一种CGM电极用低温固化型金浆及其制备方法与流程

本发明涉及电子浆料，尤其涉及一种cgm电极用低温固化型金浆及其制备方法。

背景技术：

1、cgm（continuous glucose monitoring）——连续血糖监测，是指通过葡萄糖感应器监测皮下组织间液的葡萄糖浓度而间接反映血糖水平的监测技术，可提供连续、全面、可靠的全天血糖信息，了解血糖波动的趋势，发现不易被传统监测方法所探测的隐匿性高血糖和低血糖。

2、cgm电极的制备方法有电化学沉积法，磁控溅射法，丝网印刷法等。其中，电化学沉积法和磁控溅射法一般是在cgm的pi或pet基材上生成金原子，形成致密的金层，从而使得信号稳定性传递，金层本身也具有良好的柔韧性。如cn115290719a 中公开了采用恒电位法沉积花状纳米金颗粒制备黄金工作电极，其电极抗污染能力强、稳定性好、重复性高，但是沉积法生产效率低，不利于大规模应用；cn219179290u公开了利用磁控溅射法制备金工作电极，而磁控溅射法成本高昂，限制了其生产应用。

3、另外，在丝网印刷制备cgm电极的工艺中，通常采用铂碳浆料制备催化电极，采用碳浆料制备工作电极，采用银/氯化银浆料制备参比电极等。现有技术中，尚未发现cgm电极用低温固化型金浆的制备方法，也尚未发现cgm电极用低温固化型金浆在制备cgm电极中的应用。

4、因此，有必要设计一种cgm电极用低温固化型金浆及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种cgm电极用低温固化型金浆，其应用于cgm电极中兼具附着力强、柔韧性好、导电性优良、生物兼容性好等优点。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种cgm电极用低温固化型金浆，其包括以下重量百分比的各组分：一种cgm电极用低温固化型金浆，其特征在于：包括以下重量百分比的各组分：金粉75%-90%、热固性高分子树脂1%-6%、热塑性高分子树脂0.5%-2.25%、分散剂0.1%-1%、偶联剂0.1%-1%、封闭型固化剂0.05%-0.3%、溶剂5%-20%。

3、作为本发明进一步改进的技术方案，所述金粉为片状金粉、花枝状金粉中的任意一种或二者的混合物，所述片状金粉的粒径范围为300nm-1000nm，花枝状金粉的粒径范围为300nm-1000nm。

4、作为本发明进一步改进的技术方案，所述片状金粉与花枝状金粉的重量比为3:7-7:3。

5、作为本发明进一步改进的技术方案，所述热固性高分子树脂包括中增韧环氧树脂、酚醛树脂的任意一种；所述热塑性高分子树脂包括聚酯树脂、聚氨酯树脂的任意一种，所述溶剂包括二乙二醇乙醚醋酸酯、dbe、二乙二醇丁醚醋酸酯中的任意一种或多种，所述分散剂为byk-103或byk-163，所述偶联剂为kh550或kh560，所述封闭型固化剂为封闭型异氰酸酯。

6、作为本发明进一步改进的技术方案，所述cgm电极用低温固化型金浆包括以下重量百分比的各组分：金粉80%-90%、热固性高分子树脂1.5%-4%、热塑性高分子树脂1%-2.25%、分散剂0.2%-0.6%、偶联剂0.2%-0.6%、封闭型固化剂0.1%-0.3%。

7、本发明的目的还在于提供一种制备上述cgm电极用低温固化型金浆的制备方法，其包括以下步骤：

8、步骤1：制备热固性高分子树脂溶液及热塑性高分子树脂溶液；

9、步骤2：将重量百分比为75%-95%的金粉、2.5%-10%的热固性高分子树脂溶液、2.5%-7.5%热塑性高分子树脂溶液、0.1%-1%分散剂、0.1%-1%偶联剂、0.05%-0.3%封闭型固化剂、1-10%溶剂混合，并在40-50℃温度下慢速搅拌40-60h；

10、步骤3：将步骤2得到的混合物冷却至室温，然后在三辊研磨机上进行研磨，制备得到cgm电极用低温固化型金浆。

11、步骤2中，在上述温度条件下慢速搅拌时，一方面，在搅拌过程中，高分子树脂链段穿插于花枝状金粉的枝状凸起之间，形成互穿网络结构，增加树脂和金粉的结合力，进而增加金层的柔韧性；另外，片状金粉与不同花枝状金粉的枝状凸起的端部相接触，增加了导电通路，降低了电阻，片状和花枝状金粉混合搭配使用，兼顾了金层的导电效果及柔韧性；另一方面，将金粉与热塑性高分子树脂、热固性高分子树脂、固化剂等组分同时混合搅拌，使得搅拌过程中热塑性高分子树脂及热固性高分子树脂之间形成适当强度的界面相，可以有效地传递外场应力，减小固化后电极的脆性，电极柔韧性可通过折弯时裂纹扩展的路径变化得到有效提高，进一步增加了电极的柔韧性。

12、作为本发明进一步改进的技术方案，所述热固性高分子树脂溶液包括热固性高分子树脂和溶剂，所述热固性高分子树脂的质量分数为20-50%，所述热塑性高分子树脂溶液包括热塑性高分子树脂和溶剂，所述热塑性高分子树脂的质量分数为50-60%。

13、作为本发明进一步改进的技术方案，步骤2中，搅拌速度为50-120rpm。

14、作为本发明进一步改进的技术方案，步骤3中，研磨细度为2-6μm。

15、上述cgm电极用低温固化型金浆主要应用于cgm工作电极中，通过丝网印刷工艺将cgm电极用低温固化型金浆印刷在pi膜或pet膜，制备黄金电极，应用在cgm工作电极领域，具有生产效率高，成本低等优点，具有大规模应用前景。

16、由以上技术方案可知，本发明具有至少以下技术效果：

17、在cgm电极用低温固化型金浆的制备过程中，采用金粉和高分子树脂溶液在40-50℃温度下混合，并慢速搅拌40-60h，在低温、慢速、长时间搅拌过程中，一方面，热塑性高分子树脂和热固性高分子树脂的高分子软链段蠕动逐步渗透到金粉的多孔微结构中，形成互穿网络结构，进而使得固化后的金电极具有良好的柔韧性；另一方面，将金粉与热塑性高分子树脂、热固性高分子树脂、固化剂等组分同时混合搅拌，使得搅拌过程中热塑性高分子树脂及热固性高分子树脂之间形成适当强度的界面相，可以有效地传递外场应力，减小固化后电极的脆性，电极柔韧性可通过折弯时裂纹扩展的路径变化得到有效提高，进一步增加了电极的柔韧性。

18、采用片状和花枝状金粉混合粉，在搅拌过程中，高分子树脂链段穿插于花枝状金粉的枝状凸起之间，形成互穿网络结构，增加树脂和金粉的结合力，进而增加金层的柔韧性；另外，片状金粉与不同花枝状金粉的枝状凸起的端部相接触，增加了导电通路，降低了电阻，片状和花枝状金粉混合搭配使用，兼顾了金层的导电效果及柔韧性。

19、采用分散剂和偶联剂与上述高分子树脂配合使用，偶联剂和分散剂吸附在金粉表面，一方面使得金粉与高分子链段形成分子间作用力，进一步加强了高分子树脂和金粉之间的结合力及结合的稳定性，另一方面增加了高分子树脂和金粉的相容性，进而提高金浆的流平性及后续丝网印刷的效果及印刷精度。

20、采用封闭型固化剂与热塑性高分子树脂及热固性高分子树脂混合使用，使得金浆在150-200℃的较低温度条件下及较短的固化时间内能完全固化，一方面可以使得封闭型固化剂完全解封出-nco基团，并与高分子树脂中的羟基和环氧基基团交联固化，形成网状结构，大大增加成品的柔韧性，另一方面减少了固化时间，提高了电极制备的整体效率。