[发明专利]包含其上共价连接有表面改性的纳米粒子的导电粒子的组合物、以及制备方法

说明书

背景技术

在（如）导电粘合剂、介电层等等中使用导电粒子为工业中的通用操作。

发明内容

本发明公开了包含多个导电粒子的组合物，其中各个导电粒子包括多个表面改性的纳米粒子，所述多个表面改性的纳米粒子共价键合至导电粒子的表面。本发明还公开了其中在有机载体中提供多个导电粒子的组合物，所述多个导电粒子包括与其共价键合的多个表面改性的纳米粒子。

在一个方面，本文公开了包含多个导电粒子的组合物；其中各个导电粒子包括多个表面改性的纳米粒子，所述多个表面改性的纳米粒子共价键合至导电粒子的表面。

在另一个方面，本文公开了包含具有多个导电粒子的有机载体的组合物；其中各个导电粒子包括多个表面改性的纳米粒子，所述多个表面改性的纳米粒子共价键合至导电粒子的表面。

在另一个方面，本文公开了制备包含其上共价键合有表面改性的纳米粒子的多个导电粒子的组合物的方法，包括：将多个纳米粒子提供于液体中；使纳米粒子中的至少一些与多官能表面改性剂分子反应以使得各个纳米粒子的表面的至少一部分包含共价键合至纳米粒子的多官能表面改性剂分子；将多个导电粒子添加至液体；以及使导电粒子中的至少一些与共价键合至纳米粒子表面的多官能表面改性剂分子中的至少一些反应，以使得由此反应的各个导电粒子包括多个通过多官能表面改性剂与其连接的表面改性的纳米粒子。

具体实施方式

本文描述了包含多个导电粒子的组合物，其中各个导电粒子包括多个表面改性的纳米粒子，所述多个表面改性的纳米粒子共价键合至导电粒子的表面。如本文所用，术语“导电粒子”是指具有至少如下材料的层（如，表面涂层）的任何粒子，所述材料被公认为具有至少约1×10⁷西门子/米(S/m)的本征电导率。由此，术语“导电粒子”涵盖基本上或完全由导电材料构成的粒子（如，金属粒子）以及由利用导电涂层涂覆（如，表面涂覆）的相对不导电的芯（如，聚合物材料、玻璃等）构成的粒子。

因此尽管可使用固体金属导电粒子，但这种粒子可具有高于最佳值的密度，这（例如）可使得它们在重力作用下通过其中悬浮粒子的有机载体（如，可获得压敏粘合剂的浆料）沉降至不利程度。在一些实施例中，本文所公开的导电粒子可因而包括由导电材料涂覆的相对低密度的芯材料。更具体地讲，聚合物薄片、玻璃或陶瓷碎片等等均可足以用作芯粒子。导电金属、它们的混合物和合金等等可用于粒子的表面上，从而提供低电阻。因此，使用具有导电涂层（如导电金属涂层）的低密度材料可有利地允许粒子较容易地保持为悬浮（如）在有机载体内（如）至少直到可从其形成稳定的压敏粘合剂涂覆层。

在各个实施例中，导电粒子可为低密度导电填充剂（例如，碳薄片或纤维），或通过表面覆盖或涂覆诸如银、铜、镍、金、锡、锌、铂、钯、铁、钨、钼、它们的合金、焊料等等之类的金属制备得到的诸如聚乙烯、聚苯乙烯、酚树脂、环氧树脂、或丙烯酸树脂、或玻璃碎片、二氧化硅、石墨、或陶瓷之类的低密度材料的填充剂。导电涂层通常可为连续的并且可占（如）涂层加上基部粒子的总重量的约5重量%至约45重量%(wt.%)。

这种导电粒子可具有任何所需的形状，如碎片、楔形、梯形等等。一些此类粒子可具有远大于厚度的宽度和/或深度，这可表示为粒子的纵横比（本文中定义为粒子的最长尺寸相对粒子的最短尺寸的比率）。在各个实施例中，导电粒子可具有至少约2:1、至少约4:1、或至少约7:1的纵横比。在一些实施例中，粒子可为通常可具有类似宽度和深度的纤维，所述宽度和深度的尺寸通常远小于长度。在一些实施例中，粒子可为球形的，如，具有大致类似的长度、宽度、和深度尺寸。

低纵横比粒子（例如球形粒子）可穿过包含导电粒子的层（如粘合剂层）的厚度有利地提供增大的z轴电导率。高纵横比粒子（例如薄片和/或纤维）可在包含导电粒子的层（如粘合剂层）的平面内有利地提供增大的x-y电导率（本领域的技术人员将会知道，通过使用（如）高纵横比粒子来改善x-y电导率在一些情况下也可增大z轴电导率）。因此，可根据具体应用的需要来选择导电粒子的类型（如，形状）和量。例如，本文所公开的导电粒子可用于提供具有相对各向同性的导电特性的导电粘合剂；或者提供具有相对各向异性的导电特性的导电粘合剂（如，所谓的z轴导电粘合剂）。