导电粘合剂混配物和胶粘带制造技术

本发明专利技术涉及粘合剂混配组合物，其包含a)聚合物-金属共混物，所述聚合物-金属共混物包含至少一种粘合剂混配物，至少一种金属组分，其在50℃-400℃的温度范围内熔融，和b)至少一种纤维状导电填料材料，其中所述填料材料至少部分地作为包含金属组分的相互连接的纤维网络存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及粘合剂混配组合物，其包含a)聚合物-金属共混物，所述聚合物-金属共混物包含至少一种粘合剂混配物，至少一种金属组分，其在50℃-400℃的温度范围内熔融，和b)至少一种纤维状导电填料材料，其中所述填料材料至少部分地作为包含金属组分的相互连接的纤维网络存在。【专利说明】导电粘合剂混配物和胶粘带本专利技术涉及具有突出导电性的导电的压敏粘合剂和胶粘带。对于塑料在电子学和电气工程中的大量应用，要求使用的组分呈现导电性和/或导电磁性和/或导热性，对于使用的塑料部件同样有此要求。现在存在多种与导电填料混合的塑料混配物(plastics compounds),其覆盖从IOwQ.cm至KT1 Ω.cm的体积电阻率范围。使用的导电填料例如为炭黑、碳纤维、金属粒子、金属纤维，或者固有导电聚合物。为了向绝缘体如塑料赋予导电性，借助于导电填料创建通过塑料的导电通路，这意味着，理想的是导电粒子彼此接触。已知的是，塑料中的导电网络最优选通过引入金属纤维或者碳纤维实现。在这种情况中，纤维越长，规定的导电率所需要的纤维的重量分数就越小。然而，随着纤维长度增加，加工也变得更加麻烦，因为混配制剂的粘度急剧增加。钢纤维长度例如为IOmm的市场上可得到的混配制剂通过注塑仅可加工至约25%至30%的最大纤维重量分数。在使用较短纤维的情况下，仍可通过注塑加工具有较高纤维重量分数的混配制剂，但是通过与长纤维比较，这不带来体积电阻率的任何减小。对于填充有碳纤维和金属粒子的热塑性塑料发现类似的行为。另一个问题是，由于膨胀系数的差别，在经填充的热塑性塑料中的纤维网络在温度的影响下扩大，从而导致导电通路中断。向聚合物熔体中添加低熔点金属合金也是已知技术，其涉及这些合金的熔融，以产生聚合物-金属共混物。这种共混物作为注塑或者挤出的导体轨迹结合至电子元件中。例如，US4, 533，685A披露了聚合物-金属共混物，其通过使聚合物与低熔点金属合金一起熔融产生。所述聚合物为多种弹性体、热塑性塑料，和可固化聚合物(热固性塑料)，未进行任何优选选择。在该说明书中没有提及用作压敏粘合剂。 在该说明书中，将聚合物-金属共混物加工成具有约6mm厚度的压缩模制品，或者注塑。还提出一种实施方案，其中将聚氨酯组合物拉成膜，使金属区域高度取向，仅得到各向异性导电。这些系统的缺点是需要与连续金属相形成共混物以实现高度导电。后者仅对于50体积％的金属分数而言才实现。低于此分数时，实际上实现较低导电性，但是需要导电通路的偶然发展，这意味着这些系统相对于粒子填充的系统不提供显著优势。在存在连续金属相的情况下，所述材料基本上也呈现金属的机械性质，这意味着例如低弹性和变形性。在载荷下，金属结构容易破坏并且导电失败。这种结构因此不能理想地用作压敏粘合剂。为了提高导电性，添加金属填料(粉末、纤维，或者片状物)是通常描述的主题，但是没有做出任何具体选择。US4，882，227A描述了导电树脂混合物，其结合了低熔点金属合金和导电纤维。然而，树脂浅薄地涂覆在纤维-金属混合物上，然后形成粒料。因此，在相当部分中，混合物的表面不导电。没有产生各向同性导电共混物结构。本申请使用的聚合物是典型的工程热塑性塑料，对于生产压敏粘合剂，本领域技术人员不会考虑这种材料。而且，存在公开，大意是在所述树脂中，导电纤维的分数一定不能超过30wt%，否则的话，树脂的流动性并因此导致的加工性质将严重劣化。这限制可得到的导电性。产生的粒料仅在第二步中，其作为母料结合至一种上述聚合物的聚合物熔体中，并分散。导电组分的进一步“稀释”降低总体导电性，这意味着考虑在EMI屏蔽段(针对电磁干扰屏蔽)中的应用，其中10_2-102S/cm的导电性是足够的。US5，554，678A同样描述了组合物，其对于屏蔽目的而言导电性足够且另外包含金属纤维、低熔点金属合金，和碳纤维。这里再次声明，所述聚合物基质包含典型的工程热塑性塑料，对于制造压敏粘合剂而言，本领域技术人员不会考虑这种材料。首先，再次地，制造母料并粒化。优选通过注塑进一步加工。还描述了通过注塑加工以形成片材，随后成形。从这种模式的进一步加工可明显看出，所述的丙烯酸酯不用作压敏粘合剂，而是用作基于丙烯酸酯的模制混配物。EP942 436B1披露了导电树脂混配物，其包含基于锌的金属粉末、低熔点金属(选自锡和在成形操作时熔融的锡-金属合金)，和合成树脂材料。这里，与上述说明书相比，金属纤维被粒子替代。为了改善流动性质并因此改善注塑加工能力，这是优选的。这里再次声明，是首先将树脂混配物粒化，然后通过注塑进一步加工。根据材料的选择和加工技术，本领域技术人员不会使用该说明书制造导电压敏粘合剂。EPl 695 358B1提出了金属-塑料杂合物，其包含热塑性塑料、用量为20_50wt%的在100°C -400°C熔融的无铅金属化合物，和用量为30-70wt%的铜纤维。作为它的热塑性塑料组分，金属/塑料杂合物包含日用塑料如聚苯乙烯(PS)或者聚丙烯(PP)、工程热塑性塑料如聚酰胺(PA)或者聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，或者高温热塑性塑料。共混物或者热塑性弹性体也被指出。没有提及压敏粘合剂。所述杂合物用于通过注塑制造模制品。导电压敏粘合剂也是根本上已知`的。`因此，在各向同性导电压敏粘合剂的情况中，它们的导电性通过以下方法产生:将它们用导电填料填充。选择在这种情况中的填充水平，使得发生填料渗漏-即，由于在填料粒子之间的小距离，或者通过直接接触，产生电流的导电通路。这种原理的实例由US1990-472950A 描述。表面导电性经常通过导电材料(例如，金属拨片或者金属网、金属化片材或者非织造网)层提供。然而，这种产品的缺点是与粗糙基材的顺应性低，表面插入导致挠性损失。其它各向同性导电压敏粘合剂是基于压力敏感的粘合剂凝胶(例如，EP561854B1)。然而，对于工业应用，这些粘合剂通常缺乏足够的内聚性，并因此用于电极在皮肤上的临时性粘合。在各向异性导电粘合剂片材的情况中，通过各种措施防止表面导电性，通常仅留下垂直于表面的导电性。这种原理例如示于US1992-874553A中。普遍的是用粒子直径大于片材层厚的填料填充粘合剂，填充水平保持低于渗漏阈值。另一类压敏粘合剂片材是仅在表面处导电，但是不垂直于表面导电。这通过以下方法实现:在不导电粘合剂层之间插入导电层。尤其是在各向同性导电压敏粘合剂的情况中，难以得到足够的高导电性且同时得到高粘合性能，因为增加的填充水平降低可利用的主动粘合面积。因此，一个司空见惯的概念是通过巧妙地选择填料或者填料组合来将所需的填充水平最小化。为此，例如，使用高度导电金属如银、铜，或者金，和变化的纵横比的导电填料形式，例如纤维或者片状物(包括微米或者纳米级的那些)。这里特别值得注意的是银纤维、铜纤维、银包覆的云母片，或者层状娃酸盐，以及碳纳米管和石墨烯(graphene)。已知的含填料的导电压敏粘合剂的另一缺点是形成的导电通路可容易地被系统的热或者机械诱导的拉伸破坏，从而导致导电性下降。于是，本专利技术的一个目的是提供改善的压敏粘合剂(PSA)，其具有基本上各向同性导电性，并将高粘合强度与高导电性结合起来。另一目标是提供相应的压敏胶粘带。所述胶粘带也应是挠性的并本文档来自技高网...

【技术保护点】
压敏粘合剂组合物，包含a)聚合物‑金属共混物，其包含‑至少一种压敏粘合剂，‑至少一种在50℃‑400℃的温度范围内熔融的金属组分，b)至少一种纤维状的导电填料，所述填料至少部分地以粘合的纤维网络的形式存在，所述粘合的纤维网络具有所述金属组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K凯特特尔根布谢尔，
申请(专利权)人：德莎欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE