基丙醇、3-吡咯烷醇、1-甲基-3-吡咯烷醇、1-甲基-2-吡咯烷基乙醇、3-羟基哌啶、4-羟基哌啶、1-(2-羟基乙基)哌嗪和它们中两种或两种以上组成的混合物；含卤素的羧酸可以选自由以下物质组成的组在具有2至18个碳原子的烷基中包含一个卤素原子例如氯、溴或碘的羧酸，或它们中两种或两种以上组成的混合物；而且含氨基的羧酸可以选自由以下物质组成的组包含2至18个碳原子的氨基酸和它们中两种或两种以上组成的混合物。作为可以与所述反应性官能团反应的交联剂，可以使用选自由以下物质组成的组中的交联剂二异氰酸酯、羟甲基蜜胺、羟甲基脲、封端异氰酸酯、氮丙啶、噁唑啉、环氧化物、二氨基烷烃和碳二亚胺等交联剂。如上所述，聚电解质由作为单体的二胺类化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于湿度传感器的湿敏膜的聚电解质组合物，其特征在于，所述组合物包含至少一种选自二胺类化合物的化合物、至少一种选自二卤代烷烃类化合物的化合物和至少一种包含交联性官能团的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑光春，孔明宣，沈在俊，
申请(专利权)人：海隐化学科技株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]