一种高弹型导电浆料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，尤其涉及一种高弹型导电浆料及其制备方法与应用。所述导电浆料，按重量份计，其包括：粘接剂11.5

【技术实现步骤摘要】
一种高弹型导电浆料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其涉及一种高弹型导电浆料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，本领域人员通常会利用导电浆料在基材上形成线路图案，进而获得导电线路；而柔性电路板(FPC)则是以PI膜(聚酰亚胺)、PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等柔性材料为基材，利用导电浆料在上述基材上形成线路图案。柔性电路板具有传统硬性电路板不具备的优点，可以在一定范围内弯折或者延伸。
[0003]然而，若要柔性电路板在应力较大或震动的环境中保持稳定，那么对其耐弯折性、可挠性及可靠性等性能要求会更高。现有技术中，已有采用铜箔工艺制备柔性电路板的先例，但FPC中的铜会出现疲劳断裂的情况；也有采用包含热塑性树脂的导电浆料制备柔性电路板的工艺，但热塑性树脂会出现塑性变形的情况，进而导致器件失效。
[0004]另外，柔性电路板在医疗弹性材料、智能服装等领域的应用过程中，需要在任何情况下都保持通路；但是，现有的柔性电路板在较大拉伸变化(>200％甚至更高)时，会出现断路的情况；而即使部分柔性电路板在拉伸恢复后可以重新通电，但也一定程度上限制了其应用。
[0005]目前，为了提高柔性电路板的耐弯折性、可挠性及可靠性等性能，通常情况下会选用高弹型导电浆料，如炭系体系导电浆料、低填料量(通常填料量<50％甚至更低)的橡胶体系导电浆料、纯TPU体系导电浆料等，但是，上述导电浆料要么电阻较大(体积电阻>100mΩ/
□
/mil)，要么抗疲劳能力较差，难以作为FPC的材料。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高弹型的导电浆料，其研发难度主要在于产品的高弹型、低电阻性、回复性难以同时兼顾。在对影响上述效果的关键因素进行探究和优化后，本专利技术提供了一种高弹型导电浆料及其制备方法与应用。
[0008]具体而言，本专利技术首先提供一种导电浆料，按重量份计，其包括：
[0009]粘接剂11.5
‑
35份，导电填料35
‑
70份，以及，固化剂0.1
‑
2份；
[0010]所述粘接剂包括重量比为(8
‑
20)：(3
‑
10)：(0.5
‑
5)的改性TPU、改性SBS和TPEE；
[0011]所述导电填料包括重量比为(30
‑
63)：(3
‑
4)：1：(1
‑
2)的导电金属、纳米银、液态金属和螺旋碳纳米管。
[0012]本专利技术发现，通过上述方案，有利于同时提高浆料的弹性、低电阻性和回弹性。
[0013]其中，TPEE作为线性增强相可以提高体系整体的结构强度，其作为交联体的骨架与改性TPU可以形成凝胶体，进而大幅度提高了体系整体的弹性；改性SBS作为网状共混增韧剂与改性TPU和固化剂复配后可以形成互穿网络，如此，“TPEE+改性TPU+改性SBS+固化
剂”的配伍，可显著提高导电浆料的弹性。
[0014]与此同时，上述固化剂还可促使树脂的固化收缩，并且，特定的导电填料(即导电金属与纳米银、液态金属、螺旋碳纳米管配伍)在与该固化剂混合后，实现了在凝胶体中导电相的充分接触，进而有效降低了导电浆料的电阻；此外，导电填料中的螺旋碳纳米管在与改性TPU、改性SBS复配后可提高浆料整体的回弹性。
[0015]还需特别说明的是，导电浆料所制成的导电线路在拉伸状态下，导电填料之间的距离会增大，进而导致线路出现断电的情况；本专利技术还发现，当向导电浆料中添加纳米银时，会有效避免上述断电的情况。
[0016]本领域人员可按照公知常识设置配方中的其他功能组分和工艺中的参数，其均可以得到与本专利技术上述描述相当的效果。不过，关于其他组分和参数也存在更优的技术方案，为此，本专利技术进一步进行了探究并得到如下的优选方案。
[0017]作为优选，所述固化剂为多异氰酸酯基固化剂；优选为封闭型异氰酸酯。
[0018]本专利技术还发现，选择上述特定的固化剂更有利于粘接剂形成特殊的树脂网络结构，进而更有利于提高浆料弹性性能。
[0019]作为优选，所述改性TPU由包括如下步骤的方法制得：
[0020](1)将TPU(热塑性聚氨酯弹性体)和溶剂混合，并于80
‑
120℃、150
‑
250rpm下搅拌48
‑
72h，而后过500目筛；
[0021](2)将步骤(1)所得产物与改性剂混合，并于500rpm以上的转速下搅拌4
‑
6h。
[0022]进一步地，所述TPU的断裂伸长率不低于700％，邵氏硬度A小于80。
[0023]进一步地，所述改性剂为氨基硅油和/或氨基硅氧烷；
[0024]更进一步地，所述改性剂为氨基硅油和氨基硅氧烷按照重量比(18
‑
20)：1的混合物。
[0025]进一步地，所述溶剂选自酮、醚、脂、醇中的一种或几种，且所述溶剂的沸点高于150℃。
[0026]进一步地，所述TPU与所述改性剂、所述溶剂的重量比为(2
‑
3)：(0.1
‑
0.2)：(6
‑
7)。
[0027]本专利技术中，按照上述方式制得的改性TPU，具有高断裂伸长率、低模量的特性，在与其他组分配伍后，有利于提升浆料各方面性能。
[0028]作为优选，所述改性SBS由包括如下步骤的方法制得：
[0029](1)将SBS(苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物)和溶剂混合后进行搅拌，重复上述搅拌的步骤3
‑
5次；其中，所述搅拌具体为：先于80
‑
120℃、150
‑
250rpm下搅拌3
‑
5h，而后于60
‑
80℃、450
‑
550rpm下搅拌0.4
‑
0.6h；
[0030](2)将步骤(1)所得产物与改性剂混合，并于500rpm以上的转速下搅拌4
‑
6h。
[0031]进一步地，所述SBS的断裂伸长率不低于700％，邵氏硬度A小于60。
[0032]更进一步地，所述SBS为SEBS(以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯
‑
丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)或SEPS(以聚苯乙烯为末端段，以聚异戊二烯加氢得到的乙烯
‑
丙烯共聚物为中间弹性嵌段的线型三嵌共聚物)。
[0033]进一步地，所述改性剂为液体橡胶；
[0034]更进一步地，所述改性剂为ATBN(端氨基液体丁腈橡胶)和HTBN(端羟基液体丁腈橡胶)按照重量比0.5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电浆料，其特征在于，按重量份计，其包括：粘接剂11.5
‑
35份，导电填料35
‑
70份，以及，固化剂0.1
‑
2份；所述粘接剂包括重量比为(8
‑
20)：(3
‑
10)：(0.5
‑
5)的改性TPU、改性SBS和TPEE；所述导电填料包括重量比为(30
‑
63)：(3
‑
4)：1：(1
‑
2)的导电金属、纳米银、液态金属和螺旋碳纳米管。2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述固化剂为多异氰酸酯基固化剂；优选为封闭型异氰酸酯。3.根据权利要求1或2所述的导电浆料，其特征在于，所述改性TPU由包括如下步骤的方法制得：(1)将TPU和溶剂混合，并于80
‑
120℃、150
‑
250rpm下搅拌48
‑
72h，而后过500目筛；(2)将步骤(1)所得产物与改性剂混合，并于500rpm以上的转速下搅拌4
‑
6h；优选地，所述TPU的断裂伸长率不低于700％，邵氏硬度A小于80；和/或，所述改性剂为氨基硅油和/或氨基硅氧烷；和/或，所述溶剂选自酮、醚、脂、醇中的一种或几种，且所述溶剂的沸点高于150℃；更优选地，所述TPU与所述改性剂、所述溶剂的重量比为(2
‑
3)：(0.1
‑
0.2)：(6
‑
7)。4.根据权利要求1或2所述的导电浆料，其特征在于，所述改性SBS由包括如下步骤的方法制得：(1)将SBS和溶剂混合后进行搅拌，重复上述搅拌的步骤3
‑
5次；其中，所述搅拌具体为：先于80
‑
120℃、150
‑
250rpm下搅拌3
‑
5h，而后于60
‑
80℃、450
‑
550rpm下搅拌0.4
‑
0.6h；(2)将步骤(1)所得产物与改性剂混合，并于500rpm以上的转速下搅拌4
‑
6h；优选地，所述SBS的断裂伸长率不低于700％，邵氏硬度A小于60；和/或，所述改性剂为液体橡胶；和/或，所述溶剂选自酮、卤代烃、苯类溶剂中的一种或几种，且所述溶剂的沸点高于150℃；更优选地，所述SBS与所述改性剂、所述溶剂的重量比为(1
‑
2)：(0.3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉杰，任中伟，柏鹏光，于洋，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：