專利名稱：用于濕度傳感器的聚電解質組合物、聚電解質油墨以及通過噴墨印刷制備用于傳感器的 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于濕度傳感器的濕敏膜的聚電解質組合物、由其制備的聚電解質油墨以及通過噴墨印刷方法形成濕敏膜來制備濕度傳感器的方法。更具體地說，本發明提供了一種聚電解質油墨，可以通過在溶劑中溶解聚電解質，以制備聚電解質組合物的溶液，然后應用于噴墨式印刷機，從而形成濕度傳感器膜。此外，本發明還提供了一種制備濕度傳感器的方法，該方法通過使用噴墨式印刷機以所制備的聚電解質油墨進行印刷，然后加熱處理該印刷品，以在多個電極上形成濕敏膜。
背景技術：
現有的形成濕敏膜的方法通常使用浸漬、旋涂、噴霧和分配器鋪展法，并且取決于使用目的已經使用了各種材料作為基材，包括硬基材例如氧化鋁或環氧樹脂，和軟基材例如聚酰亞胺。
浸涂法是以下所述的方法，該方法包括將導線連接至其上形成有電極的基材，隨后固定至夾具，垂直浸漬至濕敏膜的組合物中一定時間，然后升起以使其變得平坦，干燥，然后進行熱反應，從而形成濕敏膜。
旋涂方法是以下所述的方法，該方法已經頻繁地用于半導體工藝，該方法通過在旋轉的電極上滴落聚電解質溶液而在電極上形成濕敏膜。
噴霧法是通過噴嘴將聚電解質溶液噴霧，使其鋪展到電極上以形成濕敏膜的方法。
分配器鋪展法是通過微量注射器注射幾微升單位的聚電解質溶液以便在電極上形成濕敏膜的方法。
目前，盡管上述方法已經得到廣泛使用，但它們都存在缺點，這些缺點包括程序復雜、處理時間相對較長、原料損失、產率低和成本高。特別地，因為很難在電極已經形成實質性厚度的狀態下形成具有一定厚度的濕敏膜，所以很難控制需要具有精確性的性質。此外，作為使用最廣的方法的浸涂法可以容易地應用于硬基材，但是極難將濕敏膜鋪展在軟基材上。
發明內容
可以通過使用噴墨式印刷機以形成濕敏膜的方法來解決上述問題。
利用噴墨形成濕度傳感器的濕敏膜的方法是以下所述的方法根據電腦設計的圖案，從噴墨式印刷機的噴墨頭將聚電解質油墨釋放至形成有電極的基材，從而形成濕敏膜。根據該方法，對于在相應濕度范圍顯示精確性的濕敏膜的情況，可以有選擇地在單一基材上的多個電極上鋪展具有不同的組成的濕敏膜。
利用噴墨形成濕敏膜的方法可以解決上述所有的問題，此外，隨著電腦和外圍設備的發展，該方法還具有易于在電路上鋪展厚度可控的膜的優點。此外，該方法可以根據消費者的需要，生產少量、多樣化的濕敏膜，因此，可以以很低的成本向消費者提供濕度傳感器，此外可以提供精確和可靠的濕度傳感器。
為了增強上述優點，聚電解質溶液必須滿足使噴墨印刷可行的要求，且不降低濕敏性能。即，它必須滿足使噴墨印刷可行的性質，包括粘度、表面張力和長期儲存穩定性等，此外，還具有良好的濕敏性能。
為了克服上述問題，本發明制備了以下聚電解質組合物溶液，該溶液適用于噴墨印刷，并具有良好的濕敏性能，而且，本發明提供了由其制備的油墨，此外，還提供了使用該油墨利用噴墨式印刷機制備鋪展有所述濕敏膜的濕度傳感器的方法。
本發明人努力研制能夠以如上所述的噴墨方式形成濕敏膜的聚電解質油墨。結果，我們已經制備了適用于形成所述濕敏膜的聚電解質組合物的溶液，然后可以由所述溶液來制備所述聚電解質油墨。
所述用于形成濕敏膜的聚電解質組合物包含聚電解質和交聯劑。可以將有機溶劑例如醇單獨或作為混合物加入至該組合物，以制備聚電解質組合物的溶液。
所述聚電解質由作為單體的二胺類化合物、可與二胺類化合物反應的二鹵代烷烴類化合物以及能夠通過與所述兩種單體反應而產生反應性官能團的化合物組成。
現有技術的聚電解質通常由乙烯基單體(包含季銨鹽或包含羧基、磺酸鹽、锍、鏻、磷酸鹽等)和其它幾種單體的共聚合來制得。然而，此類方法難以控制分子量，不可能將粘度調節至油墨需要的粘度。
聚電解質油墨必須滿足油墨的性質，使得可進行噴墨印刷，所述性質即粘度、表面張力和穩定性。為了滿足該要求，具有可交聯的官能團的低分子聚電解質是合適的。其原因是具有高分子量的聚電解質由于具有高粘度，不能起到油墨的作用。
所述二胺類化合物可以選自由以下物質組成的組N，N，N’，N’-四甲基氨乙烷、N，N，N’，N’-四乙基氨乙烷、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四乙基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四甲基-1，4-丁二胺、N，N，N’，N’-四乙基-1，4-丁二胺、N，N，N’，N’-四甲基-2-丁烯-1，4-二胺、N，N，N’，N’-四乙基-2-丁烯-1，4-二胺、1，3-雙(二甲氨基)-2-丙醇、1，3-雙(二乙氨基)-2-丙醇、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-二氨基丁烷、N，N，N’，N’-四乙基-1，3-二氨基丁烷、1，3-二(4-吡啶基)丙烷、4，4′-聯吡啶、2，2′-聯吡啶、1，4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、N，N′-二甲基哌嗪、N，N′-二甲基-1，3-二(4-哌啶基)丙烷、吡嗪、吡嗪酰胺、4-(N，N′-二甲基氨基)吡啶、N，N，N′，N′-四甲基-1，5-戊二胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，5-戊二胺、N，N，N′，N′-四甲基-1，6-己二胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，6-己二胺，和它們中兩種或兩種以上組成的混合物。
所述的可與含二胺的單體反應的二鹵代烷烴可以選自由以下物質組成的組在具有1至18個碳原子的烷基中包含兩個鹵素原子(例如氯、溴和碘)的化合物、具有5至6個碳原子并包含兩個鹵素原子的環狀化合物和它們中兩種或兩種以上組成的混合物，例如1，4-二氯-2-丁烯、1，4-二溴-2-丁烯、1，3-二氯-2-丙醇、1，3-二溴-2-丙醇、2，3-二氯丙醇、1，3-二氯丙酮、1，3-二溴丙酮、1，4-二氯-2-丁醇、雙-2-氯乙基醚、雙-2-溴乙基醚、1，2-雙(2-氯乙氧基)乙烷、1，2-雙(2-溴乙氧基)乙烷、1，3-二氯丙酮、1，3-二溴丙酮、α，α′-二氯鄰二甲苯、α，α′-二氯間二甲苯、α，α′-二氯對二甲苯、α，α′-二溴鄰二甲苯、α，α′-二溴間二甲苯和α，α′-二氯對二甲苯。
作為所述的能夠與所述兩種單體反應產生反應性官能團的化合物，可以使用含鹵素的醇或含鹵素的羧酸或其混合物。為此，含鹵素的醇可以選自由以下物質組成的組在具有2至18個碳原子的烷基中包含一個鹵素原子例如氯、溴或碘的醇化合物；含氨基的醇可以選自2-氨基乙醇、3-氨基丙醇、2-氨基丙醇、氨基-2-丙醇、氨基丁醇、氨基環己醇、2-(乙基氨基)乙醇、2-(甲基氨基)乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二乙氨基乙醇、N，N-二丁基氨基乙醇、N，N-二甲基氨基丙醇、N，N-二乙基氨基丙醇、3-吡咯烷醇、1-甲基-3-吡咯烷醇、1-甲基-2-吡咯烷基乙醇、3-羥基哌啶、4-羥基哌啶、1-(2-羥基乙基)哌嗪和它們中兩種或兩種以上組成的混合物；含鹵素的羧酸可以選自由以下物質組成的組在具有2至18個碳原子的烷基中包含一個鹵素原子例如氯、溴或碘的羧酸，或它們中兩種或兩種以上組成的混合物；而且含氨基的羧酸可以選自由以下物質組成的組包含2至18個碳原子的氨基酸和它們中兩種或兩種以上組成的混合物。
作為可以與所述反應性官能團反應的交聯劑，可以使用選自由以下物質組成的組中的交聯劑二異氰酸酯、羥甲基蜜胺、羥甲基脲、封端異氰酸酯、氮丙啶、噁唑啉、環氧化物、二氨基烷烴和碳二亞胺等交聯劑。
如上所述，聚電解質由作為單體的二胺類化合物、可與所述二胺類化合物反應的二鹵代烷烴類化合物、能夠通過與所述兩種單體反應產生反應性官能團的化合物和可以與所述反應性官能團反應的交聯劑組成。可以將有機溶劑例如醇單獨或作為混合物加入至該組合物，以制備聚電解質組合物的溶液。
向根據上述方法制備的聚電解質組合物溶液加入例如醇等有機溶劑，以保證液體的流動性適用于噴墨式印刷機，加入高沸點潤濕劑以防止油墨噴嘴干燥，并加入表面活性劑以制備導電性油墨。
本發明的聚電解質油墨組合物由以下物質組成10重量％～50重量％的聚電解質組合物溶液，優選15重量％～40重量％，更優選20重量％～30重量％；1重量％～10重量％的交聯劑；與交聯劑相容的40重量％～80重量％的潤濕劑，優選40重量％～70重量％，更優選50重量％～70重量％；和0.1重量％～2重量％的非離子型和離子型表面活性劑，優選0.2重量％～1重量％，更優選0.5重量％～1重量％。
為此用途，可以將具有50～300℃的沸點的極性溶劑單獨或其兩種或兩種以上組成的混合物用作所述有機溶劑，所述極性溶劑的沸點優選為50～300℃，優選60～200℃，更優選60～150℃。
當溶劑沸點低于100℃時，可能導致噴墨頭噴嘴阻塞，形成濕敏膜后表面可能存在裂縫或粗糙。
此外，溶劑的量起到控制粘度的作用，并且考慮到膜的厚度、噴墨頭噴嘴的尺寸等可以對溶劑的量進行調節。在這種情況下，粘度在2～100cps(厘泊)內是合乎需要的，優選2～50cps，更優選2～35cps。
表面活性劑不局限于任何一種離子型和非離子型表面活性劑，并且可以單獨使用或以兩種或兩種以上表面活性劑的混合物形式使用。它用于控制基材表面的表面張力，即控制油墨對基材的浸潤性。通常，優選可以使用表面活性劑以便將所述表面張力控制為32～50達因/厘米。
如果表面張力低于32達因/厘米，因為該組合物注射至基材后過快地鋪展至整個基材上，所以不能保持所需的分辨率。如果表面張力高于50達因/厘米，從噴嘴噴射的油墨量與所需要的量相比不太夠，因此，該膜不能獲得足夠的厚度。
形成濕敏膜的方法包括壓電模式，其通過壓電元件的振動使用壓電元件來噴射墨滴；熱模式，其中，通過加熱隨著在內部產生氣泡而擠出墨滴；以及氣泡噴射模式。然而，當利用加熱注射油墨時，可能導致電解質的分解，從而引起噴嘴阻塞或降低溶液的穩定性。
在本發明中，優選根據壓電模式使用噴墨噴嘴，更優選使用可以控制頻率、控制油墨儲存器的溫度、控制噴嘴尺寸并控制所應用的基材的溫度的噴墨印刷裝置。
加熱處理利用如上噴墨模式形成的濕敏膜，以獲得最終的濕敏性能。在這種情況下，取決于熱處理條件，膜的外觀、粘附性能和交聯密度是可變的。
為此，在聚電解質溶液可以鋪展并交聯的熱處理溫度理想地是50～200℃，優選60～150℃，更優選60～130℃。
所述熱處理通常可以在氮氣、氬氣、氫氣單獨或其混合氣體的氣氛下，以60～100℃進行10～30分鐘，然后在100～130℃進行10～30分鐘，以提供膜的性質和濕敏性能的改善效果。
根據本發明制備的濕敏膜在30％RH(相對濕度)時顯示出1～3MΩ(兆歐)的電阻，在90％RH時顯示出1～5kΩ的電阻。
圖1是其上具有濕敏膜的氧化鋁板濕度傳感器的前視圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是其上具有濕敏膜的聚酰亞胺板濕度傳感器的前視圖；和圖4是圖3的側視圖。
<對附圖的主要部分的符號的說明>
11，21濕敏膜12陶瓷板13，22金電極14電極保護膜15，24電極極板 16引線框23銅電極25基膜26覆蓋(coverlay)膜 27粘合劑28覆蓋粘合劑
具體實施例方式
在下列實施例和對比例中將根據上述公開內容更具體地說明本發明。然而，應當理解的是，本發明決不限于下列實施例。
聚酰亞胺FPC電極可以粘附至彎曲表面的柔性FPC(軟性印刷電路)板具有以下優點它可以彎曲使用，并且由于實現了單一的三維線路并省去了連接器和導線，使得該印刷電路板本身較小，因此，可以使電子設備本身小型化并且輕型化，并可以降低其成本。FPC板的其它特征是因為該板既薄又輕，在使用具有25μm厚度的基膜的情況下，該板的總厚度是約100～140μm，因此，其體積和重量變小，此外，可以使整個設備小型化。然而，因為基材較薄，因此該基材具有低機械強度，它可能被損壞。可以通過貼附作為FPC的獨特結構的增強板和覆蓋膜來彌補該缺點。將該電極制成線性數組(linear byte)狀，其中在0.25mm的間距上總共存在5個電極組。
作為電極所用的材料，使用鍍有厚度為0.5μm的金的銅。FPC的結構由板、銅箔、覆蓋膜和增強板構成。通過覆蓋2μm鍍鎳和1μm鍍金制成端子部件的連接部分，以便于焊接。銅箔的表面是平面，而且將可撓性的具有35μm厚度的軋制的銅箔作為用于電流容量和彎曲應用的所述銅箔進行使用。此外，為了使銅箔具有耐腐蝕性并對其進行保護，向除濕敏區以外的其他區域貼附厚度35μm的另一聚酰亞胺膜作為覆蓋膜。
氧化鋁板電極用作傳感器的板是96％α-氧化鋁形式的氧化鋁。在通常用于厚膜電路的板(50mm×50mm×5mm)上同時形成尺寸為5mm×10mm的10×5個電極。為了制備導電電極，使用金糊料在其上形成間距為0.195mm和0.4mm的梳狀圖案。焊接部分使用Ag-Pd(6∶1)糊料，并將玻璃外涂層用于防止金電極遷移。印刷后，在150℃干燥箱中干燥電極15分鐘，以除去糊料中包含的溶劑和粘合劑，然后在馬弗電爐中以850℃燒結10分鐘以進行電極燒制，從而對其進行精加工。
進一步地，檢查所得到的濕度傳感器的電性質。對于得到的濕度傳感器的濕敏性能，當恒溫恒濕室(JEIO TECH，TM-NFM-L(-20℃-100℃))平衡在25℃的溫度和30％RH的相對濕度時，在1kHz的1伏LCR(電感、電容、電阻測量儀)(ED-Lab.Korea，EDC-1630型)的驅動下，控制濕度，以測定電阻值。對于各試樣，制備50個具有相同組成的試樣并進行測量。以使用相同組成而獲得的傳感器的濕敏性能進行作圖，然后標出極大值和極小值之間的區域以測定誤差范圍。
實施例在下文中，將說明本發明的優選實施例和對比例。
為了解釋本發明，提供下列實施例，但是這些實施例不應該解釋為對本發明的范圍的限定。
實施例1將溶解在2-乙氧基乙醇(50 g)中的N，N，N′，N′-四甲基-1，4-二氨基丁烷(14.40g，100 mmol(毫摩爾))引入裝有冷凝器的圓底燒瓶。在逐滴加入溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的2-溴乙醇(1.25g，10mmol)同時保持溫度低于5℃后，在60℃進行反應4小時。溫度升高至80℃后，繼續反應24小時，然后蒸發溶劑以除去約50g。將30g二甲亞砜加入至最終溶液，然后在其中溶解封端二異氰酸酯(1.5g)，以制備聚電解質組合物的最終溶液。根據該方法，可以獲得無色的濕敏溶液，該溶液具有33.0％的最終固體含量。
向15g上述實施例1的聚電解質溶液加入5g異丙醇和0.001gsulfinol-465(商品名；由Air Products Co.制備)，以制備噴墨用油墨。該油墨中，固體含量是25.0％，表面張力是37達因/厘米，粘度是15cps。
實施例2將溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的N，N，N’，N’-四甲基-1，6-二氨基己烷(15.51g，90mmol)和2-(N，N-二甲基氨基)乙醇(0.89g，10mmol)引入裝有冷凝器的圓底燒瓶。在逐滴加入溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的1，4-二溴丁烷(21.59g，100mmol)同時保持溫度低于5℃后，在60℃進行反應4小時。溫度升高至80℃后，繼續反應24小時，然后蒸發溶劑以除去約50g。將30g二甲亞砜加入至最終溶液，然后在其中溶解封端二異氰酸酯(1.5g)，以制備聚電解質組合物的最終溶液。根據該方法，可以獲得無色的濕敏溶液，該溶液具有33.0％的最終固體含量。
向15g上述實施例2的聚電解質溶液加入5g異丙醇和0.001gsulfinol-465(商品名；由Air Products Co.制備)，以制備噴墨用油墨。該油墨中，固體含量是25.0％，表面張力是36達因/厘米，粘度是13cps。
實施例3將溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的N，N，N’，N’-四甲基-1，4-二氨基丁烷(13.68g，95mmol)和N，N，N’，N’-四甲基-1，3-二氨基-2-丙醇(0.23g，5mmol)引入裝有冷凝器的圓底燒瓶。在逐滴加入溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的1，6-二溴己烷(21.90g，100mmol)同時保持溫度低于5℃后，在60℃進行反應4小時。溫度升高至80℃后，繼續反應24小時，然后蒸發溶劑以除去約50g。將30g二甲亞砜加入至最終溶液，然后在其中溶解封端二異氰酸酯(1.5g)，以制備聚電解質組合物的最終溶液。根據該方法，可以獲得無色的濕敏溶液，該溶液具有31.8％的最終固體含量。
向15g上述實施例3的聚電解質溶液加入5g異丙醇和0.001gsulfinol-465(商品名；由Air Products Co.制備)，以制備噴墨用油墨。該油墨中，固體含量是23.9％，表面張力是37達因/厘米，粘度是14cps。
實施例4將溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的N，N，N’，N’-四甲基-1，6-二氨基己烷(17.23g，100mmol)引入裝有冷凝器的圓底燒瓶。在逐滴加入溶解在2-乙氧基乙醇(50g)中的1，4-二溴丁烷(20.51g，95mmol)和1，3-二溴-2-丙醇(1.09g，5mmol)同時保持溫度低于5℃后，在60℃進行反應4小時。溫度升高至80℃后，繼續反應24小時，然后蒸發溶劑以除去約50g。將30g二甲亞砜加入至最終溶液，然后在其中溶解封端二異氰酸酯(1.5g)，以制備聚電解質組合物的最終溶液。根據該方法，可以獲得無色的濕敏溶液，該溶液具有33.5％的最終固體含量。
向15g上述實施例4的聚電解質溶液加入5g異丙醇和0.001gsulfinol-465(商品名；由Air Products Co.制備)，以制備噴墨用油墨。該油墨中，固體含量是25.2％，表面張力是36達因/厘米，粘度是13cps。
實施例5～8將上述實施例1～4制備的油墨填充在聚乙烯容器中，然后在傳感器電極上印刷5次，并加熱處理以獲得濕度傳感器，其中所述電極形成在氧化鋁板或聚酰亞胺膜上，所述印刷使用裝有壓電模式的噴墨式印刷機噴頭F076000(商品名；由Epson，Inc.制造)的板印刷機。該步驟中，熱處理條件包括在100℃處理30分鐘，隨后在120℃處理30分鐘。熱處理后各電極的特性具體列于下列表1和表2。
對比例1在2-甲氧基乙醇中溶解包含重量比為40/2/0.5/57.5的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯氯化銨鹽(dimethyl ammonium ethyl methacrylate chloride salt)的4元高聚物，以制備浸漬用聚電解質溶液。根據該方法，可以獲得無色溶液形式的最終聚電解質溶液，其具有10.5％的固體含量和230cps/25℃的粘度。將0.1重量％的XAMA-7(商品名；由Zeneca Corporation制備)與100重量％的所得溶液混合，以制備濕敏溶液，然后用浸漬方法將該濕敏溶液施用于其上形成有電極的作為氧化鋁板的Kapton(商品名；由DuPont Co.制備)或聚酰亞胺膜，以形成濕敏膜。
對比例2在2-甲氧基乙醇中溶解包含重量比為40/2/0.5/57.5的苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯氯化銨鹽的4元高聚物，以制備浸漬用聚電解質溶液。根據該方法，可以獲得無色溶液形式的最終聚電解質溶液，其具有12.0％的固體含量和450cps/25℃的粘度。將0.1重量％的XAMA-7(商品名；由Zeneca Corporation制備)與100重量％的所得溶液混合，以制備濕敏溶液，然后用浸漬方法將該濕敏溶液施用于其上形成有電極的作為氧化鋁板的Kapton(商品名；由DuPont Co.制備)或聚酰亞胺膜，以形成濕敏膜。
表1.使用氧化鋁電極的濕度傳感器
表2.使用聚酰亞胺電極的濕度傳感器
盡管由于濕敏膜化學組成之間的差異，從實施例5～8獲得的傳感器顯示出彼此不同的濕敏性質，但在半對數圖中它們顯示出優異的對于普通實用性足夠的濕敏性能。印刷5次后對形成濕敏膜的油墨進行檢查。結果，可以認識到當濕敏膜的厚度較薄時，則電阻增加，而當厚度較厚時，則電阻降低。利用噴墨形成濕敏膜還具有的優點是，通過控制印刷次數，可以控制濕敏膜厚度，還可以控制濕敏性能。在由此制備的50個傳感器之間的再現精確性中，能夠看出通過印刷制備的全部濕度傳感器均在±0.5％RH的范圍內，因此，顯示出高產品再現性。與此相反，還可以知道，通過以往用于制備現有濕度傳感器的浸涂法制備的傳感器落入±3％RH的范圍內，因此，顯示出低于噴墨印刷模式的產品再現性。此外，在聚酰亞胺電極的情況下，由于板的可撓性，對于通過浸涂法得到的傳感器，不容易同時浸泡幾個傳感器，因此顯示出由此制備的樣品的再現性誤差發生更顯著的偏離。然而，在用噴墨模式得到的傳感器的情況下，不管材料的品質如何，能夠看出樣品之間的再現性誤差接近±0.3％RH的范圍，因此，可以確保很高的產品再現性。
工業實用性根據上述結論，本發明提供了具有適合用作濕度傳感器的濕敏膜的性質的聚電解質溶液，該性質包括粘度、固體含量和噴墨釋放性，并提供了制備該噴墨用聚電解質溶液的方法。由此，經過噴墨印刷方法并進行熱處理后，可以形成具有不弱于現有濕度傳感器的性質的濕敏膜，與常規模式相比，該膜還具有均一的厚度。此外，本發明可以提供用于制備具有高產品可靠性的濕度傳感器的技術。
權利要求
1.一種用于濕度傳感器的濕敏膜的聚電解質組合物，其特征在于，所述組合物包含至少一種選自二胺類化合物的化合物、至少一種選自二鹵代烷烴類化合物的化合物和至少一種包含交聯性官能團的化合物。
2.如權利要求1所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述組合物包含35重量％～50重量％的至少一種選自二胺類化合物的化合物、45重量％～64.9重量％的至少一種選自二鹵代烷烴類化合物的化合物和0.1重量％～5重量％的至少一種包含交聯性官能團的化合物。
3.如權利要求1所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述二胺類化合物是選自由以下物質組成的組中的化合物N，N，N’，N’-四甲基氨乙烷、N，N，N’，N’-四乙基氨乙烷、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四乙基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四甲基-1，4-丁二胺、N，N，N’，N’-四乙基-1，4-丁二胺、N，N，N’，N’-四甲基-2-丁烯-1，4-二胺、N，N，N’，N’-四乙基-2-丁烯-1，4-二胺、1，3-雙(二甲氨基)-2-丙醇、1，3-雙(二乙氨基)-2-丙醇、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-二氨基丁烷、N，N，N’，N’-四乙基-1，3-二氨基丁烷、1，3-二(4-吡啶基)丙烷、4，4′-聯吡啶、2，2′-聯吡啶、1，4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、N，N′-二甲基哌嗪、N，N′-二甲基-1，3-二(4-哌啶基)丙烷、吡嗪、吡嗪酰胺、4-(N，N′-二甲基氨基)吡啶、N，N，N′，N′-四甲基-1，5-戊二胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，5-戊二胺、N，N，N′，N′-四甲基-1，6-己二胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，6-己二胺，或它們中兩種或兩種以上組成的混合物。
4.如權利要求1所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述二鹵代烷烴是選自由以下物質組成的組中的化合物在具有1至18個碳原子的烷基中包含兩個鹵素原子的化合物，所述鹵素原子是例如氯、溴和碘；具有5至6個碳原子并包含兩個鹵素原子的環狀化合物和它們中兩種或兩種以上組成的混合物，例如1，4-二氯-2-丁烯、1，4-二溴-2-丁烯、1，3-二氯-2-丙醇、1，3-二溴-2-丙醇、2，3-二氯丙醇、1，3-二氯丙酮、1，3-二溴丙酮、1，4-二氯-2-丁醇、雙-2-氯乙基醚、雙-2-溴乙基醚、1，2-雙(2-氯乙氧基)乙烷、1，2-雙(2-溴乙氧基)乙烷、1，3-二氯丙酮、1，3-二溴丙酮、α，α′-二氯鄰二甲苯、α，α′-二氯間二甲苯、α，α′-二氯對二甲苯、α，α′-二溴鄰二甲苯、α，α′-二溴間二甲苯和α，α′-二氯對二甲苯。
5.如權利要求1所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述至少一種包含交聯性官能團的化合物是選自由以下物質組成的組中的化合物含鹵素的醇、含鹵素的羧酸和含氨基的羧酸或其混合物。
6.如權利要求4所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述含鹵素的醇是選自由以下物質組成的組中的化合物在具有2至18個碳原子的烷基中包含一個鹵素原子的醇化合物或其混合物，所述鹵素原子是例如氯、溴或碘；所述含氨基的醇是選自由以下物質組成的組中的化合物2-氨基乙醇、3-氨基丙醇、2-氨基丙醇、氨基-2-丙醇、氨基丁醇、氨基環己醇、2-(乙基氨基)乙醇、2-(甲基氨基)乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二乙基氨基乙醇、N，N-二丁基氨基乙醇、N，N-二甲基氨基丙醇、N，N-二乙基氨基丙醇、3-吡咯烷醇、1-甲基-3-吡咯烷醇、1-甲基-2-吡咯烷基乙醇、3-羥基哌啶、4-羥基哌啶、1-(2-羥基乙基)哌嗪和其混合物。
7.如權利要求4所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述含鹵素的羧酸是選自由以下物質組成的組中的化合物包含一個鹵素原子并具有2至18個碳原子的羧酸或其混合物，所述鹵素原子是例如氯、溴或碘。
8.如權利要求4所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述含氨基的羧酸選自由以下物質組成的組中的化合物包含2至18個碳原子的氨基酸或其混合物。
9.一種聚電解質油墨，其特征在于，所述油墨包含10重量％～50重量％的權利要求1～7任一項所述的聚電解質組合物、1重量％～10重量％的交聯劑、38重量％～88.9重量％的有機溶劑和0.1重量％～2重量％的由非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑組成的混合物。
10.如權利要求8所述的聚電解質組合物，其特征在于，所述交聯劑選自由以下交聯劑組成的組二異氰酸酯、羥甲基蜜胺、羥甲基脲、封端異氰酸酯、氮丙啶、噁唑啉、環氧化物、二氨基烷烴和碳二亞胺交聯劑。
11.一種制備濕度傳感器的方法，其特征在于，利用噴墨印刷模式鋪展聚電解質油墨，然后加熱處理以形成濕敏膜。
12.如權利要求11所述的制備濕度傳感器的方法，其特征在于，將權利要求8～9中任一項所述的聚電解質油墨鋪展在其上具有電極的板上，然后在50～200℃對所述聚電解質油墨進行加熱處理，以形成所述濕敏膜。
全文摘要
本發明涉及濕度傳感器的聚電解質組合物、聚電解質油墨和通過噴墨印刷制備濕度傳感器的聚電解質膜的方法。本發明的聚電解質組合物包含聚電解質、交聯劑和有機溶劑，所述有機溶劑包含單一成分或兩種或兩種以上溶劑例如醇組成的混合物。通過將有機溶劑例如多元醇加入到由上述聚電解質組合物制成的油墨，以確保溶液的流動性適用于噴墨式印刷機的噴頭，加入高沸點的潤濕劑以防止油墨干燥，并加入表面活性劑。本發明提供了適用于濕度傳感器的聚電解質組合物和聚電解質油墨組合物，以及通過噴墨印刷來制備具有均勻厚度的可靠的濕度傳感器的方法。
文檔編號G01N27/04GK1835995SQ200480023022
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月2日 優先權日2003年8月12日
發明者鄭光春, 孔明宣, 沈在俊 申請人:海隱化學科技株式會社