[发明专利]一种热塑性粉末导电涂料/油墨及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种化工电子材料，尤指一种应用于太阳能领域和电子通信领域的粉末状导电材料(涂料/油墨)。

背景技术：

在太阳能领域和电子通信领域，普遍需要一种导体来传输电流和信号。这种导体以涂层形式附着于其他基材上，并按需要可在一定温度条件下进行烧结处理。形成密着的导电良好的导电体。它应有优异的导电性、表面光洁度、良好的附着力、耐环境性能、良好的操作性以及绿色环保等特点。

现有的类似产品如导电涂料或电子浆料，都是以液态形式存在的，该形态产品固化形式都是热固型的，并含有较多的挥发性有机化合物(VOC)，对生态环境不利。使用时需经过喷涂或印刷，需流平，烘烧时间较长。膜的厚度较薄(一般干燥膜厚在20-25μm，烧结膜厚在10-18μm)。如要求形成窄而厚(如100μm膜厚)的涂层，如太阳能表面银栅电极，就很难达到要求了。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就在于克服现有热固性液态导电涂料和电子浆料的不足，提供一种热塑性的固态粉末状的导电涂料/油墨。

一种热塑性粉末导电涂料/油墨包含下述组分(重量百分比)

1、导电粉        60-80％

2、粘接剂        5-30％

3、成膜增强剂    0.3-10％

4、润滑剂        0.1-3％

5、固化调节剂    0.1-3％

6、附着力促进剂  0.5-10％

7、抗氧化剂      0.1-3％

8、掺杂元素      0-5％

以上述组分总量100％重量份计，在制备过程中加入助溶剂的重量份30-100％。

上述导电粉可以根据导电性和耐环境性和成本要求的不同选用银粉、铝粉、铜粉、镍粉、银包铜粉、银包铝粉、银包镍粉等金属粉之一或其混合物，或铟锡金属氧化物、锡锑金属氧化物、锌镓金属氧化物、锌铝金属氧化物等金属氧化物之一或混合物。

上述导电粉是片状的或球状的，或片状与球状混合的。

上述导电粉粒径微米级或亚微米级或纳米级，一般在0.01-50μm间，金属粉粒径在5.0-15μm为最佳、金属氧化物粒径在1-30nm为最佳。

上述的粘接剂可采用热塑性聚氨酯(TPU)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。其对金属导电粉的粘接性好，对多种基材具有良好的附着力和表面光滑性，并具有良好的化学稳定性和耐磨性，对人体无害，对环境无害，是环保产品。

上述粘接剂的熔融温度为60℃-180℃，60℃-90℃为最佳。

上述的附着力促进剂为玻璃，当其在成膜和烧结时，它可促进涂层对底材的附着力，并能形成低电阻膜层。

上述成膜增强剂采用松香，它可改善膜层的流平性能和抗流挂性能，增加胶粘剂粘性，膜层在烧结时不会形成熔珠，它还可提供膜层出色的可焊性。

上述的润滑剂是采用硬脂酸锌或硬脂酸钙，它可以使产品在网印时很容易通过网筛。

固化调节剂采用的是石蜡，它可以调节成膜固化时间。

掺杂元素根据需要选用P型或N型半导体材料如磷、镓、硼、铟、硅、硒锗等，以降低材料的电阻率，提高导电性，提高能量转换效率。非应用于太阳能领域时可不掺入。

制备时需另外选用合适的助溶剂，比例不限，根据粘接剂和助剂的溶解性而定。在制备过程中这些助溶剂被烘干挥发掉，在成品中不存在这些助溶剂。一般选用N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二苯基甲烷(DPM)，丙二醇甲醚、醋酸乙酯/醋酸丁酯等酯类溶剂、甲基乙基酮/丁酮(MEK/MIBK)等酮类溶剂、或它们的混合物。为保护环境和节约生产成本，烘干时烘箱建议安装蒸馏回收装置，收集的助溶剂可再利用。

抗氧化剂选用二叔丁基对甲基苯酚，以减缓热熔胶的老化速度，如烧结工艺，则无需加入。

制备方法：

第1步、先将粘接剂与其它各类助剂混合，加入一定量的助溶剂，用搅拌机进行溶解分散。

第2步、将导电粉缓慢加入上述混合溶液中，用高速剪切机进行搅拌分散，搅拌时间视分散效果而定。

第3步、将上述混合物置于50℃-180℃(视助溶剂的沸点并低于粘接剂的熔融温度)的烘箱中烘烤，直至烘干为止。

第4步、将上述烘干的混合物用粉碎机进行粉碎，粉碎物放入研磨机进行研磨至粉状，以研磨到原金属粉粒径大小为止，即为成品。研磨容器应有冷却装置，研磨同时要进行冷却。