基于化学键结合的电极线路、催化剂油墨及其制作方法与流程

本发明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。
背景技术：
：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。技术实现要素：鉴于上述现有技术的不足，本发明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。本发明的技术方案如下：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：本发明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为本发明实施例2中pet布料的扫描电镜图；图2为本发明实施例2中pet布料上沉积铜后的扫描电镜图。具体实施方式本发明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，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明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。本发明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。本发明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。本发明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，可置于密闭环境中。下面通过实施例对本发明进行详细说明。实施例1制备金电极线路采用等离子体清洗pet布料表面，然后将pet布料浸泡在体积百分比为10%的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液中，反应40min后，取出pet布料并用去离子水冲洗干净。配置体积浓度为10%的丙烯酸酯水溶液，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50mg引发剂，然后将硅烷化处理后的pet布料浸泡在配置好的溶液中，于60℃下反应120min，pet布料表面长出聚合物刷，最后用去离子水冲洗干净。再在形成有聚合物刷的pet布料上印刷催化剂油墨，其中催化剂油墨各组分含量为：(nh4)2pdcl41g，聚乙烯醇300g，水100g，在30℃密闭环境中搅拌45min。催化剂油墨印刷后静置10min，然后将残留物清洗干净，得到含pdcl42-的催化剂线路图形。最后将上述表面附着有催化剂线路图形的pet基底置于金镀液中进行金属沉积5min，得到金电极线路。实施例2制备铜电极线路采用等离子体清洗pet布料表面，然后将pet布料浸泡在体积百分比为6%的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液中，反应60min后，取出pet布料并用去离子水冲洗干净。配置体积浓度为15%的丙烯酸酯水溶液，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80mg引发剂，然后将硅烷化处理后的pet布料浸泡在配置好的溶液中，于75℃下反应90min，pet布料表面长出聚合物刷，最后用去离子水冲洗干净。再在形成有聚合物刷的pet布料上印刷催化剂油墨，其中催化剂油墨各组分含量为：(nh4)2pdcl41g，聚乙烯醇500g，水200g，在80℃密闭环境中搅拌30min。催化剂油墨印刷后静置20min，然后将残留物清洗干净，得到含pdcl42-的催化剂线路图形。最后将上述表面附着有催化剂线路图形的pet基底置于铜镀液中进行金属沉积10min，得到铜电极线路。实施例3制备镍电极线路采用等离子体清洗pet布料表面，然后将pet布料浸泡在体积百分比为3%的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液中，反应100min后，取出pet布料并用去离子水冲洗干净。配置体积浓度为25%的丙烯酸酯水溶液，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100mg引发剂，然后将硅烷化处理后的pet布料浸泡在配置好的溶液中，于90℃下反应60min，pet布料表面长出聚合物刷，最后用去离子水冲洗干净。再在形成有聚合物刷的pet布料上印刷催化剂油墨，其中催化剂油墨各组分含量为：(nh4)2pdcl41g，聚乙烯醇100g，水50g，在120℃密闭环境中搅拌15min。催化剂油墨印刷后静置30min，然后将残留物清洗干净，得到含pdcl42-的催化剂线路图形。最后将上述表面附着有催化剂线路图形的pet基底置于镍镀液中进行金属沉积15min，得到镍电极线路。测试结果分析本发明实施例2中，pet布料镀铜前后的扫描电镜图如图1和图2所示，经电子能谱测试，pet布料镀铜前后各元素含量见表一和表二，由此可见，本制备方法成功在pet布料上制作出了铜电极线路。表一pet布料镀铜前各元素含量元素重量（%）原子（%）ck55.6562.56ok44.3537.44总量100.00表二pet布料镀铜后各元素含量元素重量原子ck2.389.71ok6.4919.90cuk91.1470.39总量100.00综上所述，本发明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，基于化学键结合的电极线路的制作方法中，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，最后进行金属沉积，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。本发明还提供了一种用于制作基于化学键结合的电极线路的催化剂油墨及其制作方法，本催化剂油墨的具体配比，可根据丝网目数，进行调配，制作过程简单。应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页12