一种高导电率导电浆料制造技术

本发明专利技术公开了一种高导电率导电浆料，其由导电粉体、树脂、液体微胶囊型固化剂、活性稀释剂、溶剂、添加剂等组成，所述导电粉体的含量为85%～95%，所述液体微胶囊型固化剂包含微胶囊颗粒及分散介质环氧树脂，微胶囊颗粒囊壁为含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂、囊芯为咪唑类物质，其可与环氧树脂均匀混合。在浆料高温固化过程中，微胶囊囊壁软化，囊芯咪唑类物质释放出来与环氧树脂反应，微胶囊囊壁释放出活性异氰酸酯官能团与环氧树脂的羟基反应，因而导电浆料固化后交联密度高，电阻率低。本发明专利技术导电浆料具有良好的室温储存性，可在高温下快速固化，浆料固化后导电性能优良，可应用于对导电性要求高的领域，如太阳能电池栅极。

【技术实现步骤摘要】
一种高导电率导电浆料
本专利技术属于导电浆料
，具体涉及一种高填充、室温储存、高温快速固化、高导电率导电浆料。
技术介绍
导电浆料由导电粉体分散于高分子树脂（主要为环氧树脂）体系中制成，经丝网印刷、烘干、固化制成需要的导电图形。高性能导电浆料的开发有两个亟待解决的问题：（1）基于市场的需求，需要开发高导电率的浆料。浆料的导电率与导电粉体的添加量相关，随粉体添加量增加，导电性提高。但粉体添加量较高时，难以在高分子树脂中均匀分散，同时浆料的粘度也会急剧增加，不利于丝网印刷。（2）导电浆料需要具有良好的操作性，即浆料可以在常温下长期储存、印刷后可以快速固化，这主要通过加入潜伏型固化剂来实现。常用的环氧树脂潜伏型固化剂主要有双氰胺、改性咪唑、改性脲、微胶囊等。双氰胺、改性咪唑、改性脲通常为固体粉末，难以均匀分散于高填充导电浆料。微胶囊固化剂可以达到常温长期储存、高温快速固化的效果，但市售的微胶囊固化剂也多为固体粉末，且囊壁材料多为热塑性聚合物，不能与环氧树脂反应，因而导致树脂体系固化收缩率降低，不利于得到高导电率的浆料。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高填充、室温储存、高温快速固化的高导电率导电浆料。本专利技术的导电浆料按质量百分比计，由85%～95%导电粉体、2.0%～13.0%树脂、0.3%～3.0%液体微胶囊型固化剂、0.1%～1.0%活性稀释剂、0.2%～3.0%溶剂、0.05%～1.5%添加剂组成。上述导电浆中，所述导电粉体选自银粉、铜粉、银包铜粉、银包铝粉、银包镍粉、银包玻璃粉中任意一种或多种，导电粉体的形状为纳米线、片状、不规则颗粒、球形中任意一种或多种，导电粉体的粒径为50nm～15μm。优选两种或两种以上不同形状及不同粒径的粉体搭配使用，以实现最优的导电连接。上述导电浆料中，所述树脂优选粘度为100～5000mPa·s（10rpm、25℃下测试，以下记为10rpm@25℃）的低粘度环氧树脂，具体选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、氢化双酚F环氧树脂、脂环族环氧树脂、低分子量缩水甘油醚、低分子量缩水甘油酯、低分子量缩水甘油胺等中任意一种或多种上述导电浆料中，所述液体微胶囊型固化剂包含微胶囊颗粒及分散介质，微胶囊颗粒的囊壁为含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂、囊芯为咪唑类物质，分散介质为环氧树脂。所述液体微胶囊型固化剂的制备方法如下：（1）将聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂混合均匀，控制异氰酸酯所含-NCO基团与聚酯多元醇、扩链剂所含-OH基团的摩尔比为1.05/1～2.0/1，催化剂添加量为聚酯多元醇与异氰酸酯、扩链剂总质量的0.05%～0.3%，在70～100℃下反应，得到端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂。其中，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸-1,6-己二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇、聚己内酯丁二醇酯二醇、聚己内酯新戊二醇酯二醇、聚己内酯二甘醇酯二醇、聚己内酯己二醇酯二醇、聚碳酸亚己酯二醇、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸亚丁酯二醇、聚碳酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇酯二醇等中任意一种，优选聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇中任意一种；所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、TDI二聚体、TDI三聚体、HDI三聚体、HDI二聚体、IPDI三聚体、三苯基甲烷三异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯等中任意一种，优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异氟尔酮二异氰酸酯三聚体中任意一种；所述扩链剂选自乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇等中任意一种聚氨酯扩链剂；所述催化剂选自三亚乙基二胺、双（二甲胺基乙基）醚、环己基甲基叔胺、N,N-二甲基苄胺、二甲基乙醇胺、1,4-二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、异辛酸钾、异辛酸锡、异辛酸铋、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯等中任意一种，优选环己基甲基叔胺、N,N-二甲基苄胺、N-甲基吗啉、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铋、钛酸四异丙酯中任意一种。（2）向端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂中加入甲乙酮肟，70～90℃下反应，直至异氰酸酯完全封闭，得到含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂。（3）将咪唑类物质、含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂溶解于丙酮中，得到质量分数为1%～10%的油相溶液，其中咪唑类物质与含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂的质量比为5/95～50/50；将亲水型分散剂溶于水中，得到质量分数为0.2%～1.2%的水相溶液；将油相溶液与水相溶液按体积比1:3～1:7混合，搅拌形成水包油乳液；将形成的水包油乳液加入到质量浓度为1%的聚乙烯醇水溶液中，水包油乳液与聚乙烯醇水溶液的体积比为60/40～98/2，搅拌并加热使丙酮挥发，得到微胶囊颗粒。其中，所述咪唑类物质选自2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-乙基咪唑、1-氨基乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基取代咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、苯并咪唑中任意一种；所述亲水型分散剂为十二烷基磺酸钠、吐温-20中任意一种。（4）将微胶囊颗粒与环氧树脂按质量比为5/95～95/5混合，搅拌分散均匀，得到液体型微胶囊固化剂。其中，所述环氧树脂为液体型环氧树脂，选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、氢化双酚F环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂中任意一种；环氧树脂的粘度为3000～50000mPa·s（10rpm@25℃）。上述液体微胶囊型固化剂的制备方法步骤（1）中，优选将聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂混合均匀，控制异氰酸酯所含-NCO基团与聚酯多元醇、扩链剂所含-OH基团的摩尔比为1.2/1～1.5/1，催化剂添加量为聚酯多元醇与异氰酸酯、扩链剂总质量的0.06%～0.15%，在80～90℃下反应，得到端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂。上述液体微胶囊型固化剂的制备方法步骤（2）中，优选向端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂中加入甲乙酮肟，75～85℃下反应，直至异氰酸酯完全封闭，得到含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂。上述液体微胶囊型固化剂的制备方法步骤（3）中，优选将咪唑类物质、含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂溶解于丙酮中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导电率导电浆料，其特征在于：按质量百分比计，所述导电浆料由85%～95%导电粉体、2.0%～13.0%树脂、0.3%～3.0%液体微胶囊型固化剂、0.1%～1.0%活性稀释剂、0.2%～3.0%溶剂、0.05%～1.5%添加剂组成；/n所述液体微胶囊型固化剂包含微胶囊颗粒及分散介质，微胶囊颗粒的囊壁为含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂、囊芯为咪唑类物质，分散介质为环氧树脂；所述液体微胶囊型固化剂由下述方法制备得到：/n（1）将聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂混合均匀，控制异氰酸酯所含-NCO基团与聚酯多元醇、扩链剂所含-OH基团的摩尔比为1.05/1～2.0/1，催化剂添加量为聚酯多元醇与异氰酸酯、扩链剂总质量的0.05%～0.3%，在70～100℃下反应，得到端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂；/n所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸-1,6-己二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇、聚己内酯丁二醇酯二醇、聚己内酯新戊二醇酯二醇、聚己内酯二甘醇酯二醇、聚己内酯己二醇酯二醇、聚碳酸亚己酯二醇、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸亚丁酯二醇、聚碳酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇酯二醇中任意一种；/n所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯二聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯二聚体、异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、三苯基甲烷三异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯中任意一种；/n所述扩链剂选自乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇中任意一种；/n所述催化剂选自三亚乙基二胺、双（二甲胺基乙基）醚、环己基甲基叔胺、N,N-二甲基苄胺、二甲基乙醇胺、1,4-二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、异辛酸钾、异辛酸锡、异辛酸铋、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯中任意一种；/n（2）向端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂中加入甲乙酮肟，70～90℃下反应，直至异氰酸酯完全封闭，得到含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂；/n（3）将咪唑类物质、含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂溶解于丙酮中，得到质量分数为1%～10%的油相溶液，其中咪唑类物质与含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂的质量比为5/95～50/50；将亲水型分散剂溶于水中，得到质量分数为0.2%～1.2%的水相溶液；将油相溶液与水相溶液按体积比1:3～1:7混合，搅拌形成水包油乳液；将形成的水包油乳液加入到质量浓度为1%的聚乙烯醇水溶液中，水包油乳液与聚乙烯醇水溶液的体积比为60/40～98/2，搅拌并加热使丙酮挥发，得到微胶囊颗粒；/n所述咪唑类物质选自2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-乙基咪唑、1-氨基乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基取代咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、苯并咪唑中任意一种；/n所述亲水型分散剂为十二烷基磺酸钠、吐温-20中任意一种；/n（4）将微胶囊颗粒与环氧树脂按质量比为5/95～95/5混合，搅拌分散均匀，得到液体型微胶囊固化剂；/n所述环氧树脂为液体型环氧树脂，选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、氢化双酚F环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂中任意一种；环氧树脂在10rpm、25℃下的粘度为3000～50000mPa·s。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高导电率导电浆料，其特征在于：按质量百分比计，所述导电浆料由85%～95%导电粉体、2.0%～13.0%树脂、0.3%～3.0%液体微胶囊型固化剂、0.1%～1.0%活性稀释剂、0.2%～3.0%溶剂、0.05%～1.5%添加剂组成；
所述液体微胶囊型固化剂包含微胶囊颗粒及分散介质，微胶囊颗粒的囊壁为含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂、囊芯为咪唑类物质，分散介质为环氧树脂；所述液体微胶囊型固化剂由下述方法制备得到：
（1）将聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂混合均匀，控制异氰酸酯所含-NCO基团与聚酯多元醇、扩链剂所含-OH基团的摩尔比为1.05/1～2.0/1，催化剂添加量为聚酯多元醇与异氰酸酯、扩链剂总质量的0.05%～0.3%，在70～100℃下反应，得到端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂；
所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸-1,6-己二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇、聚己内酯丁二醇酯二醇、聚己内酯新戊二醇酯二醇、聚己内酯二甘醇酯二醇、聚己内酯己二醇酯二醇、聚碳酸亚己酯二醇、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸亚丁酯二醇、聚碳酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇酯二醇中任意一种；
所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯二聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯二聚体、异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、三苯基甲烷三异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯中任意一种；
所述扩链剂选自乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇中任意一种；
所述催化剂选自三亚乙基二胺、双（二甲胺基乙基）醚、环己基甲基叔胺、N,N-二甲基苄胺、二甲基乙醇胺、1,4-二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、异辛酸钾、异辛酸锡、异辛酸铋、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯中任意一种；
（2）向端基为异氰酸酯基团的聚氨酯树脂中加入甲乙酮肟，70～90℃下反应，直至异氰酸酯完全封闭，得到含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂；
（3）将咪唑类物质、含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂溶解于丙酮中，得到质量分数为1%～10%的油相溶液，其中咪唑类物质与含封闭异氰酸酯端基的聚氨酯树脂的质量比为5/95～50/50；将亲水型分散剂溶于水中，得到质量分数为0.2%～1.2%的水相溶液；将油相溶液与水相溶液按体积比1:3～1:7混合，搅拌形成水包油乳液；将形成的水包油乳液加入到质量浓度为1%的聚乙烯醇水溶液中，水包油乳液与聚乙烯醇水溶液的体积比为60/40～98/2，搅拌并加热使丙酮挥发，得到微胶囊颗粒；
所述咪唑类物质选自2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-乙基咪唑、1-氨基乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基取代咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、苯并咪唑中任意一种；
所述亲水型分散剂为十二烷基磺酸钠、吐温-20中任意一种；
（4）将微胶囊颗粒与环氧树脂按质量比为5/95～95/5混合，搅拌分散均匀，得到液体型微胶囊固化剂；
所述环氧树脂为液体型环氧树脂，选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、氢化双酚F环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂中任意一种；环氧树脂在10rpm、25℃下的粘度为3000～50000mPa·s。


2.根据权利要求1所述的高导电率导电浆料，其特征在于：所述导电粉体选自银粉、铜粉、银包铜粉、银包铝粉、银包镍粉、银包玻璃粉中任意一种或多种，导电粉体的形状为纳米线、片状、不规则颗粒、球形中任意一种或多种，导电粉体的粒径为50nm～15μm。


3.根据权利要求1所述的高导电率导电浆料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏亚军，赵科良，沈远征，张嘉宁，赵莹，兰金鹏，田萌，赵刚，张亚鹏，
申请(专利权)人：西安宏星电子浆料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61