[發明專利]可拉伸導電油墨組合物

在審

• 申請號: 201980089128.0
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN113302246A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: R·P·克羅斯;B·伊薩利;張文華;L·M·赫爾伯特;歐陽江波;R·奧爾登宰爾;I·范德默倫
• 申請（專利權）人: 漢高知識產權控股有限責任公司;漢高股份有限及兩合公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/03;C09D11/104;C08K3/08;C08K3/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王世娜

本文提供的是由具有分散的銀薄片和低熔點金屬或合金的連續聚合物相組成的可拉伸導電油墨，其中在伸長之前測量初始電阻率，并且可拉伸導電油墨組合物的電阻率在50％伸長率下小于初始電阻率的10倍。

背景技術

在電子工業中，需要印刷的導電材料的新商業應用不斷涌現。這些商業應用中的一些是用于射頻識別(“RFID”)標簽的印刷天線、印刷晶體管、太陽能電池、模內電子產品和可穿戴電子產品。這些印刷的導電材料通常是通過使用特定的印刷工藝來印刷導電油墨而生產的。

導電油墨通常是基于顆粒的，基于導電顆粒的，所述顆粒通常被單獨合成然后被摻入到油墨配制物中。導電油墨通常由其中分散有導電薄片的連續聚氨酯相組成。然后調整所得導電油墨的性能，以用于特定的印刷工藝和最終用途。通常，印刷工藝需要特定的粘度以允許印刷組合物。可以通過這些特定印刷工藝之一將導電油墨選擇性地施用到所需基材上。

可拉伸導電油墨特別是在兩個主要領域中有需求：1)模內應用，其包括用于家用電器的面板、用于汽車和航空航天應用的儀表板和按鈕、以及用于工業控制的界面；和2)可穿戴應用，其包括但不限于紡織應用和可穿戴醫療裝置。現有的導電油墨對于模內和可穿戴應用的有用性受到限制，因為油墨的導電性在相對低的伸長率下損失(即，油墨不可拉伸)。

市售可得的導電顆粒包括銀薄片，該銀薄片通常用脂肪酸例如硬脂酸或油酸進行表面改性，以使得能夠研磨并在儲存期間避免冷焊。然而，這種表面處理不能改善組合物的拉伸或導電性，并且僅對于將粉末分散在基質中有用。

導電油墨組合物的導電性取決于形成連續的導電路徑的導電填料之間的接觸。在拉伸導電油墨組合物的同時保持這些連續的路徑是具挑戰性的。

因此，仍需要這樣的可拉伸導電油墨，其在拉伸后保持導電性并且具有更高的電和機械失效伸長率。

發明內容

本文公開了可拉伸導電油墨組合物，其包含：粘合劑、導電顆粒和低熔點金屬或合金。粘合劑是聚合物、含有引發劑的反應性單體、低聚物或它們的組合。可拉伸導電油墨組合物的電阻率在50％伸長率下小于初始電阻率的10倍。

附圖說明

圖1描繪了當加熱到鎵的熔點以上時，包含鎵的對照例A的電阻(歐姆)對伸長百分率的圖；

圖2描繪了在采用熱燈的單循環下，包含鎵的對照例A的電阻(歐姆)對伸長百分率的圖；并且

圖3描繪了包含固體鎵的對照例A在約23℃下的電阻(歐姆)對伸長百分率的圖。

具體實施方式

本文公開的導電油墨組合物通過以下方式而令人驚奇地提高了拉伸性：通過包含低熔點金屬或合金(其保持組合物中所包含的導電薄片之間的接觸)，在拉伸時維持組合物的導電性。具體地，本文公開的可拉伸導電油墨組合物包含：聚合物、反應性單體、低聚物或它們的組合；導電薄片；和低熔點金屬或合金。本文公開的可拉伸導電油墨組合物包含三相體系的位于其中分散有固體導電填料的聚合物基質中的液體金屬或合金。可拉伸導電油墨組合物的電阻率在50％伸長率下小于初始電阻率的10倍。

導電顆粒

本文使用的導電顆粒可以選自本領域已知的各種導電顆粒。導電顆粒可以是導熱的、導電的、熱絕緣的、電絕緣的或它們的各種組合。在優選的實施方案中，導電顆粒是導電薄片。

導電顆粒在組合物的聚合物基質內保持離散相。