[發明專利]石墨烯導電聚合物導電膠的制備方法及該石墨烯導電聚合物導電膠

有效

• 申請號: 201410415955.3
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104178074A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 張霞;李泳銳;陳雅惠
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電技術有限公司
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J179/02;C09J179/06;C09J161/12;C09J9/02;C08G73/02;C08G73/06;C08G61/12;C08K3/04
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

技術領域

本發明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種石墨烯導電聚合物導電膠的制備方法及該石墨烯導電聚合物導電膠。

背景技術

導電膠是實現微細電路連接的一個重要橋梁，主要由導電材料、樹脂基體、分散劑、固化劑、促進劑等組成，目前常用的填料包括：銀、金球，但導電銀膠價格昂貴，而且導電膠中銀粒子易被氧化，因而逐漸被金球替代，但工業上采用化學鍍方法制備導電金球的工藝復雜，鍍金過程中使用的金鹽大多是氰化物，毒性非常大。因而價格低廉的新型導電填料成為研究熱點。

石墨烯是一種新型的碳納米材料，具有優異的導電、導熱性能。將其作為導電膠中的導電填料，將為導電膠提供優異的導電性。而且，由于石墨烯是片狀結構，與球狀的導電粒子之間通過點接觸形成導電通道相比，石墨烯之間形成的面接觸更多，形成的導電通道的概率更高。石墨烯具有良好的導熱性，通過石墨烯片層在導電膠中的均勻分散，保證了該導電膠的散熱性能，利用這種優異的導熱性，有利于導電膠在實際應用中及時將電流的歐姆效應產生的熱量散去，降低導電膠溫度，防止導電膠失效。

石墨烯本身具有優異的機械強度和延展性。因此，使用該導電膠用于粘結物體時，當粘結處受到較大外力破壞時，石墨烯的片狀結構和延展性保證粘結和導電性的穩定。在粘結基體中還能起到補強作用，改善導電膠的粘結強度。

中國專利CN102382606以結構獨特、導電性能優異的石墨烯為導電填料，制得高性能導電膠，但單純以石墨烯為導電填料，石墨烯片層之間會發生堆疊，不能充分發揮石墨烯高導電性的優勢，而且為增加石墨烯在導電膠中的分散程度而用表面活性劑對石墨烯進行表面改性，會一定程度影響石墨烯的導電性。除此之外，還存在填料含量過高、成本較高的問題。

目前，將石墨烯作為導電填料用在導電膠和其它復合材料中的研究已廣泛報道。

中國專利CN102643625以包覆了聚苯胺的微粒為導電填料，制得一種導電膠，并將其應用于液晶顯示器中。結果顯示，包覆了聚苯胺的微粒本身有傳導電荷的作用，可有效維持盒厚，也可有效節省成本。但單獨使用聚苯胺聚合物為導電填料，所制得的導電膠與導電金球導電膠的導電性能相比仍有較大的差距。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯導電聚合物導電膠的制備方法，以石墨烯和導電聚合物單體為原料進行原位聚合，制得石墨烯導電聚合物復合材料，將該石墨烯導電聚合物復合材料作為導電填料，與環氧樹脂、固化劑、促進劑混合，制得一種新型石墨烯導電聚合物導電膠，克服了傳統導電膠中導電填料價格昂貴、制備工藝復雜、對環境污染性高等缺點。

本發明的另一目的在于提供一種石墨烯導電聚合物導電膠，以石墨烯導電聚合物復合材料作為導電填料，能夠較好克服石墨烯片層之間重新堆疊的現象，同時該導電膠的導電性能夠得到較大提高，且由于導電填料的結構特殊、尺寸可控，因此該導電膠在超細電路連接中有著巨大的應用前景。

為實現上述目的，本發明提供一種石墨烯導電聚合物導電膠的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、提供石墨烯粉末和導電聚合物單體；

步驟2、提供溶劑，將所述石墨烯粉末加入所述溶劑中,通過攪拌和超聲處理得到石墨烯分散液；

步驟3、將所述導電聚合物單體加入所述石墨烯分散液中，通過攪拌和超聲處理得到分散均勻的石墨烯與導電聚合物單體的混合液；

步驟4、向所述石墨烯與導電聚合物單體的混合液中投入引發劑，使得導電聚合物單體在石墨烯表面發生原位聚合反應，得到石墨烯導電聚合物復合材料預備液；

步驟5、通過過濾和干燥處理，除去所述石墨烯導電聚合物復合材料預備液中的溶劑和雜質，得到石墨烯導電聚合物復合材料粉末；

步驟6、稱取一定比例的環氧樹脂、固化劑和促進劑，混合，攪拌至分散均勻，得到環氧樹脂膠體系；

步驟7、將所述石墨烯導電聚合物復合材料粉末分散于所述環氧樹脂膠體系中，得到石墨烯導電聚合物導電膠預備材料；

步驟8、對所述石墨烯導電聚合物導電膠預備材料進行脫泡處理，得到石墨烯導電聚合物導電膠。

所述步驟1中，所述石墨烯粉末的層數小于10，尺寸為1～10um，電導率大于1000S/m，所述導電聚合物單體是苯胺、吡咯或噻吩。

當所述步驟1中的導電聚合物單體為吡咯時，所述步驟4中的引發劑為氯化鐵，所述氯化鐵與吡咯單體的摩爾比為2:1～1:3。

當所述步驟1中的導電聚合物單體為苯胺或噻吩時，所述步驟4中的引發劑為過硫酸銨，所述過硫酸銨與苯胺或噻吩單體的摩爾比為1:1～4:1。