[发明专利]一种高电导率低温固化型导电浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高电导率低温固化型导电浆料及其制备方法，其包括导电金属粉、纳米导电碳材料、固化型树脂、固化剂。该导电浆料利用纳米导电碳材料的结构特点，连接导电金属粉，形成三维连续的导电通道，并利用可在低温液化或烧结的材料，加强导电金属粉体和纳米导电碳材料之间的连接效果，使导电浆料的电阻率达到μΩ·cm级别，接近银铜等良导体。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种高电导率低温固化型导电浆料及其制备方法。

背景技术

随着环保要求的提高，越来越多的工业产品开始采用增材制造的方法，包括精密印刷技术、3D打印技术等。采用增材工艺制造导电线路的方法多采用导电浆料为原料制作，包括高温烧结型，如晶体硅太阳能电池导电银浆、MLCC导电银浆和钯浆，和低温固化型，如触摸屏银浆。

但相对具有良好导电效果的高温烧结型浆料而言，目前低温固化型浆料，由于无法烧结致密化，导电粉体间隙大，接触电阻高，其电阻率一般比铜线大2-3个数量级。过大的电阻率会带来发热、能耗等各种问题，无法完全替代金属铜等良导体。

例如以下现有技术，均存在前述的电阻大或者能耗大等缺陷问题：CN201180005330提供了一种导电性糊，是含有金属微粒、分支型聚酯与有机溶剂的导电性糊，所述金属微粒的平均粒径为1×10-3μm以上、5×10-1μm以下。CN201080046981提供了一种用于形成导电性薄膜的导电性膏，该导电性膏含有(A)成分：酸值为50～500eq/ton、玻璃化转变温度为60～150℃的、由聚氨酯树脂构成的粘合剂树脂，(B)成分：金属粉末及(C)成分：有机溶剂。CN201580010191提供了一种金属浆料，其为将由银粒子所构成的固体成分与溶剂捏合而成的金属浆料，其中，所述固体成分由银粒子所构成，所述银粒子以粒子数为基准包含30％以上的粒径100至200nm的银粒子。CN201110436283提供了一种用于低温烧结的导电浆料组合物，所述导电浆料组合物含有包括片状粉末、球状粉末和纳米粉末的导电铜粉、三聚氰胺基粘合剂以及有机溶剂。CN201680006013一种导电性浆料，含有银粉(A)和含腈基橡胶(B)，(A)/(B)的重量比为77/23～90/10的范围，该银粉(A)为无定形凝聚粉和/或片状粉，该含腈基橡胶(B)的碱金属含量为4000ppm以下。CN201410292765提供了一种碳纳米管复合铜厚膜导电浆料，按照质量百分比由以下组分组成：导电相60％～80％，玻璃相4％～10％，有机载体15％～30％，上述各组分质量百分比之和为100％。US20150056426A1提供了一种包含分散在介质中的金属盐纳米颗粒形式的至少一种金属前体的印刷制剂(油墨)，其中所述金属盐包含有机阴离子。

为了寻找新的解决方案，目前还有一系列涉及新材料树脂材料或纳米管替换的方案，但是新材料往往成本高，难以有效的产业化应用。例如，现有技术，CN201480005275提供了一种导电浆料，其特征在于，含有热塑性树脂(A)、导电粉体(B)、离子捕获剂(C)、有机溶剂(D)。CN201610531441提供了一种高分散型油系碳纳米管导电浆料，包括以下重量份的组分：有机树脂10～60质量份、活性碳纳米管5～40质量份、有机溶剂B 20～70质量份。CN201210157324提供了一种碳纳米管导电浆料及其制备方法该碳纳米管导电浆料主要由碳纳米管、其他导电填料、分散助剂、和溶剂组成，其质量百分比组成为：碳纳米管：0.5～15％，其他导电物质0.1～2％，分散助剂：0.1～5％，其余为溶剂。CN201410114650提供了一种碳纳米管导电浆料及其制备方法和用途，碳纳米管导电浆料由导电功能体、分散剂、溶剂按导电功能体：分散剂：溶剂＝2～10：0.2～5：85～97.8的质量比配制而成。CN201480052717提供了一种导电浆料，至少含有热塑性树脂(A)、热塑性树脂(B)、固化剂(C)、导电性粉末(D)以及有机溶剂(E)的导电浆料，热塑性树脂(A)相对于热塑性树脂(B)，重量比在4.0倍以下，热塑性树脂(A)为重均分子量10，000以上且玻璃化转变温度-10～150℃的聚氨酯树脂和/或聚酯树脂。

发明内容：