液态金属导电浆料及电子器件的制作方法

本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种液态金属导电浆料及电子器件。

背景技术：

近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，市场对液态金属导电浆料的特异性和功能性要求越来越苛刻。为满足上述要求，液态金属导电浆料逐渐由最初的金属、碳等单一材料发展为复合液态金属导电浆料。复合液态金属导电浆料多采用固态导电介质与载体物质共同制成，例如将导电微粒如银粉、铜粉、碳粉、石墨烯等与环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、有机硅树脂等复合而成。

发明人发现，此类复合液态金属导电浆料一般很难具备良好的耐弯曲、耐拉伸特性，无法满足柔性电子产品对于液态金属导电浆料成型后的柔性（如耐弯折、耐拉伸、耐扭曲性能）的高要求。

技术实现要素：

本发明提供一种液态金属导电浆料及电子器件，可以使导电线路具有较好的柔性。

第一方面，本发明提供一种液态金属导电浆料，采用如下技术方案：

所述液态金属导电浆料包括：

液态金属微胶囊，所述液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为液态金属；

基础聚合物；

导电粉体；

溶剂；

其中，所述液态金属的熔点满足：至少在由所述液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，所述液态金属呈液态。

可选地，按重量百分比计，所述液态金属导电浆料包括1%~50%液态金属微胶囊，30%~80%导电粉体，1%~25%基础聚合物以及10%~40%溶剂。

可选地，所述液态金属导电浆料由第一组分和第二组分复配形成；所述第一组分包括所述液态金属微胶囊；所述第二组分包括所述基础聚合物和所述导电粉体；所述第一组分还包括第一溶剂，和/或，所述第二组分还包括第二溶剂。

可选地，所述第一组分还包括有机硅助剂，所述有机硅助剂用于消泡和增加柔韧性。

进一步地，所述有机硅助剂与所述包覆聚合物的重量比为1:5~1:10。

可选地，所述液态金属微胶囊的直径为3微米~10微米。

第二方面，本发明提供一种液态金属导电浆料，采用如下技术方案：

所述液态金属导电浆料包括：

液态金属微胶囊，所述液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为液态金属；

基础聚合物；

导电粉体；

溶剂；

交联剂；

其中，所述液态金属的熔点满足：至少在由所述液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，所述液态金属呈液态；所述交联剂用于在由所述液态金属导电浆料制成的导电线路的固化过程中与所述包覆聚合物，和/或，与所述基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。

可选地，按重量百分比计，所述液态金属导电浆料包括1%~50%液态金属微胶囊，30%~80%导电粉体，1%~25%基础聚合物、10%~40%溶剂以及1%~15%交联剂。

可选地，所述液态金属导电浆料由第一组分和第二组分复配形成；所述第一组分包括所述液态金属微胶囊；所述第二组分包括所述基础聚合物和所述导电粉体；所述第一组分还包括第一溶剂，和/或，所述第二组分还包括第二溶剂；所述交联剂预混于所述第一组分中，和/或，所述交联剂预混于所述第二组分中。

进一步地，所述基础聚合物和/或所述包覆聚合物含有反应活性基团；所述反应活性基团为羟基、氨基或者羧基。

进一步地，所述反应活性基团为羟基或者氨基；所述交联剂为异氰酸酯及其低聚物。

优选地，所述交联剂为具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物。

第三方面，本发明提供一种电子器件，采用如下技术方案：

所述电子器件包括导电线路，所述导电线路由以上任一项所述的液态金属导电浆料制成。

本发明提供了一种液态金属导电浆料及电子器件，该液态金属导电浆料包括液态金属微胶囊，液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为液态金属；基础聚合物；导电粉体；溶剂。由于上述液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态，因此导电线路在发生弯折、拉伸或扭曲等形变时，液态金属微胶囊会发生形变而破裂，将其中包覆的液态金属释放出来，上述液态金属处于液态，进而具有较好的流动性和变形能力，液态金属可填补导电通路，进而使得导电线路具有较好的柔性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种液态金属导电浆料的光学显微镜图；

图2为本发明实施例提供的图1的局部放大示意图；

图3为本发明实施例提供的第一种液态金属导电浆料的实物图；

图4为本发明实施例提供的对比液态金属导电材料的光学显微镜图；

图5为本发明实施例提供的第二种液态金属导电浆料的扫描电子显微镜图；

图6为本发明实施例提供的导电材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

实施例一

本发明实施例提供一种液态金属导电浆料，具体地，液态金属导电浆料包括：液态金属微胶囊，液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为液态金属；基础聚合物；导电粉体；溶剂；其中，液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态。

需要说明的是，上述“液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态”包括多种情况：第一种，导电线路的正常使用（即无明显变形）温度t1与其发生形变时的温度t2相同，则液态金属的熔点应低于上述温度t1或t2即可，以使得在导电线路发生形变时，液态金属呈液态；第二种，导电线路的正常使用温度t1高于其发生形变时的温度t2，则液态金属的熔点应低于上述温度t2，以使得在导电线路发生形变时，液态金属呈液态；第三种，导电线路的正常使用温度t1低于其发生形变时的温度t2，则液态金属的熔点应低于上述温度t2，以使得在导电线路发生形变时，液态金属呈液态，此情况下，在导电线路正常使用时液态金属可以呈液态也可以呈固态。例如，导电线路为水洗唛中的天线，其正常使用温度为室温，在对其进行工业水洗或洗涤龙洗涤时其需要发生形变，洗涤时的温度高于室温，则液态金属的熔点只要保证其在洗涤时液态金属呈液态即可，即液态金属的熔点可以低于洗涤时的温度且高于室温，或者，液态金属的熔点低于室温。

由于上述液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态，因此导电线路在发生弯折、拉伸或扭曲等形变时，液态金属微胶囊会发生形变而破裂，将其中包覆的液态金属释放出来，上述液态金属处于液态，进而具有较好的流动性和变形能力，液态金属可填补导电通路，进而使得导电线路具有较好的柔性。本发明实施例中的液态金属导电浆料电导率可达到1*10⁶s/m以上，最高达到1*10⁷s/m。

本发明实施例中的液态金属导电浆料可以适用于丝网印刷、柔版印刷、转移印刷、挤出式点胶、钢网印刷等成型工艺，成型后加热即可固化。本发明实施例中的液态金属导电浆料中的液态金属在印刷前呈均匀分散的亚微米甚至纳米尺寸的液滴或颗粒，在印刷过程中不产生任何相分离或金属溢出现象，而在印刷成型后的热固化过程中，包覆聚合物形变将液态金属释放出来，形成满足拉伸、弯曲变化过程中，可填补导电通路的液态流体导电通路。

本发明实施例中的液态金属导电浆料可以在pet、pvc、pi、pmma、pc、abs、pe、pp、pu等多种非金属基材上印刷，可满足现代工业不同领域对液态金属导电浆料功能性的要求。

可选地，按重量百分比计，液态金属导电浆料包括1%~50%液态金属微胶囊，30%~80%导电粉体，1%~25%基础聚合物以及10%~40%溶剂。

若液态金属导电浆料中液态金属微胶囊的重量百分比低于1%，则制成的导电线路中单位体积内的液态金属微胶囊数量过少，导电线路在弯折、拉伸或扭曲时，用于填补空隙的液态金属量不足，电阻变化较明显，反之，若液态金属导电浆料中液态金属微胶囊的重量百分比高于50%，则制成的导电线路的初始电阻较大，导电性较差，且液态金属微胶囊极易被破坏，容易造成短路。示例性地，液态金属导电浆料中液态金属微胶囊的重量百分比为1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或者50%。

若液态金属导电浆料中导电粉体的重量百分比低于30%，则制成的导电线路的初始电阻较大，若液态金属导电浆料中导电粉体的重量百分比高于80%，则液态金属微胶囊的量较少，制成的导电线路的柔性不佳。示例性地，液态金属导电浆料中导电粉体的重量百分比为30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%或者80%；

若液态金属导电浆料中基础聚合物的重量百分比低于1%，则液态金属导电浆料的成膜效果较差，若液态金属导电浆料中基础聚合物的重量百分比高于25%，则液态金属导电浆料的电阻较大。示例性地，液态金属导电浆料中基础聚合物的重量百分比为1%、2%、5%、8%、10%、15%、20%或者25%；

若液态金属导电浆料中溶剂的重量百分比低于10%或高于40%都会导致液态金属导电浆料中液态金属微胶囊的包覆效果以及液态金属导电浆料的流动性无法达到目标。示例性地，液态金属导电浆料中溶剂的重量百分比为10%、15%、20%、25%、30%、35%或者40%。

可选地，本发明实施例中液态金属微胶囊的直径为3微米~10微米。其中，当液态金属微胶囊的直径小于3微米时，在弯折破坏力下，若弯曲半径超过1mm，液态金属微胶囊无法破碎，进而无法填充因外力形变形成的导电粉体之间形成的大量间隙，也无法补偿导电粉体有效接触减少造成的电阻上升；当液态金属微胶囊的直径大于10微米时，液态金属微胶囊比重较大，相分离严重，主要沉积于印刷涂层底部，表面分布量过少，此外当直径过大的液态金属微胶囊进一步增多时，会在丝网印刷过程中提前造成一定数量的液态金属微胶囊被破坏，不仅会降低液态金属导电浆料的整体附着力，也容易在印刷复杂且线间距较低的图案时，造成短路风险。

本发明实施例中的液态金属导电浆料还可以包括助剂，助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂等中的一种或多种。

优选地，本发明实施例中的液态金属导电浆料由第一组分和第二组分复配形成；第一组分包括液态金属微胶囊；第二组分包括基础聚合物和导电粉体；第一组分还包括第一溶剂，和/或，第二组分还包括第二溶剂。其中，之前提及的溶剂由第一溶剂和/或第二溶剂构成。

第一组分和第二组分的复配过程可以在分别制作完成第一组分和第二组分后即刻完成，作为液态金属导电浆料进行储存或使用，也可以在分别制作完成第一组分和第二组分后，第一组分和第二组分分别储存，在需要使用液态金属导电浆料时，提前一定时间（几分钟~几小时）定量称取第一组分和第二组分进行复配即可。

如图1、图2和图3所示，图1为本发明实施例提供的第一种液态金属导电浆料的光学显微镜图，图2为本发明实施例提供的图1的局部放大示意图，图3为本发明实施例提供的第一种液态金属导电浆料的实物图，利用此方式制备的液态金属导电浆料细度高，液态金属导电浆料分布均匀，电阻较低，如图4所示，图4为本发明实施例提供的对比液态金属导电材料的光学显微镜图，未使用上述方式制备的液态金属导电浆料易出现导电粉体团聚、絮凝、沉降等现象，使得细度显著下降，导电材料分布不均，造成电阻显著上升的现象发生，具体原因如下：液态金属处于第一组分中，导电粉体处于第二组分中，在制作第一组分或第二组分的高能过程中，液态金属均不会与导电粉体接触，当需要使用液态金属导电浆料时，将第一组分和第二组分混合时，混合过程无需高能，且液态金属包覆在包覆聚合物内，即该复配过程无强烈的物理、化学作用，因此，液态金属与导电粉体、树脂之间也不存在对液态金属导电浆料的综合性能产生负面影响的相互作用。

示例性地，上述相互作用包括：液态金属与导电粉体直接接触，液态金属在各类“高能”加工过程（如搅拌、球磨、砂磨、三辊研磨等）中对导电粉体产生明显的润湿包覆作用，导电粉体在高速运动过程中，随着液态金属的润湿包覆作用，相互碰撞后很快融合，和/或，液态金属改变树脂体系中润湿分散剂原本在溶剂和树脂中的铺展状态，使得树脂迅速发生形貌变化，絮凝成表面积极小的单元，无法为导电粉体提供物理阻隔和稳定的双电层结构，造成导电粉体团聚。这种情况发生的概率随着液态金属以及导电粉体的填充量的增加而显著上升，若降低导电粉体和液态金属填充量，可以一定程度避免此类现象发生，但也造成复合导电浆料中有效组分含量下降，总体导电性能下降。

若本发明实施例中的液态金属导电浆料中，第一组分的含量过高，第二组分的含量过低，则会使得液态金属导电浆料的电学性能较低，第一组分的含量过低，第二组分的含量过高，则会使得液态金属导电浆料固化后的柔性较差，基于此，本发明实施例中选择，液态金属导电浆料中第一组分和第二组分的重量比为10:1~1:9，例如，10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、3:2、1:1、2:3，1:2、2:5、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或者1:9。

需要说明的是，第一组分中的包覆聚合物与第二组分中的基础聚合物材质可以相同，也可以不同，第一组分中的第一溶剂与第二组分中的第二溶剂材质可以相同，也可以不同本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。

本发明实施例中的液态金属导电浆料还可以包括粘度调节剂，第一组分和第二组分混合后，可根据实际需要通过粘度调节剂调节液态金属导电浆料的粘度。上述粘度调节剂可以为乙酸乙酯、石油醚、丙酮、二甲苯、丁基卡必醇、醇酯12、dbe中的一种或几种。

下面本发明实施例对第一组分的具体细节，第二组分的具体细节进行详细说明。

第一组分：

若第一组分中液态金属过少，包覆聚合物过多，形成的包覆层厚度过大，一方面不导电物质多，导电性下降，另一方面液态金属破坏难度过大，无法在弯折时及时破碎补偿电阻变化；若第一组分中液态金属过多，包覆聚合物过少，则会使得形成的包覆层厚度过小，包覆聚合物难以将液态金属全部包覆，不容易保证液态金属微胶囊的稳定性，可能还会出现导电粉体团聚、絮凝、沉降等现象。

基于此，以第一组分包括液态金属微胶囊和第一溶剂为例，本发明实施例中选择，按重量百分比计，第一组分包括30%~99%的液态金属，0.1%~30%的包覆聚合物，以及0.9%~50%的第一溶剂。示例性地，第一组分中液态金属的重量百分比为：30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或者99%；第一组分中包覆聚合物的重量百分比为：0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、8%、10%、15%、20%、25%或者30%；第一组分中第一溶剂的重量百分比为：0.9%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、10%、15%、20%、30%、40%或者50%。

进一步地，发明人发现，第一溶剂和包覆聚合物的比例决定了二者形成的包覆聚合物溶液的粘度，当第一溶剂的添加量过低时，包覆聚合物溶液的粘度过大，不具备足够的流动性，无法均匀的扩散到液态金属液滴的表面，当第一溶剂的添加量过高时，包覆聚合物溶液的初始粘度过低，包覆聚合物包覆液态金属液滴后形成的结构的稳定性极差，包覆聚合物对相邻液态金属的阻隔能力不够，在静置或使用过程中，液态金属液滴很容易重新聚并融合，基于此，本发明实施例中进一步选择，第一溶剂和包覆聚合物的质量比为1:2~1:5，如1:3或者1:4。

可选地，第一组分中的液态金属的熔点低于或等于室温，即其在室温下呈液态，液态金属可以为镓单质、镓铟合金、镓锡合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金等。

可选地，第一组分中的包覆聚合物包括聚酯树脂、密胺树脂、氯醋树脂、氯乙烯醋酸乙烯树脂、有机硅树脂、明胶、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、氯乙烯醋酸乙烯树脂、环氧树脂、氟碳树脂、环氧丙烯酸树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、硝化纤维素、乙基纤维素、醇酸树脂、氨基树脂、氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、羟基改性的氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、热塑性聚氨酯树脂、具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物中的一种或几种。选择上述包覆聚合物具有以下优点，一方面上述包覆聚合物能够与液态金属稳定长时间存在，且ph接近中性，无强碱性或酸性组份，不会与液态金属发生显著的化学反应，另一方面，上述包覆聚合物与第二组份的基础聚合物具有较好的相容性，可以保证液态金属导电浆料具备良好的融合性并且无显著分相，再一方面，上述包覆聚合物具备自成膜性，不会造成液态金属导电浆料总体性能的缺陷。

可选地，第一组分中的第一溶剂为水、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、乙醇酸正丁酯、乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙酸丁酯、石油醚、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、异佛尔酮、甲苯、二甲苯、丁基卡必醇、醇酯12、dbe、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、三乙二醇甲醚、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷中的一种或几种。

另外，根据实际需要，第一组分中可添加一种或多种助剂，如消泡剂、有机硅助剂，其中，有机硅助剂可以同时起到消泡和增加柔韧性的作用。有机硅助剂分子柔性大，可以填补较为刚性的包覆聚合物在包覆液态金属时形成的大尺寸缺口，提高液态金属微胶囊的包覆率，此外还能提供一定的柔韧性，使得在印刷过程中挤破的概率显著下降。优选地，有机硅助剂与包覆聚合物的重量比为1:5~1:10，如1:6、1:7、1:8或者1:9，进而避免有机硅助剂添加过多影响液态金属微胶囊的力学性能，且电阻上升，过少则达不到上述两个目的的最优效果。

第二组分：

若第二组分中导电粉体过少，基础聚合物过多则会降低液态金属导电浆料中有效导电材料的含量，降低导电性能，若导电粉体过多，基体树脂过少，则会使得导电粉体无法分散均匀，会出现导电粉体团聚、絮凝、沉降等现象，基于此，本发明实施例中选择，按重量百分比计，第二组分中基础聚合物的重量百分比为10%~40%，导电粉体的重量百分比为20%~90%。

示例性地，第二组分中基础聚合物的重量百分比为：10%、15%、20%、25%、30%、35%或者40%；第二组分中导电粉体的重量百分比为：20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或者90%。

可选地，第二组分中的基础聚合物为聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、氯乙烯醋酸乙烯树脂、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、硝化纤维素、乙基纤维素、醇酸树脂、氨基树脂、含有反应活性基团的聚氨酯树脂、含有反应活性基团的饱和聚酯树脂或者含有反应活性基团的柔性的氯醋树脂中的一种或几种。

可选地，第二组分中的导电粉体包括银粉、铜粉、银包铜粉、银铜粉、碳黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、铁粉、铁镍粉中的一种或几种。第二组分中的导电粉体包括银粉时，银粉可以为片状银粉、球状银粉、棒状银粉、针状银粉、树枝状银粉。

可选地，第二组分中还可以包括第二溶剂和助剂中的一种或几种，第二溶剂的重量百分比可以为0~10%，助剂的重量百分比可以为0~5%。示例性地，第二组分中第二溶剂的重量百分比为：0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、9%或者10%；第二组分中助剂的重量百分比为：0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%或者5.0%。

可选地，第二组分中的第二溶剂为水、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、乙醇酸正丁酯、乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙酸丁酯、石油醚、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、异佛尔酮、甲苯、二甲苯、丁基卡必醇、醇酯12、dbe、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、三乙二醇甲醚、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷中的一种或几种。

可选地，第二组分中的助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂等中的一种或多种。分散剂可以包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和高分子表面活性剂中的一种或几种。

实施例二

为了进一步提高液态金属导电浆料制成的导电线路的耐弯折性能，本发明实施例还提供一种如下所述的液态金属导电浆料，该液态金属导电浆料包括：

液态金属微胶囊，液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为液态金属；

基础聚合物；

导电粉体；

溶剂；

交联剂；

其中，液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态；交联剂用于在由液态金属导电浆料制成的导电线路的固化过程中与包覆聚合物，和/或，基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。

上述液态金属导电浆料耐弯折性能优异的原因主要体现在以下两个方面：一方面，由于上述液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态，因此导电线路在发生弯折、拉伸或扭曲等形变时，液态金属微胶囊会发生形变而破裂，将其中包覆的液态金属释放出来，上述液态金属处于液态，进而具有较好的流动性和变形能力，液态金属可填补导电通路；另一方面，如图5所示，图5为本发明实施例提供的第二种液态金属导电浆料的扫描电子显微镜图，在由液态金属导电浆料制成的导电线路的固化过程中，交联剂与包覆聚合物和/或基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构，提高导电线路的导电粉体的分子间结合力和相容性，在弯折、拉伸或扭曲时，局部机械破坏和应力集中更不显著，导电粉体剥离脱落更不显著，进而使得导电线路具有较好的柔性。由上述液态金属导电浆料制成的导电线路能够耐受弯折10万次以上电阻变化不超过20%，且耐受100万次以上弯折不断线。

可选地，按重量百分比计，液态金属导电浆料包括1%~50%液态金属微胶囊，30%~80%导电粉体，1%~25%基础聚合物，10%~40%溶剂以及1%~15%交联剂。示例性地，液态金属导电浆料中交联剂的重量百分比可以为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%或者15%。

进一步优选地，液态金属导电浆料包括：

第一组分，第一组分包括液态金属微胶囊；

第二组分，第二组分包括基础聚合物和导电粉体；

交联剂；

第一组分还包括第一溶剂，和/或，第二组分还包括第二溶剂；

按比例称取第一组分、第二组分和交联剂，将三者均匀混合得到液态金属导电浆料；

其中，液态金属的熔点满足：至少在由液态金属导电浆料制成的导电线路发生形变时，液态金属呈液态；交联剂用于在由液态金属导电浆料制成的导电线路的固化过程中与第一组分的包覆聚合物，和/或，与第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。

其中，交联剂用于与第一组分的包覆聚合物，和/或，第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构包括多种情况：情况一，交联剂仅用于与第一组分的包覆聚合物发生交联反应生成体型网状结构，情况二，交联剂仅用于与第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构，情况三，交联剂用于与第一组分的包覆聚合物和第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。另外，交联剂可以预混于第一组分和/或第二组分中，也可以在将第一组分和第二组分混合时加入。下面本发明实施例提供以下几个具体例子以供参考。

在第一个例子中，交联剂预混于第一组分中，第一组分中包括包覆聚合物和交联剂，交联剂用于与第一组分中的包覆聚合物，和/或，第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。此时，包覆聚合物优选为高聚物，如树脂。

在第二个例子中，交联剂预混于第二组分中，即第二组分包括基础聚合物和交联剂，交联剂用于与第一组分中的包覆聚合物，和/或，第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。此时，基础聚合物优选为高聚物，如树脂。

在第三个例子中，交联剂同时预混于第一组分和第二组分中，即第一组分包括包覆聚合物和交联剂，第二组分包括基础聚合物和交联剂，交联剂用于与第一组分中的包覆聚合物，和/或，第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。此时，包覆聚合物和基础聚合物均优选为高聚物，如树脂。

在第四个例子中，交联剂预混于第一组分中，第一组分中的包覆聚合物直接作为交联剂，也可以理解为包覆聚合物与交联剂的材料相同，交联剂用于与第二组分中的基础聚合物发生交联反应生成体型网状结构。此时，包覆聚合物优选为低聚物，如异氰酸酯及其低聚物。

在第五个例子中，交联剂预混于第二组分中，第二组分中的基础聚合物直接作为交联剂，也可以理解为基础聚合物与交联剂的材料相同，交联剂用于与第一组分中的包覆聚合物发生交联反应生成体型网状结构。此时，基础聚合物优选为低聚物，如异氰酸酯及其低聚物。

在上述第一-第三个例子中，交联剂与包覆聚合物或者基础聚合物的材料不同。在上述第四-第五个例子中，交联剂与包覆聚合物或者基础聚合物的材料相同，即包覆聚合物或者基础聚合物直接作为交联剂。其中，若第一组分中的包覆聚合物直接作为交联剂，考虑到包覆聚合物多为低聚物，具有较好的流动性，则第一组分中可以不含第一溶剂；类似地，若第二组分中的基础聚合物直接作为交联剂，考虑到基础聚合物多为低聚物，具有较好的流动性，则第二组分中可以不含第二溶剂。

需要说明的是，当交联剂预混于某一组分（第一组分或第二组分）中，且其用于与该组分中的聚合物（包覆聚合物或基础聚合物）发生交联反应时，交联剂应选用具有封闭基团的交联剂，如具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物，此时，该交联剂仅在由液态金属导电浆料制成的导电线路的高温固化过程中与聚合物发生交联反应。另外，即使交联剂和与其发生交联反应的聚合物分别预混于两种组分中，若第一组分和第二组分复配得到液态金属导电浆料后，距离液态金属导电浆料使用时的时间间隔较长，则也应选用具有封闭基团的交联剂。其他情况则选用具有封闭基团的交联剂或者不具有封闭基团的交联剂均可。

优选地，本发明实施例中交联剂与用于与其发生交联反应的聚合物（基础聚合物和/或包覆聚合物）的重量比为1:10~1:1之间，如1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、2:5、1:2或者2:3。

当交联剂用于与第二组分中的基础聚合物发生交联反应时，基础聚合物可以为含有反应活性基团的聚氨酯树脂、含有反应活性基团的饱和聚酯树脂或者含有反应活性基团的柔性的氯醋树脂。进一步地，反应活性基团为羟基、羧基或者氨基。需要说明的是，当反应活性基团不同时，应选择合适的交联剂，示例性地，反应活性基团为羟基或者氨基时，交联剂可以选择为异氰酸酯及其低聚物，优选为具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物，例如，在90℃~150℃解封的封闭型异氰酸酯。

可选地，包覆聚合物为氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂，羟基改性的氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂，热塑性聚氨酯树脂，具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物，或者具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物中的一种。其中，包覆聚合物为具有封闭基团的异氰酸酯及其低聚物时，其可以直接作为交联剂使用，包覆树脂为羟基改性的氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂时，其可以与交联剂发生交联反应生成体型网状结构。

进一步地，可以从平均分子量、断裂伸长率、硬度、包覆聚合物溶液的固含量和粘度等方面综合考虑，以达到最佳效果。示例性地，包覆聚合物的平均分子量在2万~4万，原因如下：分子量过低的包覆聚合物在调节到合适粘度时固含量过高，造成导电性下降，分子量过高的包覆聚合物在固化时尺寸收缩显著，容易造成液态金属渗出；包覆聚合物的断裂伸长率在150%~250%；包覆聚合物的邵氏硬度为a70~a100度；包覆聚合物溶液的固含量在20%~40%之间；包覆聚合物溶液的粘度在400cp~1200cp。

可选地，第二组分中的导电粉体为导电银粉、导电铜粉、银铜粉中的一种，其结构为片状结构，长厚比为2~5之间，粒径为1~5微米，以进一步提高液态金属导电浆料的耐弯折性能。其中，长厚比大于5微米，粒径大于5微米的都容易在反复弯折过程中加剧液态金属中的活性组份在银、铜存在下发生电化学腐蚀的程度。长厚比小于2，粒径小于1微米的粉体达到理想电导率的情况下需要的填充量过高，粉体和树脂比例增加会显著降低浆料的抗弯折强度以及附着力。粒径过大且长径比过长的粉体会在弯折过程中造成受影响区域比例增加，需要平衡电阻变化的液态金属量需求增加，电阻稳定性下降。进一步选择，导电粉体的松装密度为1.4~2g/cm3，比表面积为0.4~0.7m²/g。

实施例三

本发明实施例提供一种电子器件，电子器件包括导电线路，导电线路由以上任一项所述的液态金属导电浆料制成。上述电子器件可以为柔性传感器、可穿戴设备、柔性电子标签、fpc电路板等任何需要使用导电线路的电子器件，尤其适用于需要柔性的导电线路的电子器件。

本发明实施例还提供一种液态金属导电浆料的制备方法，用于制备以上任一项所述的液态金属导电浆料，具体地，如图6所示，图6为本发明实施例提供的液态金属导电浆料的制备方法的流程图，本发明实施例中的液态金属导电浆料的制备方法包括：

步骤s1、制备第一组分，第一组分包括液态金属、包覆聚合物和第一溶剂，包覆聚合物包覆液态金属形成的液态金属液滴；

在此步骤中，操作温度应该高于液态金属的熔点。

步骤s2、制备第二组分，第二组分包括基础聚合物和导电粉体；

步骤s3、按比例称取第一组分和第二组分，将二者均匀混合得到液态金属导电浆料。

在一个例子中，步骤s1具体包括：

子步骤s11、利用第一溶剂将包覆聚合物溶解形成包覆聚合物溶液；

子步骤s12、按照比例称量包覆聚合物溶液以及液态金属，并装入密闭容器中；

子步骤s13、充入保护气体，并进行混合；

混合过程中的操作温度应该高于液态金属的熔点；保护气体的作用在于防止液态金属过度氧化，避免液态金属导电性能的下降，以及粘度的升高。

可选地，上述混合方式可以为机械搅拌、超声、以及二者结合等。

子步骤s14、混合完成后，即可得到第一组分。

在混合完成后，也可进行真空脱泡，提高制得的第一组分的性能。

在又一个例子中，步骤s1具体包括：

子步骤s11’、利用第一溶剂将包覆聚合物溶解形成包覆聚合物溶液；

子步骤s12’、按照比例称量包覆聚合物溶液以及液态金属，并加入球磨罐中，添加研磨球；

球磨过程中的操作温度应该高于液态金属的熔点。

子步骤s13’、进行球磨；

子步骤s14’、过滤出料。

需要说明的是，当第一组分中还预混有交联剂时，交联剂可以在上述子步骤s11和s13之间，或者子步骤s11’和s13’之间进行添加。

可选地，当第二组分还包括第二溶剂和助剂时，步骤s2具体包括：

子步骤s21、利用第二溶剂将基础聚合物溶解成树脂溶液；

子步骤s22、按比例称量所述树脂溶液以及助剂，并将所述助剂添加到所述树脂溶液中；

子步骤s23、称量导电粉体，并与子步骤s22所得材料共同装入密闭的容器中；

子步骤s24、利用搅拌机对步骤s23所得材料进行预分散；

子步骤s25、利用三轴辊轧机对步骤s24所得材料进行加工；步骤s25也可替换为利用卧式砂磨机进行砂磨。

子步骤s26、对步骤s25所得材料进行脱泡处理，即可得到第二组分。

需要说明的是，当第二组分中还预混有交联剂时，交联剂可以在上述子步骤s21和s23之间进行添加。

可选地，步骤s3具体包括：

子步骤s31、按比例称取第一组分和第二组分，并加入至容器中；

子步骤s32、将第一组分和第二组分搅拌均匀；

子步骤s33、测量子步骤s32所得材料的粘度，将粘度与预设粘度范围进行比较，若粘度在预设粘度范围内，则子步骤s33所得材料即为液态金属导电浆料，若粘度高于预设粘度范围，则执行子步骤s34；

子步骤s34、添加粘度调节剂，将步骤s32所得材料的粘度调节至预设粘度范围内，得到液态金属导电浆料。

上述预设粘度范围需根据液态金属导电浆料使用时对应的工艺进行选择，如采用丝网印刷工艺时，上述预设粘度范围可以为2000cp~6000cp。

需要说明的是，当液态金属导电浆料中还包括交联剂时，交联剂可以在上述子步骤s31中与第一组分和第二组分一并加入至容器中。

实施例四

为了本领域技术人员更好地理解和实施本发明实施例中的液态金属导电浆料，本发明实施例提供多个实施例和对比例，对实施例二中的液态金属导电浆料的性能优势进行说明。

实施例

以上实施例1~5中的液态金属导电浆料未区分第一组分和第二组分，为一个整体组成。

以上实施例6~10中的液态金属导电浆料分为第一组分和第二组分，交联剂均预混于第一组分中，其中，异氰酸酯作为交联剂的实施例，第一组分和第二组分复配成液态金属导电浆料后，不应放置过长时间。

以上实施例11~15中的液态金属导电浆料分为第一组分和第二组分，交联剂均预混于第二组分中，其中，异氰酸酯作为交联剂的实施例，第一组分和第二组分复配成液态金属导电浆料后，不应放置过长时间。实施例16中的液态金属导电浆料分为第一组分和第二组分，交联剂同时预混于第一组分和第二组分中。

对比例

对比例1为市售柔性导电银浆，固含量70%，含银量56%，溶剂类型dbe。

对比例2与实施例6的区别在于没有添加包覆聚合物和第一溶剂，而是直接添加液态金属。

对比例3与实施例7的区别在于没有添加包覆聚合物和第一溶剂，而是直接添加液态金属。当填充液态金属后，对比例3直接发生絮凝，无法成功制备导电浆料。

性能测试。

将上述所有实施例及对比例的导电浆料在厚度为0.1毫米的pi膜上印刷蛇形曲线，蛇形曲线的延伸长度为30cm，宽度为0.8mm。所有样品的印刷厚度为15±2微米。采用自动折叠试验机将样品按最小弯曲半径0.1毫米进行0~180度折叠，分别折叠1000次、10000次和100000次；对比折叠前后的电阻变化率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。