[发明专利]亲水性纳米微米级微相半分离导电Ag/AgCl参比电极浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电参比电极材料，尤其是涉及一种亲水性纳米微米级微相半分离导电Ag/AgCl参比电极浆料及其制备方法，适用于丝网印刷或滚筒式印刷生产技术领域。

背景技术

银和氯化银(Ag/AgCl)组成的参比电极是最为广泛使用电极，最常见pH电极内部的参考电极就是Ag/AgCl。大凡用到电化学方法测试物理化学参数的许多领域(如海水防腐蚀装置)都会用到参比电极。近年来，用丝网印刷，滚筒连续印刷以及其它方式(如狭缝涂布式)得到广泛的应用，特别在大规模和超大规模生产微型电极起到了推动这一领域的高速发展。导电银和氯化银(Ag/AgCl)印刷油墨已经成为微型固态参比电极首选材料。把复杂的传统的电化学用的参比电极Ag/AgCl，用丝网印刷技术生产，完全改变了经典传统参比电极Ag/AgCl，制作工艺复杂。这一新生事物，推动了依电化学为原理生物传感器的迅速发展，又如医用Ag/AgCl参比电极是广泛用于心电图，脑电图，肌肉/神经电图等，该参比电极年用量在几十亿到上百亿。目前导电油墨包括银和氯化银(Ag/AgCl)油墨的生产大多用高分子材料作为导电材料的载体，即导电金属作为分散相悬浮在高分子材料中，印刷到基材之后加以干燥处理，就得到了固态印刷导电型Ag/AgCl参比电极了。鉴于导电和印刷精度和精细度要求越来越高，对高分子材料质量要求也高了，技术难点在于，高分子材料本身和金属是两个性能恰好相反的物质，一个是导体，而另一个是绝缘体，不仅如此，两种材料在微观相态永远是分离状态。目前采用高分子材料过量和提高黏度的方法解决相分离问题。这样破坏了金属导体的一致性和高导电特性。为了保持金属导体的一致性和高导电特性，又必须采用降低材料浓度的方法，这样会因为欠缺高分子粘合作用，微观相态非常不均匀，产品中会产生许多孔洞和空洞，影响质量也影响向超细度印刷电路节省原材料的方向发展。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种亲水性纳米微米级微相半分离导电Ag/AgCl参比电极浆料及其制备方法，它包括有高分子材料、复合溶剂、银和氯化银粉粒以及表面活性剂组成，其中高分子材料是两种或两种以上的高分子组成，在复合溶剂中，高分子完全相容，形成均匀相态，印刷到基版上干燥后的固态，形成微相半分离型准网状结构，同时在微相相分离的界面形成纳米级亲水膜。

微观相半分离高分子材料体系原理：

两种高分子之间的相容性可以用溶度参数判断，可以用下面公式表述：

ΔH_m＝V_mφ₁φ₂[δ₁-δ₂]²

其中ΔH_m是混合热焓，V_m是混合体积，φ₁和φ₂是高分子1和2的混合体积含量，δ₁和δ₂是高分子1和2的溶度参数。

两种高分子的相容性，取决于两种高分子溶度参数的相近程度。如果δ1＝δ2两种高分子完全相容，如果两者的溶度参数相差越远，两者的相容性就越差。微相半分离型金属导电油墨的发明，既是基于这一原理，有效的控制复合体系的高分子载体的相容性达到控制金属微粒形成纳米微米级多层次准连续网状结构。

亲水性纳米材料改善亲水性能：

微观相半分离高分子材料体系在高分子和Ag/AgCl有着宏观均匀而微观相态分离结构模式，这种微观相分离状态，产生了众多不同微观相态与相态的之间界面。为此，加入纳米级表面活性剂，改善亲水性能。这种纳米级表面活性剂在同一个分子链上，有着两端兼具两个截然不同物理性能分子结构，其中一端是柔性分子链而且具有亲水性能。这样的纳米级表面活性剂，会在高分子材料和Ag/AgCl体系的界面形成一定数量的纳米级别亲水膜，从而使得Ag/AgCl参比电极由疏水型变为亲水性型。

本发明是以如下技术方案实现的：一种亲水性纳米微米级微相半分离导电Ag/AgCl参比电极浆料及其制备方法，其特征是：它包括有高分子材料、复合溶剂、银和氯化银粉粒以及表面活性剂组成，高分子材料用量4-10％  复合溶剂用量3-20％  银和氯化银粉粒50-85％  表面活性剂1-5％  其它适量添加剂。