CN103865423A

CN103865423A - 一种高性能导电压敏胶带的两步制备法

Info

Publication number: CN103865423A
Application number: CN201410140277.4A
Authority: CN
Inventors: 陈乜; 王晓东; 欧阳旭频; 李亮
Original assignee: DONGGUAN BETELY NEW MATERIALS Co Ltd
Current assignee: SUZHOU BEITELI POLYMER MATERIALS CO., LTD.
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-04-09
Also published as: CN103865423B

Abstract

一种高性能导电压敏胶带的两步制备法，所述高性能导电压敏胶由下层的导电碳浆层和上层的压敏胶层两层膜材料组成，具体制备步骤为：（1）将导电碳浆均匀涂覆在基材表面制成膜，烘干；（2）在导电碳浆膜层上均匀涂覆一层压敏胶制成膜，烘干。本方法使用廉价的炭黑或石墨作为导电粒子，可同时满足高电导率和高粘接性能的要求。

Description

一种高性能导电压敏胶带的两步制备法

技术领域

本发明涉及导电压敏胶（带）技术领域，尤其是涉及一种两步法制备高性能导电压敏胶带。

背景技术

随着电子工业产业的迅速发展，人们对具有导电功能的压敏胶的需求越来越迫切。导电压敏胶是一种经固化或干燥后既能有效地粘接各种材料，又具有导电性能的特殊胶黏剂。压敏胶常见的基体有聚丙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯等；其中以聚丙烯酸树脂为基体的导电压敏胶具有粘接范围广泛、耐光性好、耐水性佳和使用方便等优点而受到广泛青睐。

目前，市场上使用的导电压敏胶基本是以金属粒子（银、金、铜、镍等）作为填料，其价格昂贵、金属易氧化等缺陷是阻碍导电压敏胶发展的重要因素。而价格低廉的碳粉（石墨、炭黑），却由于其导电性能较差，很难同时满足高电导率和高粘接性能的要求。

并且，在以往的导电压敏胶带制备工艺的研究中，工作者们几乎都用一次涂膜法直接制得，这种方法带来的最大问题是胶带与材料的粘接性能与电导率性能随着填料的加入呈现出相反的变化趋势，这就直接导致了制成的导电压敏胶带的这两项重要性能不能同时达到最佳效果的后果。

目前很少工作者提出通过两步涂覆成膜的方法制备导电压敏胶带，所谓两步涂覆成膜即先在基材上涂覆导电浆料层，再在烘干后的导电浆料层上涂覆压敏胶层。这种两步涂覆成膜法的难点在于：（1）压敏胶烘干后，两涂覆膜层之间的相互渗透结合性较差，较难实现高电导率性能；（2）导电浆料层与基材吸附力小，在胶带与材料的高粘接强度下容易脱落。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种高性能导电压敏胶带的两步制备法。本方法使用廉价的炭黑或石墨作为导电粒子，可同时满足高电导率和高粘接性能的要求。

本发明的技术方案如下：

一种高性能导电压敏胶带的两步制备法，所述高性能导电压敏胶由下层的导电碳浆层和上层的压敏胶层两层膜材料组成，具体制备步骤为：

（1）将导电碳浆均匀涂覆在基材表面制成膜，烘干；

（2）在导电碳浆膜层上均匀涂覆一层压敏胶制成膜，烘干。

所述导电碳浆由以下重量配比的原料组成：

高聚物树脂 15%～25%

导电碳粉 14%～30%

有机溶剂 50%～65%

助剂 0.5%～2%

固化剂 0.3%～2%。

所述导电碳浆的制备方法为：

将所述高聚物树脂、有机溶剂、助剂、固化剂按重量配比混合，搅拌分散，再加入所述导电碳粉，高速搅拌分散成浆体；将所得浆体研磨成细度5～10μm，粘度10000～25000mpa·s，即得到导电碳浆。

所述高聚物树脂选自聚丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的至少一种；所述助剂选自高分子聚合物分散剂。

所述压敏胶由以下重量配比的原料组成：

聚丙烯酸树脂 25%～45%

导电碳粉 0%～15%

有机溶剂 45%～70%

流平剂 0.5%～2%

固化剂 0.5%～3%。

所述压敏胶的制备方法为：

将所述聚丙烯酸树脂、有机溶剂、流平剂按重量配比混合，搅拌分散，再加入所述导电碳粉，高速搅拌分散成浆体；将所得浆体研磨成细度5～10μm，粘度5000～20000mpa·s，最后加入所述固化剂并充分搅拌均匀，即得到压敏胶。

所述导电碳粉选自石墨、炭黑中的至少一种，所述石墨的颗粒粒径为3～25μm，炭黑的颗粒粒径为30～300nm。有机溶剂选自二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异佛尔酮、己二酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯中至少一种。所述固化剂选自于异氰酸酯、氮丙啶、氨基树脂中的至少一种。

所述流平剂选自改性有机硅氧烷。

其中：

将导电碳浆均匀涂覆在基材表面制成膜，可以用红外（IR）烘道或鼓风烘箱烘干，烘干条件为在110～150℃下烘干2～10min；在导电碳浆膜层上均匀涂覆一层压敏胶制成膜，可以用红外（IR）烘道或鼓风烘箱烘干，烘干条件为在110～130℃下烘干1～5min。

此外，在制备导电碳浆和压敏胶时，将所得浆体研磨成细度5～10μm时，可以用三辊机来进行研磨。

导电碳浆和压敏胶在使用时，可用甲苯或醋酸丁酯溶剂调整粘度至适合制膜工艺要求的粘度。

本发明有益的技术效果在于：

（1）通过两步法工艺制备出的导电压敏胶带，可同时实现高电导率和高粘接性能的要求，同时电导率和粘接性能可调；在底层碳浆中加入固化剂和助剂，使之烘干后与基材有超强的吸附力，同时在上层压敏胶中巧妙引入适量导电粒子和适合的流平剂，使两层膜之间更好的渗透结合，导致导电粒子间距离减小，导电性能大幅提升。

（2）本发明中涉及的导电粒子均为廉价的碳粉（石墨或炭黑），不引入任何昂贵的金属粉体或石墨烯材料，大大节省了成本。

（3）本发明中的制膜方法可为目前国内外公知的涂覆制膜方式，所得压敏胶带的膜层厚度在10～50μm范围内可调。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但实施例并不限本发明的保护范围。以下实施例所涉及的各原料或试剂均为市售通用产品，所涉及的试验方法如无特殊说明均为本领域常规方法。

1、导电碳浆的制备：准确称取一定量溶解后的高聚物树脂溶液，加入适量助剂、固化剂和有机溶剂，充分搅拌分散，再加入一定量的炭黑（颗粒粒径为30～300nm）和石墨（颗粒粒径为3～25μm），高速搅拌分散成浆体，用三辊机将所得浆体研磨，细度5μm，粘度12000mpa·s，即得到导电碳浆；

2、压敏胶的制备：准确称取一定量的聚丙烯酸树脂溶液，加入流平剂和有机溶剂，充分搅拌分散，再加入一定质量的炭黑（颗粒粒径为30～300nm）和石墨（颗粒粒径为3～25μm），高速搅拌分散成浆体，用三辊机将所得浆体研磨后测量细度5～10μm，粘度5000～20000mpa·s，即得到压敏胶A组分；将上述压敏胶A组分中加入固化剂，并充分搅拌均匀即可进行制膜操作。

3、高性能导电压敏胶带的制备：用一种国内外公知的制膜方法在预缩过的清洁干燥的PET基材上覆上一层步骤1制备的导电碳浆，经过红外（IR）烘道或鼓风烘箱在110～150℃下烘干2～10min，取出测量厚度；

用一种国内外公知的制膜方法在印有导电碳浆的PET上继续覆上一层步骤2制备的压敏胶，将PET片在110～130℃的红外（IR）烘道或鼓风烘箱内烘烤1～5min，测得两层总膜厚。

实施例1

制备导电碳浆和压敏胶的各原料的质量百分比如表1所示。表1～4中所述高聚物树脂和聚丙烯酸树脂需配成溶液使用，在表中标示的其质量百分比为纯的高聚物树脂和聚丙烯酸树脂的用量，不包括配成溶液时所用的溶剂的用量。

表1

制膜方式：导电碳浆膜层的制膜方法为丝网印刷法，，在110℃下烘干10min；压敏胶层的制膜方法为滚涂法，在110℃下烘干5min。

实施例2

制备导电碳浆和压敏胶的各原料的质量百分比如表2所示。

表2

制膜方式：导电碳浆膜层的制膜方法为丝网印刷法，在120℃下烘干8min；压敏胶层的制膜方法为丝网印刷法，在120℃下烘干1min。

实施例3

制备导电碳浆和压敏胶的各原料的质量百分比如表3所示。

表3

制膜方式：导电碳浆膜层的制膜方法为滚涂法，在150℃下烘干2min；压敏胶层的制膜方法为滚涂法，在125℃下烘干4min。

实施例4

制备导电碳浆和压敏胶的各原料的质量百分比如表4所示。

表4

制膜方式：导电碳浆膜层的制膜方法为丝网印刷法，在140℃下烘干5min；压敏胶层的制膜方法为滚涂法，在130℃下烘干2min。

测试例

将实施例1～4所制备的导电碳浆和压敏胶涂覆分别涂覆成膜，制成本高性能导电压敏胶带的成品。

制膜工艺所用试剂和材料有：

稀释剂：甲苯，醋酸丁酯；清洗剂：丙酮，醋酸丁酯；印刷基材：PET；贴合基材：PET。

实施例1～4所制备得到的高性能导电压敏胶性能测试结果及标准如表5所示。

表5

由表5的数据可知：本发明实施例1～4制备的导电压敏胶具有高电导率、高粘接性能等优点，同时作为压敏胶，其制备工艺灵活、膜厚在一定范围内可控，能够广泛应用于不同材质之间互粘、接地和电磁屏蔽等应用行业中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高性能导电压敏胶带的两步制备法，其特征在于：所述高性能导电压敏胶由下层的导电碳浆层和上层的压敏胶层两层膜材料组成，具体制备步骤为：

（1）将导电碳浆均匀涂覆在基材表面制成膜，烘干；

（2）在导电碳浆膜层上均匀涂覆一层压敏胶制成膜，烘干。

2.根据权利要求1所述的两步制备法，其特征在于：所述导电碳浆由以下重量配比的原料组成：

高聚物树脂 15%～25%

导电碳粉 14%～30%

有机溶剂 50%～65%

助剂 0.5%～2%

固化剂 0.3%～2%。

3.根据权利要求2所述的两步制备法，其特征在于：所述导电碳浆的制备方法为：

4.根据权利要求2所述的两步制备法，其特征在于：所述高聚物树脂选自聚丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的至少一种；所述助剂选自高分子聚合物分散剂。

5.根据权利要求1所述的两步制备法，其特征在于：所述压敏胶由以下重量配比的原料组成：

聚丙烯酸树脂 25%～45%

导电碳粉 0%～15%

有机溶剂 45%～70%

流平剂 0.5%～2%

固化剂 0.5%～3%。

6.根据权利要求5所述的两步制备法，其特征在于：所述压敏胶的制备方法为：

7.根据权利要求2或5所述的两步制备法，其特征在于：所述导电碳粉选自石墨、炭黑中的至少一种，所述石墨的颗粒粒径为3～25μm，炭黑的颗粒粒径为30～300nm。

8.根据权利要求2或5所述的两步制备法，其特征在于：有机溶剂选自二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异佛尔酮、己二酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯中至少一种。

9.根据权利要求2或5所述的两步制备法，其特征在于：所述固化剂选自于异氰酸酯、氮丙啶、氨基树脂中的至少一种。

10.根据权利要求5所述的两步制备法，其特征在于：所述流平剂选自改性有机硅氧烷。