一种导电胶及其制备方法和导电膜技术

本申请提供一种导电胶及其制备方法和导电膜，该导电胶以所述导电胶的总质量为100％计，包括：AZO纳米颗粒1

【技术实现步骤摘要】
一种导电胶及其制备方法和导电膜


[0001]本申请涉及胶材料
，尤其涉及一种导电胶及其制备方法和导电膜。

技术介绍

[0002]导电胶是作为传统锡铅钎料的替代品而被提出来的一种胶粘方案。相比传统的铅料连接方法，导电胶作为一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶粘剂，其胶粘工艺具有条件温和、工艺简单、污染小、成本低等显著优势。
[0003]依据导电方向可将导电胶划分为各向同性导电胶(ICA)和各向异性导电胶(ACA)。ACA和ICA以填料百分比是否超过渗流阈值为区分，市面上常见的银导电胶的渗流阈值约为导电胶体积分数的10
‑
20％。对于各向同性导电胶来说，导电填料填充量超过了渗透阈值(一般为20
‑
60％之间)，从而在x、y和z方向均具有导电性。相比之下，在各项异性导电胶中所使用导电填料的填充量远低于渗透阈值(一般为5
‑
10％之间)，不足以实现导电颗粒之间的相互接触而削弱x
–
y平面的导电性。在加热加压状态下，导电填料受到外部力作用而相互接触，由此获得在垂直方向上具有单向导电的能力。
[0004]对于各向同性导电胶来说，导电性能是衡量导电胶优劣的重要标准之一。为了提升导电胶的导电性能，研究者们通常选用具有接近106S/m的极高导电率的纳米金属材料，如银纳米晶等作为导电填料。然而，该方案所述导电胶的生产成本高，从而不利于工业化生产。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种具备高导电性及低银含量的导电胶及其制备方法和导电膜。
[0006]为实现以上目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种导电胶，以所述导电胶的总质量为100％计，包括：AZO(铝掺杂氧化锌)纳米颗粒1
‑
10％、粘合剂22
‑
42％和银粉50
‑
70％。
[0008]在一些实施方式中，所述粘合剂包括TPU(热塑性聚氨酯弹性体)、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0009]在一些实施方式中，所述银粉的粒径为1
‑
3μm。
[0010]在一些实施方式中，所述AZO纳米颗粒的合成方法包括：
[0011]将包括锌源、铝源和溶剂在内的组分混合后，进行溶剂热反应；
[0012]对所述溶剂热反应后的产物进行固液分离。
[0013]在一些实施方式中，所述溶剂热反应的温度为180
‑
220℃，时间为24
‑
48h；
[0014]优选地，所述合成方法还包括将所述固液分离得到的固体进行干燥。
[0015]在一些实施方式中，所述锌源包括Zn(CH3COO)2·
2H2O和Zn(NO3)2·
6H2O中的至少一种；
[0016]优选地，所述铝源包括AlCl3、Al(CH3CO2)3和Al(NO3)3·
9H2O中的至少一种；
[0017]优选地，所述溶剂为第一有机溶剂和水的混合溶剂，所述第一有机溶剂包括二甘醇或六亚甲基四胺；
[0018]优选地，所述锌源和铝源的质量比为1:(0.006
‑
0.024)；
[0019]优选地，所述锌源和溶剂的用量为1：(50
‑
70)g/ml。
[0020]本申请还提供了一种导电胶的制备方法，所述导电胶为上述的导电胶；
[0021]所述制备方法包括：将包括AZO纳米颗粒、粘合剂和银粉在内的组分混合。
[0022]在一些实施方式中，所述制备方法包括：在60
‑
100℃下将粘合剂溶解于第二有机溶剂中，得到混合液；
[0023]将AZO纳米颗粒分散在所述混合液中，得到悬浮液；
[0024]将银粉分散于所述悬浮液中，得到导电胶；
[0025]优选地，所述第二有机溶剂包括1,4
‑
二氧六环、丙酮和乙酸乙酯中的至少一种；
[0026]优选地，所述粘合剂与所述第二有机溶剂的用量比为(0.22
‑
0.42)g/(15
‑
30)ml；
[0027]优选地，所述制备方法还包括调节所述导电胶的粘度；
[0028]优选地，所述调节所述导电胶的粘度采用加热蒸发的方式，更优地，所述加热蒸发的温度为70
‑
100℃，时间为1
‑
3h。
[0029]本申请还提供了一种导电膜，通过将上述的导电胶涂覆于基底上并干燥得到。
[0030]在一些实施方式中，所述干燥的温度为120
‑
170℃，时间为1
‑
4h。
[0031]本申请的有益效果：
[0032](1)本申请的导电胶由AZO纳米颗粒、粘合剂和银粉构成，球状的AZO纳米颗粒不仅在不同溶剂中分散性较好，且与银具有良好的亲和性，Ag与AZO纳米颗粒在粘合剂的作用下相互交联、堆叠在一起，AZO能够像“桥梁”一样将银与银相互连接，同时基于AZO自身良好的导电性促使电子在银与银之间快速转移，能够极大地降低导电胶的电阻及提升导电胶的导电能力；该导电胶可广泛适用于导电连接，构建柔性电路、构建电磁屏蔽器件等领域。
[0033](2)本申请的导电胶制备过程简单，生产成本低，该制备工艺得到的导电胶导电性能优异等，适用于工业化批量生产。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0035]图1为实施例1制备的AZO纳米颗粒和市售的ZnO纳米粒子的XRD图；
[0036]图2a为AZO纳米颗粒的SEM形貌图；
[0037]图2b为AZO纳米颗粒的粒径分布图；
[0038]图3为AZO纳米颗粒在水和有机溶剂中的胶体悬浮液图；
[0039]图4为实施例1制备的导电膜的SEM形貌图；
[0040]图5a为实施例3、实施例6
‑
7、对比例1
‑
3制备的导电膜分别经过100℃热处理后的电阻率的对比统计图；
[0041]图5b为不同掺杂量的AZO纳米颗粒的导电膜的电阻率线性图。
具体实施方式
[0042]如本文所用之术语：
[0043]“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0044]连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电胶，其特征在于，以所述导电胶的总质量为100％计，包括：AZO纳米颗粒1
‑
10％、粘合剂22
‑
42％和银粉50
‑
70％。2.根据权利要求1所述的导电胶，其特征在于，所述粘合剂包括TPU、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯酸甲酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的导电胶，其特征在于，所述银粉的粒径为1
‑
3μm。4.根据权利要求1所述的导电胶，其特征在于，所述AZO纳米颗粒的合成方法包括：将包括锌源、铝源和溶剂在内的组分混合后，进行溶剂热反应；对所述溶剂热反应后的产物进行固液分离。5.根据权利要求4所述的导电胶，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为180
‑
220℃，时间为24
‑
48h；优选地，所述合成方法还包括将所述固液分离得到的固体进行干燥。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的导电胶，其特征在于，所述锌源包括Zn(CH3COO)2·
2H2O和Zn(NO3)2·
6H2O中的至少一种；优选地，所述铝源包括AlCl3、Al(CH3CO2)3和Al(NO3)3·
9H2O中的至少一种；优选地，所述溶剂为第一有机溶剂和水的混合溶剂，所述第一有机溶剂包括二甘醇或六亚甲基四胺；优选地，所述锌源和铝源的质量比为1：(0.006
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：田颜清，蔡少勇，曹戈，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：