[发明专利]一种导电银胶及导电胶膜

说明书

本发明涉及一种导电银胶及导电胶膜，所述导电银胶包括如下组分：基体树脂、银和聚3,4‑乙撑二氧噻吩纳米粒子。本发明通过在导电银胶中添加聚3,4‑乙撑二氧噻吩纳米粒子，该纳米粒子具有良好的水分散性以及规整的纳米球状形貌，与银具有良好的亲和性，从而能够有效提高导电银胶的导电性，相较于银含量相同且未添加聚3,4‑乙撑二氧噻吩纳米粒子的导电银胶，电阻率可降低约两千分之一，同时具有出色的耐久性。此外，本发明提供的导电银胶无需热处理，在室温下制备即可获得较高的导电性。

技术领域

本发明涉及导电材料技术领域，尤其涉及一种导电银胶及导电胶膜。

背景技术

导电胶种类按照导电方向分为各向同性导电胶(ICAs，sotropic ConductiveAdhesive)和各向异性导电胶(ACAs，Anisotropic Conductive Adhesives)。ICA是指各个方向均导电的胶黏剂，可广泛用于多种电子领域；ACA则指在一个方向上如Z方向导电，而在X和Y方向不导电的胶黏剂。ICAs与ACAs两种导电胶均由聚合物基体和导电填料、固化剂及助剂组成，但二者的导电填料的含量不同，通常各向同性导电胶中导电填料的体积含量在20％到35％之间；而各向异性导电胶中导电填料的含量较低，通常导电颗粒的体积含量在5％到10％之间

对于各向同性导电胶来说，其导电性高低和金属填充物含量多寡是衡量导电胶优劣的重要标准之一。为提高导电胶的导电性能，专家做了大量的研究，现将研究结果分别加以介绍：Ren等人通过一步溶液相化学还原法，合成规则的六角形纳米银片，与商用银片相比，六角形纳米银片拥有更好的导电性与更平滑的表面，及其在高分子基底中更易于分散的特点，使其与高分子基底结合，能够很容易地印刷在各种基材上，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，玻璃等材质。六角形纳米银片作为导电填料应用于导电胶中表现出较低的电阻率(约8×10^-5Ω·cm)，比同等Ag含量的商业导电胶降低66倍左右。Zhang等人通过在电化学置换的方法合成了合成椭圆Cu-Ag合金纳米片。这种合金纳米薄片具有高纯度和均匀性，尺寸为700×500nm，薄度为30nm。合成的纳米薄片用作环氧树脂基质中导电浆料的填充剂。在150℃下固化2小时后，可以获得电阻率为3.75×10^-5Ω·cm的柔性基板上的导电图案。与传统的银微米薄膜相比，Cu-Ag合金纳米薄膜提供了大大改善的导电互连，其优势可归因于它们的纳米级厚度。还值得注意的是，导电图案能够承受不同角度的多次弯曲，即使经过200次反复弯曲也具有良好的导电性。

Lou使用热塑性聚氨酯作为树脂基体，向其中添加碳纳米管，碳纳米管和银混合体系形成导电网络，弯折过程中碳纳米管还可以起到连接作用，同时他们使用了丁二酸处理了银粉表面，得到了导电率为2.5×10⁴S/m的导电胶(50wt％的银+4.5wt％碳纳米管)。

纳米金属材料(如银的纳米晶)具有接近10⁶S/m的极高导电率，广泛应用于导电胶的改性，能源催化等领域，然而，这些导电材料不仅价格昂贵且易于化学腐蚀。与纳米金属材料相比，聚合物材料一般来说制造成本相当便宜，并且可以承受各种化学腐蚀，但它们通常是绝缘的。但在20世纪70年代发现的本征导电聚合物使人们对聚合物材料的化学结构和电学性质有了新的认识。这些导电聚合物中的共轭主链中的p电子可以离域导入导带，从而提高自身的导电性。具有共轭键的典型组合包括聚吡咯(PPy)，聚苯胺(PANI)，聚噻吩(PTh)及其衍生物。但是，中性共轭聚合物显示出较低的导电率(从10^-10到10^-5S/cm)，通过掺杂使用各种分子，如质子酸，无机盐等，它们的电导率可提高10⁴S/cm。一般来说，在使用掺杂剂后，这些导电高分子可以提供正负电荷载体并显示出独特的电子特性。这种结合了金属材料的导电性能和聚合物材料的许多优点的导电高分子材料，吸引了各种研究人员探索他们的各类应用，如抗静电保护，电磁干扰(EMI)屏蔽，储能电极，传感器和柔性电子设备等等。但是在这些材料在导电胶中的应用仍处于起步阶段，因为这些具有导电特性的高分子往往存在与体系相容性差等缺点，无法形成高性能的导电银胶。