[發明專利]一種導電漿料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010165894.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111370159A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉卓峰;張為軍;余翠娟;王震;陳興宇;白書欣
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發明公開了一種導電漿料及其制備方法和應用，導電漿料包括以下質量份的組分：45～80份導電微粒、5～15份樹脂粘結劑和7.5～47份溶劑，其中，樹脂粘結劑為丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂中的至少一種與環氧樹脂和固化劑的混合物；上述導電漿料的制備方法，包括以下步驟：(1)將樹脂粘結劑和溶劑混合均勻，得到混合溶液；(2)在混合溶液中加入導電微粒混合均勻，得到導電漿料。上述導電漿料可作為原料應用于以柔性織物為基底的導電設備的制備，具有固化時間短、低溫儲藏時間長、流變性能好、導電性強和方阻低的優點，所制備得到的導電膜層同時具備良好的柔韌性、與織物基底良好的結合性、耐水洗性能和穩定的電學性能。

技術領域

本發明涉及電極制備領域，具體涉及一種導電漿料及其制備方法和應用。

背景技術

導電漿料是一種具有導電性能的特殊功能復合材料，印刷到承印物上后經固化或者燒結成膜，起到導體電極或天線的作用。根據應用領域、工藝條件要求、性能要求的不同，導電漿料的導電功能相、載體相組成物各有不同，性能各異，涵蓋多種不同類型的產品。導電漿料是印刷電子技術中使用的關鍵電子材料，廣泛應用于薄膜開關、柔性印制電路、集成封裝、無線射頻識別、光伏發電等元器件的制備。

導電漿料作為一種中間產品，需要經過絲網印刷并且在一定溫度經過一定時間固化后，才能得到最終的厚膜導體層，而現有導電漿料存在著印刷適性較差、固化溫度高、固化時間長、附著力不強、電阻率高以及導電性能不穩定的問題，特別是應用于聚合物、織物和紙張等柔性基底時，柔韌性、耐彎折性能和附著力往往無法滿足實際需要，制約了導電漿料的應用和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種導電漿料及其制備方法和應用，本發明的導電漿料具有良好的印刷適性、較低的固化溫度、較短的固化時間、高附著力、低電阻率和穩定導電性能，制備的電極柔韌性、耐彎折性能高，與柔性織物基底具有良好的附著力，耐水洗性能優良。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種導電漿料，包括以下質量份的組分：45～80份導電微粒、5～15份樹脂粘結劑和7.5～47份溶劑；粘結劑為丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂中的至少一種與環氧樹脂的混合物。

上述技術方案的設計思路在于，傳統的導電漿料一般采用單一種類的樹脂粘結劑體系，樹脂粘結劑的種類通過實際用途進行選擇。本發明則選擇了丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂中的至少一種與環氧樹脂的混合物作為導電漿料的樹脂粘結劑，通過構建熱塑型樹脂和熱固型樹脂雙組份復合的樹脂粘結劑體系，使得制備得到導電膜層同時具備了良好的柔韌性、與織物基底良好的結合性以及耐水洗性能和穩定的電學性能。

作為上述技術方案的優選，丙烯酸樹脂的分子量為50000～200000；聚氨酯樹脂的分子量為50000～150000。根據場致發射理論，當導電微粒形成內部電場時，電子將有很大的幾率躍遷過聚合物層所形成的勢壘到達相鄰的導電微粒上，產生場致發射電流而導電，這就要求包覆在導電微粒表面的樹脂在滿足附著力的前提下要盡可能的薄；通過選擇低分子量的丙烯酸樹脂或聚氨酯樹脂與環氧樹脂作為導電漿料的樹脂粘結劑，能最大限度地降低聚合物包覆層的電子躍遷勢壘，從而顯著提高膜層的導電性。

作為上述技術方案的優選，固化劑為潛伏型胺類固化劑。通過限定固化劑的種類，使得導電銀漿在較低溫度時于較短時間內即可完成固化過程，從而節省固化過程的能量消耗和時間成本，并提高導電膜層的制備效率。

作為上述技術方案的優選，丙烯酸樹脂為以甲基丙烯酸酯為單體的均聚物或共聚物；聚氨酯樹脂為以2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯為單體的共聚物。

作為上述技術方案的優選，環氧樹脂為雙酚A二酚基丙烷環氧樹脂。

作為上述技術方案的優選，環氧樹脂的環氧值為0.2～0.54。通過限定環氧樹脂的環氧值為0.2～0.54，可以減緩導電漿料在低溫下的變質過程，從而延長導電漿料的儲藏時間。