CN108461172B - 一种导电粒子及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种导电粒子及其制备方法和用途。所述导电粒子包括聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层。所述制备方法包括以下步骤:(1)制备聚合物微球;(2)用儿茶酚胺对步骤(1)所述聚合物微球进行表面处理,得到表面改性微球;(3)对步骤(2)所述表面改性微球进行表面金属化,得到所述导电粒子。所述导电粒子用于各向异性导电胶的制备。本发明提供的导电粒子可实现较好的导电性和抗氧化能力,并且可换用其他金属来消除金属镍带来的铁磁性影响;所述制备方法简化了导电粒子的制备工艺,不需要使用有害或危险的化学品,反应条件温和,步骤简单,具有大规模生产前景。
Description
技术领域
本发明属于电子封装领域,涉及一种导电粒子,具体涉及一种导电粒子及其制备方法和用途。
背景技术
近年来,在电子封装行业中,研究者越来越多地将研究兴趣转向非焊接的方式而获得电气连接,以期取代沿用多年的锡基钎焊工艺。其中由于粘接工艺有诸多优于钎焊工艺的地方,近年来在液晶显示领域、LED发光器件领域有广泛的应用。如今电子技术正向微型化、高密度化方向发展,而微型化、高密度化就意味着元器件越来越小,I/O引脚数进一步增多,引线间距进一步缩小,而使用导电胶的粘接工艺能实现更细间距的互连及低温连接特性展现出了比共晶锡一铅焊料更好的细线互连能力,顺应了电子封装技术发展的要求。此外,使用导电胶粘接工艺,也将会大大简化生产流程。粘接工艺中使用的导电胶按照组成成分分类,包括本征导电聚合物(ICP,Intrinsically Conductive Polymers)、不导电胶(NCA,Non Conductive Adhesives)、各向同性导电胶(ICA,Isotropic ConductiveAdhesives)和各向异性导电胶(ACA,Anisotropic Conductive Adhesives),其中以各向异性导电胶制备工艺最为复杂,一直处于研究热点。
各向异性导电胶(ACA,Anisotropic Conductive Adhesives),是一种在一定的工艺条件下获得垂直或是Z轴方向单向导电性,水平或X-Y方向绝缘的导电互连材料。这种特定方向的导电性通过在胶粘基体加入较少的导电填充物(体积填充率5-20Vol%)实现。相较于传统的钎焊材料,导电胶作为互连材料的工艺有诸多优势,包括可满足柔性器件互连的需要、适合细间距的互连、加工温度低等特点。目前ACA主要应用在电子显示领域,随着近年来电子产品集成化、小型化、柔性化的发展,可穿戴电子产品,可植入医疗器件、电子皮肤等的实现要求无毒、柔性、轻量、生物相容的互连封装材料,ACA作为传统焊料的替代材料之一,将会发挥更加广泛的作用。
目前各向异性导电胶中的导电填料包含:金属银、镍、铜单质颗粒或金属导电壳包覆非导电芯材等。其中核壳导电粒子材料应用最广,主要以高分子球为核心,外表通过化学镀沉积金属导电层,如图1所示,金属层1直接覆盖在聚合物微球2的表面。但是这种结构的导电粒子的金属层1基本只能为镍层,使用其他金属层或者难以实现较好的包覆,或者工艺过于繁琐不具有工业化生产的价值。用导电粒子制备的各向异性导电胶的结构如图2所示,导电粒子4分散在聚合物基体3中,导电粒子的品质对于各向异性导电胶的性能有很大影响。
现有技术中的各向异性导电胶中所含的导电粒子多为金属镍包裹的聚合物微球,这种导电粒子有如下缺陷:
(1)金属镍的导电率不是很高,并且由于在制造、储存、使用过程中暴露在空气中与氧气反应生成氧化物会进一步降低其电导率;
(2)金属镍具有铁磁性,对于电路中使用的磁敏感元件会造成干扰;
(3)使用金属镍作为导电材料,在聚合物微球这种非导电表面进行金属沉积,需要进行多步表面处理使其获得化学活性,工艺复杂。同时在处理过程中会大量使用有害及危险化学品,如:浓硫酸、重铬酸钾、氰化物等,对操作人员及环境会造成极大的危害,处理这些废弃物也将带来成本压力。
具体来讲,使用金属镍作为导电材料制备这种微球时,现有技术的方法有两种方案,一种包括化学除油、粗化、敏化和活化操作,另一种包括化学除油、粗化和活化操作,这两种方案都有过程极为繁琐,工艺复杂的缺点,并且两种方案都需要使用昂贵的贵金属原料进行活化,也都需要在粗化操作种大量使用重铬酸钾和浓硫酸等有害及危险化学品,不符合环保要求。
CN 102176337A公开了一种各向异性导电胶膜用复合导电粒子及制备方法,该方法包括对聚苯乙烯微球进行清洗除油、表面粗化、敏化以及活化等预处理工序,最后采用化学镀镍液在其表面镀上一层镍,再将镍包覆聚苯乙烯微球,加入镀银液中经两次施镀,同时间断地搅拌,施镀预定时间后完毕分离出粒子,并进行冲洗、干燥处理,得到的导电粒子的结构为:基体为聚苯乙烯微球,聚苯乙烯微球表面镀覆一层镍,在镍层上再包覆一层银层。该方法虽然能得到性能较好的导电粒子,但是制备方法极为繁琐,工艺复杂,难以进行产业化。
因此,开发一种制备方法简单,并且性能良好的导电粒子,对于本领域有重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种导电粒子及其制备方法和用途。本发明提供的导电粒子性能优良,可以满足各向异性导电胶的要求,本发明提供的制备工艺简单并且具有环境友好的优点。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种导电粒子,所述电粒子包括聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层。
本发明提供的导电粒子属于多重核壳结构导电粒子,具有包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层,而聚儿茶酚胺层上的活性基团(如酚羟基和氨基)可以让金属在其表面生长,使得这种导电粒子的金属层可以由除镍以外的金属构成,例如用银,这使得本发明提供的导电粒子可以获得更高的导电性,并消除镍带来的铁磁性影响,同时带来更好的抗氧化能力,可以减小后续使用过程中的导电能力下降趋势。
以下作为本发明优选的技术方案,但不作为本发明提供的技术方案的限制,通过以下技术方案,可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案,所述导电粒子由聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层组成。即,当所述导电粒子仅由聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层组成时而不含其他物质或结构时,具有更好的性能。
优选地,所述聚合物微球的粒径为2μm-20μm,例如2μm、5μm、8μm、10μm、13μm、15μm、17μm或20μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为3μm。
优选地,所述聚合物包括优选地,所述聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸羟丙脂、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚丙烯酸正丁酯、聚苯乙烯或聚二乙烯基苯中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸正丁酯的组合,聚甲基丙烯酸异丁酯和聚丙烯酸正丁酯的组合,聚丙烯酸正丁酯和聚苯乙烯的组合等。
优选地,所述聚儿茶酚胺层的厚度为10nm-500nm,例如10nm、50nm、100nm、200nm、300nm、400nm或500nm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为50nm。
优选的,所述聚儿茶酚胺包括聚去甲肾上腺素、聚肾上腺素或聚多巴胺中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:聚去甲肾上腺素和聚肾上腺素的组合,聚肾上腺素和聚多巴胺的组合,聚去甲肾上腺素和聚多巴胺的组合等。
优选地,所述金属层的厚度为50nm-1000nm,例如50nm、100nm、200nm、400nm、600nm、800nm或1000nm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为200nm。
优选地,所述金属包括金、银、铜或镍中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:金和银的组合,银和铜的组合,铜和镍的组合等,优选为银。当使用银层作为金属层时,本发明提供的导电粒子的导电性更高,并且能消除引入铁磁性金属的影响,总体性能更加突出,银层不仅提高了导电粒子的导电性,消除金属镍带来的铁磁性影响,而且由于金属银有较好的抗氧化能力,生成氧化银后仍然具有一定的导电性,可以减小导电粒子后续使用过程中的导电能力下降趋势。
第二方面,本发明提供一种如第一方面所述导电粒子的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)制备聚合物微球;
(2)用儿茶酚胺对步骤(1)所述聚合物微球进行表面处理,得到表面改性微球;
(3)对步骤(2)所述表面改性微球进行表面金属化,得到所述导电粒子。
本发明提供的制备方法中,步骤(2)的目的是使惰性的聚合物微球表面具有化学活性使得后续金属沉积在表面。表面处理直接影响后续生长的金属层的质量。
本发明使用儿茶酚胺来对聚合物微球进行表面处理,儿茶酚胺发生氧化聚合生成聚儿茶酚胺层使聚合物微球表面活化,工艺非常简单,而且原料便宜,避免了现有技术中多步处理过程,极大的降低了制备成本。
本发明步骤(2)所述表面改性微球的表面生成了有良好附着能力和高活性的聚儿茶酚胺层,而儿茶酚胺类物质带有一个双羟基苯核和一个带氨基的侧链,这使得步骤(3)可以利用聚儿茶酚胺的活性集团如酚羟基、氨基对金属离子的吸附络合作用并利用氨基的还原性将金属离子还原成金属单质作为表面金属化的生长晶核,这大大拓宽了可以在聚合物微球表面沉积的金属种类,使得本发明提供制备方法不仅能得到镍层作为金属层的导电颗粒,还可以得到性能更加优良的导电粒子,例如银层作为金属层的导电粒子。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)中,制备聚合物微球的方法包括以下步骤:
(A)用碱性溶液对单体进行预处理,得到预处理过的单体;
(B)将分散剂、引发剂和反应溶剂混合,得到反应底液;
(C)将所述预处理过的单体和反应底液混合,在排出空气后加热进行反应,然后固液分离取固体,得到聚合物微球。
即,采用分散聚合的方法,制备高分子微球。
作为本发明优选的技术方案,步骤(A)所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液;
优选地,步骤(A)所述碱性溶液中,碱性物质的质量分数为5wt%-25wt%,优选为10wt%。
优选的,步骤(A)所述单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟丙脂、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯或二乙烯苯中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯的组合,甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸正丁酯的组合,苯乙烯和二乙烯苯的组合等。
优选的,步骤(A)中,所述预处理包括以下步骤:将碱性溶液和单体进行混合,静置使得油相与水相分层,排出水相,得到油相,对所述油相重复进行加入碱性溶液混合、静置分层和排出水相的操作,得到油相,所述油相为预处理过的单体。
优选地,步骤(A)所述预处理中,所述重复的次数为3次。
优选地,步骤(A)所述预处理中,所述碱性溶液和单体进行混合的过程中,单体的质量和碱性溶液的体积的固液比为0.1g/mL-0.5g/mL,例如0.1g/mL、0.2g/mL、0.3g/mL、0.4g/mL或0.5g/mL等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为0.33g/mL。
优选地,步骤(A)所述预处理中,所述混合的方法为震荡。
优选地,步骤(A)所述预处理在分液漏斗中进行。
优选地,步骤(A)所述预处理还包括:用水洗涤将油相洗涤至中性。
优选地,步骤(A)所述预处理中,所述油相置于冰箱中2℃-8℃下存放。
作为本发明优选的技术方案,步骤(B)中,所述分散剂包括聚乙烯醇和/或聚乙烯吡咯烷酮。本发明中,所述聚乙烯醇和/或聚乙烯吡咯烷酮是指可以为聚乙烯醇,也可以为聚乙烯吡咯烷酮,还可以为聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的组合。
优选地,步骤(B)所述反应底液中,分散剂的质量浓度为0.005g/mL-0.1g/mL,例如0.005g/mL、0.01g/mL、0.02g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.08g/mL或0.1g/mL等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为0.02g/mL。
优选地,步骤(B)所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰的组合,偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯的组合等。
优选地,步骤(B)所述反应底液中,引发剂的质量浓度为0.005g/mL-0.1g/mL,例如0.005g/mL、0.01g/mL、0.02g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.08g/mL或0.1g/mL等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为0.01g/mL。
优选地,步骤(B)所述反应溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:水和甲醇的组合,乙醇和异丙醇的组合,正丁醇和乙二醇的组合等。
优选地,步骤(B)所述将分散剂、引发剂和反应溶剂混合的过程中伴有搅拌。
优选地,所述搅拌为磁力搅拌。
优选地,所述搅拌的时间为10min-20min,例如10min、12min、14min、16min、18min或20min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为15min。
优选地,步骤(C)所述预处理过的单体和反应底液混合的方法为将预处理过的单体加入到反应底液中。
优选地,步骤(C)所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:5-1:10,例如1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为1:8。
优选地,步骤(C)所述排出空气的方法为通入氮气排出空气。
优选地,通入氮气的时间为30min。
优选地,步骤(C)所述加热进行反应的加热温度为50℃-80℃,例如50℃、60℃、70℃或80℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(C)所述加热进行反应的加热方法为油浴加热。
优选地,步骤(C)所述加热进行反应过程中进行搅拌。
优选地,所述搅拌为磁力搅拌。
优选地,所述搅拌的速率为100r/min-500r/min,例如100r/min、200r/min、300r/min、400r/min或500r/min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(C)所述加热进行反应的反应时间为15h-30h,例如15h、20h、24h、25h或30h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为24h。
优选地,步骤(C)所述固液分离的方法为离心分离。
优选地,所述离心分离的转速为5000r/min。
优选地,所述离心分离的时间为5min。
优选地,步骤(C)还包括:对固液分离得到的固体进行洗涤和干燥。
优选地,所述洗涤的方法为,用乙醇对固液分离得到的固体以5000r/min离心洗涤5min,重复3次。
优选地,所述干燥的方法为,将洗涤后的固体置于真空烘箱,以45℃加热24小时。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)中,所述儿茶酚胺包括去甲肾上腺素、肾上腺素或多巴胺中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:去甲肾上腺素和肾上腺素的组合,肾上腺素和多巴胺的组合,去甲肾上腺素和多巴胺的组合等。
优选地,步骤(2)所述表面处理的过程中,进行反应时伴有超声和/或搅拌,所述超声和/或搅拌是指可以为超声,也可以为搅拌,还可以为超声和搅拌的组合,即既进行超声又进行搅拌。
优选地,步骤(2)所述表面处理的过程中,进行反应的时间为0.5h-3h,例如0.5h、1h、2h或3h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为1h。
优选地,步骤(2)中,所述表面处理包括以下步骤:将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,进行反应,反应后固液分离取固体,得到表面改性微球,所述活化液的溶质主要由儿茶酚胺组成。
上述表面处理方法只需简单的一步反应即可实现,操作简单,避免了现有技术中多步处理过程,极大的降低了制备成本。上述表面处理活化聚合物微球的过程不需要使用有害及危险化学品,符合环保和安全的要求。
优选地,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为10g/L-30g/L,例如10g/L、15g/L、20g/L、25g/L或30g/L等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为20g/L。
优选地,所述活化液中,儿茶酚胺的浓度为1g/L-5g/L,例如1g/L、2g/L、3g/L、4g/L或5g/L等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为2g/L。
优选地,所述聚合物微球的质量与活化液中儿茶酚胺的质量之比为1:1-10:1,例如1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为5:1。
优选地,所述活化液的溶质还包括三羟甲基氨基甲烷。活化液中,三羟甲基氨基甲烷的作用为调节pH,起到pH缓冲作用。
优选地,所述活化液中,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.1g/L-1.5g/L,例如0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.8g/L、1g/L、1.2g/L或1.5g/L等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为0.5g/L。
优选地,所述固液分离的方法为离心分离。
优选地,所述表面处理还包括对固液分离得到的固体进行洗涤。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)中,对步骤(2)所述表面改性微球进行表面金属化的方法为在步骤(2)所述表面改性微球表面进行化学镀沉积金属。即,在具有化学活性的聚合物微球表面进行还原反应获得金属壳层。
优选地,所述化学镀沉积的金属包括金、银、铜或镍中的任意一种或至少两种的组合,典型但是非限制性的组合有:金和银的组合,银和铜的组合,铜和镍的组合等,优选为银。
优选地,所述化学镀的方法包括以下步骤:将化学镀液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,进行反应,反应后进行固液分离,得到的固体为所述导电粒子,所述化学镀液的溶质包括金属盐和还原剂。
优选地,所述金属盐包括:硝酸银、三氯化金、氯金酸、硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、氯化镍、硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍或氨基磺酸镍中的任意一种或至少两种的组合,优选为硝酸银。
优选地,所述还原剂包括硼氢化钠、硼烷、肼、次磷酸钠、葡萄糖或甲醛中的任意一种或至少两种的组合,优选为葡萄糖。
优选地,所述化学镀液中,金属盐与还原剂的质量比为0.4-1.25,例如0.4、0.8、1、1.1、1.2或1.25等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述化学镀液的溶质还包括络合剂。
优选地,所述络合剂包括氰化钠、乙二胺四甲叉磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨三乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾钠、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠、海藻酸钠或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述化学镀液的溶质还包括缓冲剂。
优选地,所述缓冲剂包括磷酸氢二钠、氯化铵、氨水、醋酸铵、醋酸钠、磷酸二氢钾或氢氧化钠中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述化学镀液的溶质还包括助剂。
优选地,所述助剂包括巯基丙醇、二巯基丙磺酸钠、三氧化二镧、或乙酰丙酮中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述化学镀液的溶剂包括水。
优选地,当沉积的金属为银时,所述化学镀液的溶质包括硝酸银、氨水、氢氧化钠和葡萄糖。
优选地,当沉积的金属为铜时,所述化学镀液的溶质包括硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钾钠和甲醛。
优选地,当沉积的金属为镍时,所述化学镀液的溶质包括硫酸镍、柠檬酸钠、醋酸钠和次磷酸钠。
所述表面改性微球的质量与化学镀液的体积的固液比为1g/L-10g/L,例如1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L或10g/L优选为5g/L。
优选地,所述化学镀的方法中,反应时伴有进行超声和/或搅拌,所述超声和/或搅拌是指可以为超声,也可以为搅拌,还可以为超声和搅拌的组合,即既进行超声又进行搅拌。
优选地,所述化学镀的方法中,反应的时间为20min-60min,例如20min、30min、40min、50min或60min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为30min;
优选地,所述固液分离为离心分离。
优选地,所述化学镀的方法还包括:对固液分离得到的固体进行洗涤。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案,所述方法包括以下步骤:
(1)制备聚合物微球:
(A)将质量浓度为10%wt的氢氧化钠溶液和单体在分液漏斗中进行震荡混合,单体质量与氢氧化钠溶液体积的固液比为0.33g/mL,静置使得油相与水相分层,排出水相,得到油相,对所述油相再重复进行加入碱性溶液混合、静置分层和排出水相的操作3次,对油相用水洗涤至中性,洗涤过的油相为预处理过的单体;
(B)将分散剂、引发剂和反应溶剂在磁力搅拌条件下混合15min,得到反应底液;其中,分散剂在所述反应底液中的质量浓度为0.02g/mL,引发剂在所述反应底液中的质量浓度为0.01g/mL;
(C)将预处理过的单体加入到反应底液中,所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:8,通入氮气30min排出空气,50℃-80℃油浴加热反应,以100r/min-500r/min的速率进行磁力搅拌,反应24小时,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤和干燥,得到聚合物微球;
(2)将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应时间1h,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤得到表面改性微球,所述活化液中,儿茶酚胺的浓度为2g/L,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.5g/L,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为20g/L,所述聚合物微球的质量与活化液中儿茶酚胺的质量之比为5:1;
(3)将化学镀液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应30min,反应后进行离心分离,对得到的固体进行洗涤得到所述导电粒子,所述化学镀液的溶质由硝酸银、氨水、氢氧化钠和葡萄糖组成,所述硝酸银和葡萄糖的质量比为0.4,所述表面改性微球的质量与化学镀液的体积的固液比为5g/L。
第三方面,本发明提供一种如第一方面所述导电粒子的用途,所述导电粒子用于各向异性导电胶的制备。本发明提供的导电粒子的金属层可选金属种类比较多,因此当使用一些镍以外的金属,比如用银时,导电粒子的性能比用镍作为金属层更加优良,特别适用于各向异性导电胶的制备。
与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明提供的导电粒子可实现较好的导电性和抗氧化能力,电阻率低,并且可换用其他金属来消除金属镍带来的铁磁性影响,当使用银层作为导电粒子的金属层时,所述导电粒子的导电性和抗氧化性更加优良;
(2)本发明提供的制备方法通过用儿茶酚胺对聚合物微球进行表面处理,不但拓宽了可以在聚合物微球表面沉积的金属种类,而且极大地简化了导电粒子的制备工艺,不需要使用有害或危险的化学品,符合环保要求,并且反应过程中,表面处理活化聚合物微球仅需要一步反应,反应条件温和,步骤简单,具有大规模生产前景。
附图说明
图1为现有技术中的核壳导电粒子的结构示意图;
图2为现有技术中的各向异性导电胶结构示意图;
图3为本发明实施例1制备导电粒子的工艺流程图;
图4为本发明实施例1的步骤(1)制备的聚合物微球的扫描电子显微镜图片;
图5为本发明实施例1的步骤(1)制备的聚合物微球的动态光散射粒径分布图;
图6为本发明实施例1的步骤(2)制备的表面改性微球的扫描电子显微镜图片;
图7为本发明实施例1的步骤(2)制备的表面改性微球的扫描电子显微镜图片;
图8为本发明实施例1的步骤(3)最终得到的导电粒子的扫描电子显微镜图片;
图9为本发明实施例1的步骤(3)最终得到的导电粒子的XRD图谱;
其中,1-金属层,2-聚合物微球,3-聚合物基体,4-导电粒子,5-聚儿茶酚胺层。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例:
实施例1
本实施例提供了一种导电粒子的制备方法,其具体方法为:
(1)制备聚合物微球:
(A)将15mL质量浓度为10%wt的氢氧化钠溶液和5g甲基丙烯酸甲酯(单体)在50mL分液漏斗中进行震荡混合,甲基丙烯酸甲酯质量与氢氧化钠溶液体积的固液比为0.33g/mL,静置使得油相与水相分层,从下部排出水相,得到油相,对所述油相再重复进行加入15mL质量浓度为10%wt的氢氧化钠溶液混合、静置分层和排出水相的操作3次,对油相用去离子水洗涤至中性,洗涤过的油相从上口取出即为预处理过的单体,将预处理过的单体置于冰箱中6℃保存;
(B)将1g分散剂聚乙烯吡咯烷酮、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和50mL反应溶剂水置于50ml两口反应瓶中,在磁力搅拌条件下混合15min,得到反应底液;其中,分散剂聚乙烯吡咯烷酮在所述反应底液中的质量浓度为0.02g/mL,引发剂偶氮二异丁腈在所述反应底液中的质量浓度为0.01g/mL;
(C)将预处理过的单体加入到步骤(B)得到的反应底液中,所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:8,通入氮气30min排出空气,65℃油浴加热反应,以300r/min的速率进行磁力搅拌,反应24小时,反应后5000r/min离心分离5min,倒掉上清液,加入无水乙醇分散均匀并以5000r/min离心5min,重复上述步骤3次,对得到的固体置于真空烘箱,45℃加热24小时进行干燥,得到聚合物微球2。
(2)将步骤(1)所述聚合物微球2与活化液混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应时间1h,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤得到表面改性微球,所述活化液由多巴胺(儿茶酚胺)、三羟甲基氨基甲烷和去离子水组成,活化液中,多巴胺的浓度为2g/L,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.5g/L,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为20g/L,所述聚合物微球的质量与活化液中多巴胺的质量之比为5:1。
(3)将化学镀银液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应30min,反应后进行离心分离,对得到的固体进行洗涤得到所述导电粒子。所述化学镀银液的溶质由硝酸银、氨水、氢氧化钠和葡萄糖组成,溶剂为水,所述化学镀银液中,硝酸银的质量浓度为2g/L,氨水的体积浓度为10mL/L,氢氧化钠的质量浓度为0.1g/L,葡萄糖的质量浓度为5g/L,所述硝酸银和葡萄糖的质量比为0.4,所述表面改性微球的质量与化学镀银液的体积的固液比为5g/L。
图3为本实施例制备导电粒子的工艺流程图。如图所示,先将单体(甲基丙烯酸甲酯)聚合制得聚合物微球2;再对聚合物微球2进行表面活化处理,得到表面改性微球,所述表面改性微球由聚合物微球2和包覆在聚合物微球2表面的聚儿茶酚胺层5组成,聚儿茶酚胺层5上具有羟基和氨基;再表面改性微球上沉积金属,最终得到导电粒子,所述导电粒子由聚合物微球2、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层5和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层1组成。
本实施例制备得到的导电粒子中,聚合物微球为聚甲基丙烯酸甲酯微球,聚合物微球的粒径为3μm;聚儿茶酚胺层为聚多巴胺层,聚儿茶酚胺层的厚度为50nm;金属层为银层,金属层的厚度为200nm。
本实施例制备得到的导电粒子的电阻率为10-6Ω.cm-10-5Ω.cm,抗氧化性能优异,可消除金属镍带来的铁磁性影响。
图4为本实施例步骤(1)制备的聚合物微球的扫描电子显微镜图片,由该图可以看出制备的聚合物微球表面光滑,粒径适中,单分散性好,满足后续处理要求。
图5为本实施例步骤(1)制备的聚合物微球的动态光散射粒径分布图,由该图可以看出聚合物微球粒径呈正态分布,无极大极小尺寸粒子,单分散性较好。
图6为本实施例步骤(2)制备的表面改性微球的扫描电子显微镜图片,由该图可以看出聚合物微球经过表面改性包裹一层活性聚合物层,表面粗糙度增加。
图7为本实施步骤(2)制备的表面改性微球的扫描电子显微镜图片,该图的放大倍数比图6更高,由该图可以看出活性聚合物层具有突起状结构,连续成膜。
图8为本实施例步骤(3)最终得到的导电粒子的扫描电子显微镜图片,由该图可以看出聚合物微球经过表面处理包覆金属导电层。
图9为本实施例步骤(3)最终得到的导电粒子的XRD图谱,由该图可以看出聚合物表面沉积物为金属单质银层,无氧化物生成。
实施例2
本实施例提供了一种导电粒子的制备方法,其具体方法为:
(1)制备聚合物微球:
(A)将15mL质量浓度为5%wt的氢氧化钠溶液和1.5g苯乙烯(单体)在50mL分液漏斗中进行震荡混合,苯乙烯质量与氢氧化钠溶液体积的固液比为0.1g/mL,静置使得油相与水相分层,从下部排出水相,得到油相,对所述油相再重复进行加入15mL质量浓度为5%wt的氢氧化钠溶液混合、静置分层和排出水相的操作3次,对油相用去离子水洗涤至中性,洗涤过的油相从上口取出即为预处理过的单体,将预处理过的单体置于冰箱中2℃保存;
(B)将0.05g分散剂聚乙烯吡咯烷酮、0.05g引发剂过氧化苯甲酰和50mL反应溶剂水置于50ml两口反应瓶中,在磁力搅拌条件下混合10min,得到反应底液;其中,分散剂聚乙烯吡咯烷酮在所述反应底液中的质量浓度为0.001g/mL,引发剂过氧化苯甲酰在所述反应底液中的质量浓度为0.001g/mL;
(C)将预处理过的单体加入到步骤(B)得到的反应底液中,所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:10,通入氮气30min排出空气,80℃油浴加热反应,以100r/min的速率进行磁力搅拌,反应15小时,反应后5000r/min离心分离5min,倒掉上清液,加入无水乙醇分散均匀并以5000r/min离心5min,重复上述步骤3次,对得到的固体置于真空烘箱,45℃加热24小时进行干燥,得到聚合物微球。
(2)将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应时间0.5h,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤得到表面改性微球,所述活化液由多巴胺(儿茶酚胺)、三羟甲基氨基甲烷和去离子水组成,活化液中,多巴胺的浓度为1g/L,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.1g/L,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为20g/L,所述聚合物微球的质量与活化液中多巴胺的质量之比为5:1。
(3)将化学镀银液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应20min,反应后进行离心分离,对得到的固体进行洗涤得到所述导电粒子。所述化学镀银液的溶质由硝酸银、氨水、氢氧化钠和葡萄糖组成,溶剂为水,所述化学镀银液中,硝酸银的质量浓度为2g/L,氨水的体积浓度为10mL/L,氢氧化钠的质量浓度为0.1g/L,葡萄糖的质量浓度为2g/L,所述硝酸银和葡萄糖的质量比为1,所述表面改性微球的质量与化学镀银液的体积的固液比为5g/L。
本实施例制备得到的导电粒子由聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层组成。聚合物微球为聚苯乙烯微球,聚合物微球的粒径为2.5μm;聚儿茶酚胺层为聚多巴胺层,聚儿茶酚胺层的厚度为50nm;金属层为银层,金属层的厚度为200nm。
本实施例制备得到的导电粒子的电阻率为10-6Ω.cm-10-5Ω.cm,抗氧化性能优异,可消除金属镍带来的铁磁性影响。
实施例3
本实施例提供了一种导电粒子的制备方法,其具体方法为:
(1)制备聚合物微球:
(A)将15mL质量浓度为25%wt的氢氧化钠溶液和7.5g甲基丙烯酸异丁酯(单体)在50mL分液漏斗中进行震荡混合,甲基丙烯酸异丁酯质量与氢氧化钠溶液体积的固液比为0.1g/mL,静置使得油相与水相分层,从下部排出水相,得到油相,对所述油相再重复进行加入15mL质量浓度为25%wt的氢氧化钠溶液混合、静置分层和排出水相的操作3次,对油相用去离子水洗涤至中性,洗涤过的油相从上口取出即为预处理过的单体,将预处理过的单体置于冰箱中8℃保存;
(B)将5g分散剂聚乙烯醇、5g引发剂偶氮二异庚腈和50mL反应溶剂乙醇置于50ml两口反应瓶中,在磁力搅拌条件下混合20min,得到反应底液;其中,分散剂聚乙烯醇在所述反应底液中的质量浓度为0.1g/mL,引发剂偶氮二异庚腈在所述反应底液中的质量浓度为0.1g/mL;
(C)将预处理过的单体加入到步骤(B)得到的反应底液中,所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:8,通入氮气30min排出空气,50℃油浴加热反应,以500r/min的速率进行磁力搅拌,反应30小时,反应后5000r/min离心分离5min,倒掉上清液,加入无水乙醇分散均匀并以5000r/min离心5min,重复上述步骤3次,对得到的固体置于真空烘箱,45℃加热24小时进行干燥,得到聚合物微球。
(2)将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应时间3h,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤得到表面改性微球,所述活化液由去甲肾上腺素(儿茶酚胺)、三羟甲基氨基甲烷和去离子水组成,活化液中,去甲肾上腺素的浓度为5g/L,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.5g/L,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为10g/L,所述聚合物微球的质量与活化液中去甲肾上腺素的质量之比为1:1。
(3)将化学镀铜液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应60min,反应后进行离心分离,对得到的固体进行洗涤得到所述导电粒子。所述化学镀铜液的溶质由硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钾钠、二巯基丙磺酸钠和甲醛组成,溶剂为水,所述化学镀银液中,硫酸铜的质量浓度为15g/L,乙二胺四乙酸二钠的质量浓度为30mL/L,酒石酸钾钠的质量浓度为15g/L,二巯基丙磺酸钠的质量浓度为1g/L,甲醛的体积浓度为20mL/L,所述表面改性微球的质量与化学镀铜液的体积的固液比为10g/L。
本实施例制备得到的导电粒子由聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层组成。聚合物微球为聚甲基丙烯酸异丁酯微球,聚合物微球的粒径为2μm;聚儿茶酚胺层为聚去甲肾上腺素层,聚儿茶酚胺层的厚度为80nm;金属层为铜层,金属层的厚度为1000nm。
本实施例制备得到的导电粒子的电阻率为10-5Ω.cm-10-4Ω.cm,抗氧化性能较好,可消除金属镍带来的铁磁性影响。
实施例4
本实施例提供了一种导电粒子的制备方法,其具体方法为:
(1)制备聚合物微球:
(A)将15mL质量浓度为10%wt的氢氧化钠溶液和5g甲基丙烯酸甲酯(单体)在50mL分液漏斗中进行震荡混合,甲基丙烯酸甲酯质量与氢氧化钠溶液体积的固液比为0.33g/mL,静置使得油相与水相分层,从下部排出水相,得到油相,对所述油相再重复进行加入15mL质量浓度为10%wt的氢氧化钠溶液混合、静置分层和排出水相的操作3次,对油相用去离子水洗涤至中性,洗涤过的油相从上口取出即为预处理过的单体,将预处理过的单体置于冰箱中6℃保存;
(B)将1g分散剂聚乙烯吡咯烷酮、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和50mL反应溶剂水置于50ml两口反应瓶中,在磁力搅拌条件下混合15min,得到反应底液;其中,分散剂聚乙烯吡咯烷酮在所述反应底液中的质量浓度为0.02g/mL,引发剂偶氮二异丁腈在所述反应底液中的质量浓度为0.01g/mL;
(C)将预处理过的单体加入到步骤(B)得到的反应底液中,所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:5,通入氮气30min排出空气,65℃油浴加热反应,以300r/min的速率进行磁力搅拌,反应24小时,反应后5000r/min离心分离5min,倒掉上清液,加入无水乙醇分散均匀并以5000r/min离心5min,重复上述步骤3次,对得到的固体置于真空烘箱,45℃加热24小时进行干燥,得到聚合物微球。
(2)将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应时间1h,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤得到表面改性微球,所述活化液由肾上腺素(儿茶酚胺)、三羟甲基氨基甲烷和去离子水组成,活化液中,肾上腺素的浓度为2g/L,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.5g/L,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为30g/L,所述聚合物微球的质量与活化液中肾上腺素的质量之比为10:1。
(3)将化学镀镍液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应30min,反应后进行离心分离,对得到的固体进行洗涤得到所述导电粒子。所述化学镀镍液的溶质由硫酸镍、柠檬酸钠、醋酸钠和次磷酸钠组成,溶剂为水,所述化学镀镍液中,硫酸镍的质量浓度为25g/L,柠檬酸钠的质量浓度为15mL/L,醋酸钠的质量浓度为15g/L,次磷酸钠的质量浓度为20g/L,所述硫酸镍和次磷酸钠的质量比为1.25,所述表面改性微球的质量与化学镀镍液的体积的固液比为1g/L。
本实施例制备得到的导电粒子由聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层组成。聚合物微球为聚甲基丙烯酸甲酯微球,聚合物微球的粒径为3μm;聚儿茶酚胺层为聚肾上腺素层,聚儿茶酚胺层的厚度为50nm;金属层为镍层,金属层的厚度为100nm。
本实施例制备得到的导电粒子的电阻率为10-5Ω.cm-10-4Ω.cm。
对比例1
本对比例的具体方法参照实施例1,区别在于,本对比例不进行步骤(2)的操作,即不用儿茶酚胺对聚合物微球进行表面活化处理,直接进行步骤(3)的化学镀银操作。
其结果为,未经儿茶酚胺进行表面处理的聚合物微球表面没有活性基团,无法在聚合物微球上有效地沉积银层,无法得到具有应用价值的导电粒子。
综合上述实施例和对比例可知,本发明提供的导电粒子的制备方法因为用儿茶酚胺对聚合物微球进行表面处理使其活化,所以可以方便地进行后续的金属层沉积,并且扩展了能够沉积的金属种类,使得本发明提供的导电粒子可实现较好的导电性和抗氧化能力,还可换用其他金属来消除金属镍带来的铁磁性影响,当使用银层作为导电粒子的金属层时,所述导电粒子的导电性和抗氧化性更加优良。对比例没有采用本发明的方案,因而无法取得本发明的效果。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (87)
1.一种导电粒子,其特征在于,所述导电粒子包括聚合物微球、包覆在聚合物微球表面的聚儿茶酚胺层和包覆在聚儿茶酚胺层表面的金属层;
所述导电粒子采用如下方法进行制备,所述制备的方法包括以下步骤:
(1)制备聚合物微球;
(2)用儿茶酚胺对步骤(1)所述聚合物微球进行表面处理,得到表面改性微球;
(3)对步骤(2)所述表面改性微球进行表面金属化,得到所述导电粒子;
其中,步骤(2)所述表面处理的过程中,进行反应时伴有超声和/或搅拌,进行反应的时间为0.5h-3h;
步骤(2)中,所述表面处理包括以下步骤:将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,进行反应,反应后固液分离取固体,得到表面改性微球,所述活化液的溶质主要由儿茶酚胺组成;
所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为10g/L-30g/L;所述活化液中,儿茶酚胺的浓度为1g/L-5g/L;所述聚合物微球的质量与活化液中儿茶酚胺的质量之比为1:1-10:1;所述活化液的溶质还包括三羟甲基氨基甲烷;所述活化液中,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.1g/L-1.5g/L。
2.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述聚合物微球的粒径为2μm-20μm。
3.根据权利要求2所述的导电粒子,其特征在于,所述聚合物微球的粒径为3μm。
4.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸羟丙脂、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚丙烯酸正丁酯、聚苯乙烯或聚二乙烯基苯中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述聚儿茶酚胺层的厚度为10nm-500nm。
6.根据权利要求5所述的导电粒子,其特征在于,所述聚儿茶酚胺层的厚度为50nm。
7.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述聚儿茶酚胺包括聚去甲肾上腺素、聚肾上腺素或聚多巴胺中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述金属层的厚度为50nm-1000nm。
9.根据权利要求8所述的导电粒子,其特征在于,所述金属层的厚度为200nm。
10.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述金属包括金、银、铜或镍中的任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(1)中,制备聚合物微球的方法包括以下步骤:
(A)用碱性溶液对单体进行预处理,得到预处理过的单体;
(B)将分散剂、引发剂和反应溶剂混合,得到反应底液;
(C)将所述预处理过的单体和反应底液混合,在排出空气后加热进行反应,然后固液分离取固体,得到聚合物微球。
12.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液。
13.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述碱性溶液中,碱性物质的质量分数为5wt%-25wt%。
14.根据权利要求13所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述碱性溶液中,碱性物质的质量分数为10wt%。
15.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟丙脂、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯或二乙烯苯中的任意一种或至少两种的组合。
16.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)中,所述预处理包括以下步骤:将碱性溶液和单体进行混合,静置使得油相与水相分层,排出水相,得到油相,对所述油相重复进行加入碱性溶液混合、静置分层和排出水相的操作,得到油相,所述油相为预处理过的单体。
17.根据权利要求16所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理中,所述重复的次数为3次。
18.根据权利要求16所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理中,所述碱性溶液和单体进行混合的过程中,单体的质量和碱性溶液的体积的固液比为0.1g/mL-0.5g/mL。
19.根据权利要求18所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理中,所述碱性溶液和单体进行混合的过程中,单体的质量和碱性溶液的体积的固液比为0.33g/mL。
20.根据权利要求16所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理中的混合的方法为震荡。
21.根据权利要求16所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理在分液漏斗中进行。
22.根据权利要求16所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理还包括:用水洗涤将油相洗涤至中性。
23.根据权利要求16所述的导电粒子,其特征在于,步骤(A)所述预处理中,所述油相置于冰箱中2℃-8℃下存放。
24.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)中,所述分散剂包括聚乙烯醇和/或聚乙烯吡咯烷酮。
25.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述反应底液中,分散剂的质量浓度为0.001g/mL-0.1g/mL。
26.根据权利要求25所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述反应底液中,分散剂的质量浓度为0.02g/mL。
27.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合。
28.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述反应底液中,引发剂的质量浓度为0.001g/mL-0.1g/mL。
29.根据权利要求28所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述反应底液中,引发剂的质量浓度为0.01g/mL。
30.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述反应溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
31.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述将分散剂、引发剂和反应溶剂混合的过程中伴有搅拌。
32.根据权利要求31所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述搅拌为磁力搅拌。
33.根据权利要求31所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述搅拌的时间为10min-20min。
34.根据权利要求33所述的导电粒子,其特征在于,步骤(B)所述搅拌的时间为15min。
35.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述预处理过的单体和反应底液混合的方法为将预处理过的单体加入到反应底液中。
36.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:5-1:10。
37.根据权利要求36所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:8。
38.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述排出空气的方法为通入氮气排出空气。
39.根据权利要求38所述的导电粒子,其特征在于,通入氮气的时间为30min。
40.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述加热进行反应的加热温度为50℃-80℃。
41.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述加热进行反应的加热方法为油浴加热。
42.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述加热进行反应过程中进行搅拌。
43.根据权利要求42所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述搅拌为磁力搅拌。
44.根据权利要求42所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述搅拌的速率为100r/min-500r/min。
45.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述加热进行反应的反应时间为15h-30h。
46.根据权利要求45所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述加热进行反应的反应时间为24h。
47.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述固液分离的方法为离心分离。
48.根据权利要求47所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述离心分离的转速为5000r/min。
49.根据权利要求47所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述离心分离的时间为5min。
50.根据权利要求11所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)还包括:对固液分离得到的固体进行洗涤和干燥。
51.根据权利要求50所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述洗涤的方法为,用乙醇对固液分离得到的固体以5000r/min离心洗涤5min,重复3次。
52.根据权利要求50所述的导电粒子,其特征在于,步骤(C)所述干燥的方法为,将洗涤后的固体置于真空烘箱,以45℃加热24小时。
53.根据权利要求10所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)中,所述儿茶酚胺包括去甲肾上腺素、肾上腺素或多巴胺中的任意一种或至少两种的组合。
54.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述表面处理的过程中,进行反应的时间为1h。
55.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为20g/L。
56.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述活化液中,儿茶酚胺的浓度为2g/L。
57.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述聚合物微球的质量与活化液中儿茶酚胺的质量之比为5:1。
58.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述活化液中,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.5g/L。
59.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述固液分离的方法为离心分离。
60.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(2)所述表面处理还包括对固液分离得到的固体进行洗涤。
61.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,步骤(3)中,对步骤(2)所述表面改性微球进行表面金属化的方法为在步骤(2)所述表面改性微球表面进行化学镀沉积金属。
62.根据权利要求61所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀沉积的金属包括金、银、铜或镍中的任意一种或至少两种的组合。
63.根据权利要求61所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀的方法包括以下步骤:将化学镀液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,进行反应,反应后进行固液分离,得到的固体为所述导电粒子,所述化学镀液的溶质包括金属盐和还原剂。
64.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述金属盐包括:硝酸银、三氯化金、氯金酸、硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、氯化镍、硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍或氨基磺酸镍中的任意一种或至少两种的组合。
65.根据权利要求64所述的导电粒子,其特征在于,所述金属盐为硝酸银。
66.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述还原剂包括硼氢化钠、硼烷、肼、次磷酸钠、葡萄糖或甲醛中的任意一种或至少两种的组合。
67.根据权利要求66所述的导电粒子,其特征在于,所述还原剂为葡萄糖。
68.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀液中,金属盐与还原剂的质量比为0.4-1.25。
69.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀液的溶质还包括络合剂。
70.根据权利要求69所述的导电粒子,其特征在于,所述络合剂包括氰化钠、乙二胺四甲叉磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨三乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾钠、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠、海藻酸钠或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
71.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀液的溶质还包括缓冲剂。
72.根据权利要求71所述的导电粒子,其特征在于,所述缓冲剂包括磷酸氢二钠、氯化铵、氨水、醋酸铵、醋酸钠、磷酸二氢钾或氢氧化钠中的任意一种或至少两种的组合。
73.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀液的溶质还包括助剂。
74.根据权利要求73所述的导电粒子,其特征在于,所述助剂包括巯基丙醇、二巯基丙磺酸钠、三氧化二镧、或乙酰丙酮中的任意一种或至少两种的组合。
75.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀液的溶剂包括水。
76.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,当沉积的金属为银时,所述化学镀液的溶质包括硝酸银、氨水、氢氧化钠和葡萄糖。
77.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,当沉积的金属为铜时,所述化学镀液的溶质包括硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钾钠和甲醛。
78.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,当沉积的金属为镍时,所述化学镀液的溶质包括硫酸镍、柠檬酸钠、醋酸钠和次磷酸钠。
79.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述表面改性微球的质量与化学镀液的体积的固液比为1g/L-10g/L。
80.根据权利要求79所述的导电粒子,其特征在于,所述表面改性微球的质量与化学镀液的体积的固液比为5g/L。
81.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀的方法中,反应时伴有进行超声和/或搅拌。
82.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀的方法中,反应的时间为20min-60min。
83.根据权利要求82所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀的方法中,反应的时间为30min。
84.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀的方法中所述固液分离为离心分离。
85.根据权利要求63所述的导电粒子,其特征在于,所述化学镀的方法还包括:对固液分离得到的固体进行洗涤。
86.根据权利要求1所述的导电粒子,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)制备聚合物微球:
(A)将质量浓度为10%wt的氢氧化钠溶液和单体在分液漏斗中进行震荡混合,单体质量与氢氧化钠溶液体积的固液比为0.33g/mL,静置使得油相与水相分层,排出水相,得到油相,对所述油相再重复进行加入碱性溶液混合、静置分层和排出水相的操作3次,对油相用水洗涤至中性,洗涤过的油相为预处理过的单体;
(B)将分散剂、引发剂和反应溶剂在磁力搅拌条件下混合15min,得到反应底液;其中,分散剂在所述反应底液中的质量浓度为0.02g/mL,引发剂在所述反应底液中的质量浓度为0.01g/mL;
(C)将预处理过的单体加入到反应底液中,所述预处理过的单体和反应底液的体积比为1:8,通入氮气30min排出空气,50℃-80℃油浴加热反应,以100r/min-500r/min的速率进行磁力搅拌,反应24小时,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤和干燥,得到聚合物微球;
(2)将步骤(1)所述聚合物微球与活化液混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应时间1h,反应后离心分离,对得到的固体进行洗涤得到表面改性微球,所述活化液中,儿茶酚胺的浓度为2g/L,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.5g/L,所述聚合物微球的质量与活化液的体积的固液比为20g/L,所述聚合物微球的质量与活化液中儿茶酚胺的质量之比为5:1;
(3)将化学镀液与步骤(2)中所述表面改性微球混合,在超声和搅拌的条件下进行反应,反应30min,反应后进行离心分离,对得到的固体进行洗涤得到所述导电粒子,所述化学镀液的溶质由硝酸银、氨水、氢氧化钠和葡萄糖组成,所述硝酸银和葡萄糖的质量比为0.4,所述表面改性微球的质量与化学镀液的体积的固液比为5g/L。
87.根据权利要求1-11任一项所述的导电粒子的用途,其特征在于,所述导电粒子用于各向异性导电胶的制备。
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