[发明专利]一种耐高温基底的柔性导电材料的制备方法

说明书

本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种耐高温基底的柔性导电材料的制备方法。该耐高温柔性导电材料的制备方法包括溶液浇铸法制备PBI膜；将PBI膜在一定条件下进行磷酸表面改性，增强PBI膜表面亲水性以利于PBI基底与银纳米线的结合；将银纳米银滴涂在磷酸掺杂改性的PBI表面，晾干后即得到导电性和弯曲性良好的所述耐高温基底的柔性导电材料。本发明制备的柔性导电材料工艺简单、易于大规模生产，在智能服装、机器人皮肤、传感器、太阳能电池等领域尤其是加工过程中对柔性基底有耐热性要求的领域具有一定应用前景。

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种耐高温基底的柔性导电材料的制备方法。

背景技术

随着科技的进步和时代的发展，越来越多的电子器件朝着柔性化的方向发展，新一代导电材料必须具备轻质、可弯曲、成本低廉和易于大规模生产等特性。而柔性导电材料的迅猛发展，对高性能柔性基底的需求正与日俱增。目前常见的应用较广泛的柔性导电材料的基底主要是聚合物塑料，比如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚醚砜树脂(PES)等。尽管上述基底材料具有良好的性能，但是限于固有的热力学和机械属性，大多数聚合物基底材料都难以承受200℃以上的高温。而在某些电子器件的加工过程中需要柔性基底承受甚至400℃的高温(比如低温多晶硅工艺制备TFT的过程)，上述常见的聚合物基底材料的耐热性很难达到这个要求，因此，研制新方法来制备耐高温基底材料的柔性导电材料是未来此领域发展的一个热点。

聚苯并咪唑(PBI)是聚合物主链含有咪唑环的聚合物的统称。由于其分子链的刚性结构，聚苯并咪唑具有优异的耐热性能(芳基聚苯并咪唑538℃尚不分解)、出色的力学性能和耐化学稳定性，是高性能柔性导电材料基底的最佳选择之一。而聚苯并咪唑膜表面呈疏水性，难以与纳米材料等相结合，如何增强PBI表面的亲水性，使其与纳米导电材料有机结合成为制备PBI基底柔性导电材料需要解决的关键问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明在于提供一种制备简单、易于大规模生产的以PBI为耐高温柔性基底的导电材料。

本发明采用如下技术方案，一种耐高温基底的柔性导电材料的制备方法如下：

S1.采用溶液浇铸法铺PBI膜，通过调节聚合物的固含量及刮膜棒厚度来控制膜的厚度，将制备好的PBI膜放入真空烘箱中100℃条件下烘24小时后备用；

S2.将PBI膜按需求切成小片在20-90℃下浸入到磷酸溶液中进行表面改性，取出后擦干表面；

S3.将银纳米线乙醇溶液滴涂在磷酸浸泡改性后的PBI表面，晾干后即得到导电性良好的柔性导电材料。

所述的步骤S1中，调节聚合物的固含量时，所采用的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种。调节方法是：将PBI聚合物溶解在上述溶剂中，调节聚合物在溶剂中的质量体积比为3-12％，即为所需聚合物的固含量。

步骤S1具体为：将PBI聚合物溶解在DMAc、DMSO或NMP里，充分溶解后将聚合物溶液倒在干净光滑的玻璃板上，用刮膜棒进行刮膜，然后将玻璃板放在加热板上加热，溶剂蒸发后，PBI膜即呈现在玻璃板上，揭下后即为PBI膜，再将PBI膜放入真空烘箱中烘去残余的溶剂备用。

所述PBI膜的厚度可通过调整聚合物在溶液中的固含量和刮膜棒的厚度来调整，优选的，刮膜棒厚度为0.3mm-1.0mm，所得膜烘干后的厚度为10-70微米。

所述步骤S2中，所述浸泡磷酸浓度为2-14.7mol/L，浸泡时间5-36小时。

所述步骤S3中，银纳米线乙醇溶液浓度为0.01-0.1mg/mL，滴涂层数为2-10层。