可拉伸导电氟弹性体糊料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种聚合物厚膜(PTF)导电糊料组合物，其包含导电粉末、氟弹性体、硅烷偶联剂、和一种或多种溶剂。所述PTF导电糊料组合物可以用于形成各种制品上的印刷导体并且形成导电性粘合剂。所述PTF导电糊料组合物提供了用于可穿戴物的可拉伸电导体。

Stretchable conductive fluoroelastomer paste composition

【技术实现步骤摘要】
可拉伸导电氟弹性体糊料组合物相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月16日提交的并且标题为“StretchableConductiveFluoroelastomerPasteComposition[可拉伸导电氟弹性体糊料组合物]”的美国临时专利申请序列号62/746,269的权益，出于所有目的将所述申请在此以其全文通过引用结合于此。
本专利技术涉及一种用于可穿戴物和模内电子器件的可拉伸聚合物厚膜导电氟弹性体糊料组合物。
技术介绍
对将电路结合到可穿戴服装中以监测穿戴者的生理方面的关注日益增加。此类测量的实例包括心率、心电图、温度以及体液。当服装或制品铺展开并且当暴露于多次洗涤和干燥循环时，必须维持这些电路。电路在可穿戴服装中的另一种用途是在加热器中使用。此外，需要可以耐受用于模内电子器件(IME)的热成形和注射模制方法期间发生的拉伸和变形的导电性粘合剂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种可拉伸聚合物厚膜导电糊料组合物，其可以用于形成可穿戴服装中的印刷导体、形成用于模内电子器件的导电性粘合剂或者形成用于消费电子产品的印刷导体。所述组合物形成可拉伸导电聚合物厚膜。本专利技术提供一种聚合物厚膜导电糊料组合物，其包含：a)45-65wt％导电粉末；b)10-20wt％氟弹性体；c)0.1-3wt％硅烷偶联剂；d)0-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二元酯和C11酮；以及e)1-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：磷酸三乙酯、丙酮、4-甲基-2-戊酮、2,6-二甲基-4-庚酮和环己烷，其中wt％是基于所述糊料组合物的总重量。具体实施方式本专利技术涉及一种聚合物厚膜(PTF)导电糊料组合物，其包含导电粉末、氟弹性体、硅烷偶联剂、和一种或多种溶剂。PTF糊料组合物可以用于形成各种制品中的印刷导体。PTF糊料组合物可以用于形成可在可穿戴服装中使用的印刷导体。在一个实施例中，将导体直接印刷在服装织物上。在另一个实施例中，将导体印刷在然后随后被层压到服装上的基材上。该可拉伸印刷导体在此种服装经历的拉伸和洗涤和干燥期间保持其有用性。所述糊料可用于形成其他制品中以及用于座位中加热器的导体。PTF糊料组合物还可以用于形成用于其他制品的印刷导体以及形成导电性粘合剂(ECA)。这些制品可以经热成形并且随后经受注射模制，并且印刷导体或导电性粘合剂耐受这些过程期间发生的拉伸和变形。将糊料组合物命名为聚合物厚膜糊料组合物是因为所述聚合物仍为印刷导体中的组分。将本专利技术的糊料组合物描述为“导电的”，这意味着可以将所述组合物印刷到基材上并且干燥以形成具有足以在装置与其所连接的电路之间或者在电路的部件之间传导电流的电导率的电导体。在许多情况下，与存在的ECA进行机械和电连接可以是传统焊接的替代方案。PTF导电糊料组合物的各种组分在以下更详细地讨论。将重量百分比写为wt％。导电粉末所述导电粉末是以下项中一种或多种的导电性粉末：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni、C、其合金及其混合物。在实施例中，导电粉末是银粉末。在另一个实施例中，银粉末是呈银薄片的形式。导电粉末在PTF糊料组合物中的量是40-65wt％，其中wt％是基于聚合物厚膜糊料组合物的总重量。氟弹性体在一个实施例中，氟弹性体是含有偏二氟乙烯的氟弹性体共聚物。所述共聚物可以是三元共聚物或二元共聚物。在一个这种实施例中，氟弹性体是偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物。在另一个实施例中，氟弹性体是偏二氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、和四氟乙烯的三元共聚物。在另一个实施例中，氟弹性体是偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物。在其他实施例中，氟弹性体不含有偏二氟乙烯。一种此类氟弹性体是乙烯、四氟乙烯和全氟甲基乙基乙烯基醚的三元共聚物。氟弹性体的量是10-20wt％，其中wt％是基于聚合物厚膜糊料组合物的总重量。硅烷偶联剂典型的硅烷偶联剂是[3-(2,3-环氧丙氧基)丙基]三甲氧基硅烷、(3-甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)、(氨基丙基)三甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、(乙烯基)三甲氧基硅烷以及(巯基丙基)三甲氧基硅烷。在一个实施例中，硅烷偶联剂是[3-(2,3-环氧丙氧基)丙基]三甲氧基硅烷(3-甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)。硅烷偶联剂的量是0.1-3wt％，其中wt％是基于聚合物厚膜糊料组合物的总重量。溶剂所述溶剂由以下项组成：0-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯(二乙二醇单乙基醚乙酸酯)、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二元酯和c11；以及1-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：磷酸三乙酯、丙酮、4-甲基-2-戊酮、2,6-二甲基-4-庚酮和环己烷。在一个实施例中，所述溶剂由0-35wt％的2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯和1-35wt％的磷酸三乙酯组成，其中wt％是基于聚合物厚膜组合物的总重量。实例和对比实验实例1-4和对比实验1和2.实例E1-E3和对比实验CE1-CE2的每一个中使用的氟弹性体是偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物，并且如下制备每种PTF糊料组合物。将偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯三元共聚物的片材(GBL200，特拉华州威明顿的科慕公司(ChemoursCo.,Wilmington,DE))切成小片，并且添加到10wt％的磷酸三乙酯和90wt％的2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯的溶剂共混物中。三元共聚物的量基于三元共聚物和溶剂共混物的总重量是40wt％。将所述混合物在60℃下搅拌，持续最高达18小时，直至氟弹性体完全溶解在溶剂中，从而形成三元共聚物介质。将银薄片(特拉华州威明顿的杜邦公司(DuPontCo.,Wilmington,DE))和硅烷偶联剂[3-(2,3-环氧丙氧基)丙基]三甲氧基硅烷(GLYMO，美国新泽西州帕西帕尼的赢创公司(EvonikCorp.USA,Parsippany,NJ))添加到所述三元共聚物介质中。还添加磷酸三乙酯和2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯以控制混合期间的粘度。然后将该混合物进行3-辊研磨，以使组分完全分散。最后，使用附加的磷酸三乙酯和2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯进行粘度调节至在30-90Pa·S之间的目标粘度，以产生糊料组合物。实例E1-E4和对比实验CE1-CE2中使用的组分的量(以重量百分比计)在表I中示出。所述wt％是基于所述组合物的总重量。表I使用200-325目数的筛网分别将如所描述的生产的五种糊料丝网印刷到含有粘合剂层的热塑性聚氨酯膜的基材上。所述基材是Du本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物厚膜导电糊料组合物，其包含：/na)45-65wt％导电粉末；/nb)10-20wt％氟弹性体；/nc)0.1-3wt％硅烷偶联剂；/nd)0-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二元酯和c11；以及/ne)1-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：磷酸三乙酯、丙酮、4-甲基-2-戊酮、2,6-二甲基-4-庚酮和环己烷，其中所述wt％是基于所述糊料组合物的总重量。/n

【技术特征摘要】
20181016 US 62/746,2691.一种聚合物厚膜导电糊料组合物，其包含：
a)45-65wt％导电粉末；
b)10-20wt％氟弹性体；
c)0.1-3wt％硅烷偶联剂；
d)0-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二元酯和c11；以及
e)1-35wt％的一种或多种选自下组的溶剂，该组由以下各项组成：磷酸三乙酯、丙酮、4-甲基-2-戊酮、2,6-二甲基-4-庚酮和环己烷，其中所述wt％是基于所述糊料组合物的总重量。


2.如权利要求1所述的聚合物厚膜导电糊料组合物，其中，所述氟弹性体是含有偏二氟乙烯的氟弹性体共聚物。


3.如权利要求2所述的聚合物厚膜导电糊料组合物，其中，所述氟弹性体是偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物。


4.如权利要求2所述的聚合物厚膜导电糊料组合物，其中，所述氟弹性体是偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物。


5.如权利要求1所述的聚合物厚膜导电糊料组合物，其中，所述导电粉末是以下项中的一种或多种的导电性粉末：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni、C、其合金及其混合物。


6.如权利要求5所述的聚合物厚膜导电糊料组合物，其中，所述导电粉末是银粉末。


7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁誉腾，
申请(专利权)人：杜邦电子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US