传导性复合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及传导性复合物和制备传导性复合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及传导性复合物和制备所述传导性复合物的方法。
技术介绍
已知聚合物材料通常价格低，且相比金属或陶瓷材料具有优异的加工性和处理性。聚合物材料由于这样的特性而不仅在产业领域中而且在日常生活中也逐渐取代以往使用的其他材料。然而，在仅使用单种聚合物材料代替金属或陶瓷材料所具有的固有特性(例如，导电性、导热性、磁性等)方面存在局限性。作为实现克服这种问题且在发挥聚合物材料的优点的同时具有不同于聚合物材料本身的特性的材料的方法，使用将具有想要赋予的特性的填料分散在该聚合物基质中以形成复合物的方法。例如，可以将导电性填料分散在绝缘聚合物中，以制备导电性复合物。导电性填料的示例可以为碳黑、碳纳米管、石墨烯、或金属微粒等，在将上述示例中的一者或两者以上分散在诸如环氧树脂或氨基甲酸酯的熟知的聚合物基质中时，可以实现在示出导电性的同时具有聚合物基质的特性的复合物。若在所述方法中根据目的而使用合适的填料，则可以调节基质的磁特性、电学特性和光学特性。随着产业的发展，对具有各种形态和特性的复合物的需求在增加，且用于满足该需求的填料的种类逐渐多样化，其数量也持续增加。然而，在实施这种将填料分散在聚合物基质中以实现具有上述特性的复合物的方法的过程中存在若干问题。所面临的问题之一是，为了表现所述特性而需要将填料的投入量增加至一定水平(阈值)以上，但随着所述填料的投入量的增加，复合物的重量增大。所述问题在使用金属材料作为填料的复合物的情况下突显。在现代快速发展的电子和汽车产业中，轻量化作为新开发的产品和部件所需要具有的特性而属于必要条件，鉴于此，为了进一步扩大聚合物复合物的应用领域且提高主要产业的竞争力，需要致力于通过开发轻量且高性能的填料以减小复合物中的填料投入量。在聚合物基质中使用金属填料以制备复合物时的另一问题存在于将填料分散在基质中的过程。这通常起因于低比重的聚合物基质和高比重的金属填料之间的大的比重差异。即，会出现如下问题：分散在基质内的金属填料粒子随着时间的推移而相互凝结或下沉至液状基质底部，从而导致特性改变。作为解决上述问题的方法，可制备具有与基质的亲和性较高的有机分子被附着至金属表面的形态的填料并使用，但是存在由于制备填料所需的工艺的增加而导致生产率降低的问题。另一问题是，随着聚合物基质中的填料的投入量增大，复合物的特性会接近填料的固有特性，但是基质的固有特性逐渐消失。然而，复合物的开发目的是，获得同时具有构成该复合物的主要成分(即，填料和基质)各自的固有特性的一体化的一种新型材料。在由多个不同成分构成的复合材料中，有些成分用微量就可以充分调节材料的物理性质，但有些成分则不然。后一种情况可举例为，将导电性填料投入绝缘聚合物基质中以实现具有导电性的复合物的情况。在将渗滤阈值(percolationthreshold)以上的金属填料投入具有粘附性的基质中时，复合物的导电性在急剧增加后持续缓慢增加的趋势，但是基质的粘附性随着填料投入量的增加而持续降低。因此，在该情况下，与上述轻量化问题的情况相同，优选设计在使基质的基本特性的降低最小化的同时使导电性最大化的组成。大部分基于聚合物的导电性粘结剂使用银粒子或镀银的铜粒子作为导电性填料。在这种形态的复合物的总重量中，导电性填料所占的比重非常高，为70重量％至85重量％。因此，除了为了解决上述问题，还为了降低产品的价格，迫切需要能够降低高价的银的使用量的方案。为了在产业领域中扩大基于聚合物的导电性复合物的应用范围，需要开发轻量且性能优异的同时价格又低的导电性填料。此外，韩国专利公开第2004-0005993号公开了采用包括一个以上的非导电性相和由分布在内部的导电性粒子所构成的基质的复合材料制备的焊接板条。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术在于提供传导性复合物和制备传导性复合物的方法。然而，本专利技术的技术问题不限于上述技术问题，本领域的技术人员根据下面的记载能够明确地理解未提及的其它技术问题。技术方案本专利技术的第一方面提供一种传导性复合物，所述传导性复合物包括非传导性中空微粒和传导性填料，非传导性中空微粒和传导性填料分散在基质中，其中，所述传导性复合物中所包含的所述非传导性中空微粒和传导性填料是通过被施加压力或热处理而经膨胀或变形的。本专利技术的第二方面提供一种制备传导性复合物的方法，包括：将传导性填料和非传导性中空微粒分散在基质的分散液中以获得液体混合物；对所述液体混合物进行热处理，以使所述非传导性中空微粒膨胀或变形；以及干燥和/或硬化经所述热处理的混合物。本专利技术的第三方面提供一种制备传导性复合物的方法，包括：将传导性填料和非传导性中空微粒分散在基质的分散液中以获得液体混合物；以及在干燥和/或硬化所述液体混合物的过程中，施加压力或进行热处理，以使所述非传导性中空微粒和所述传导性填料膨胀或变形。有益效果根据上述技术方案中的任一者，由于减小基于聚合物的传导性复合物中的金属填料的投入量以降低产品的重量，因此能够提高产品处理性且提高需要轻量化的产品的适用性。此外，由于使用低比重的传导性填料，因此能够解决现有的金属填料的技术问题，即由于相比于基质的大的比重差异而导致的填料分散方面的技术难点，且能够通过使高价金属使用量最小化来降低最终产品的成本。此外，在实现具有与现有的导电性复合物相同的导电性的复合物时，由于使用与现有的导电性复合物相比更少量的填料，因此能够解决由于投入大量的填料而导致基质的固有特性丧失的现有技术问题。附图说明图1是示出在本专利技术的一实施例中的非传导性中空微粒的结构的图像。图2是示出在本专利技术的一实施例中的核-壳形态的传导性填料的结构的图像。图3是示出在本专利技术的一实施例中的加热前的传导性复合物的结构的图像。图4是示出在本专利技术的一实施例中的加热后的传导性复合物的结构的图像。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的实施例以使本领域的普通技术人员能够容易地实施本专利技术。但是本专利技术可以体现为各种不同形态，并不限于本文中说明的实施例。而且，为了更明确地说明本专利技术，在附图中省略与说明无关的部分，在说明书全文中对于类似的部分使用了类似的附图标记。在本专利技术的说明书全文中，在记载某一部分与其他部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括在它们中间隔着其他元件“电连接”的情况。在本专利技术的说明书全文中，在记载某一部件位于其他部件“之上”时，不仅包括该部件与其他部件接触的情况，还包括这两个部件之间存在另一其他部件的情况。在本专利技术的说明书全文中，在记载某一部分“包含”某一组成部分时，在没有特别的相反说明的情况下，意味着还可以包含其他组成部分，而不是排除其他组成部分。在本专利技术的说明书全文中使用的表示程度的“约”、“实质上”等术语，在其所涉及的含义基础上示出了固有的制造及物质允许误差时，解释为该数值或接近该数值的值，旨在防止某些不道德的侵害人对为了帮助理解本专利技术而公开的准确或绝对的数值所涉及的公开内容进行不当的利用。在本专利技术的说明书全文中使用的术语“(进行)……的步骤”或“……的步骤”不表示“用于……的步骤”。在本专利技术的说明书全文中，马库什形式的表达中包含的术语“其组合”表示选自由在马库什形式的表达中记载的组成部分组成的组中的一者以上的混合或组合，因此表示包含选自由上述组成部分组成的组中的一者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传导性复合物，所述传导性复合物包括非传导性中空微粒和传导性填料，所述非传导性中空微粒和所述传导性填料分散在基质中，其中，所述传导性复合物中所包含的所述非传导性中空微粒和所述传导性填料是通过被施加压力或热处理而经膨胀或变形的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 KR 10-2014-01058671.一种传导性复合物，所述传导性复合物包括非传导性中空微粒和传导性填料，所述非传导性中空微粒和所述传导性填料分散在基质中，其中，所述传导性复合物中所包含的所述非传导性中空微粒和所述传导性填料是通过被施加压力或热处理而经膨胀或变形的。2.根据权利要求1所述的传导性复合物，其中，所述非传导性中空微粒能够膨胀或变形。3.根据权利要求1所述的传导性复合物，其中，所述传导性填料具有导电性或导热性。4.根据权利要求1所述的传导性复合物，其中，所述非传导性中空微粒包括无机物或聚合物。5.根据权利要求4所述的传导性复合物，其中，所述无机物或聚合物包括玻璃、氧化铝、二氧化硅、氧化锆、碳化硅、氮化硅、聚乙烯、丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。6.根据权利要求3所述的传导性复合物，其中，所述传导性填料包括选自由金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)及其组合构成的组中的材料；或者碳黑、碳纳米管、石墨烯、或传导性聚合物。7.根据权利要求6所述的传导性复合物，其中，所述传导性聚合物包括选自由聚乙烯二氧噻吩、聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚(3,4-亚烷基二氧噻吩)、聚(3,4-二烷基噻吩)、聚(3,4-二烷氧基噻吩)、聚(3,4-环烷基噻吩)及其组合构成的组中的聚合物。8.根据权利要求1所述的传导性复合物，其中，所述传导性填料的大小为50μm以下。9.根据权利要求1所述的传导性复合物，其中，基于100重量份的所述传导性复合物，所述传导性填料的重量份为1重量份至60重量份。10.根据权利要求1所述的传导性复合物，其中，所述基质包括选自由纤维素、乳胶、聚乙酸乙烯酯、乙烯基类、丙烯酸类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：权五真，金昌安，姜恩菲，
申请(专利权)人：株式会社韩国ALTECO，
类型：发明
国别省市：韩国;KR