CN110172277A - 一种低电阻值的导电材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低电阻值的导电材料，属于导电材料技术领域。本发明的导电材料包括如下组分：树脂10～50wt％、固化剂1～10wt％、导电粉50～80wt％、溶剂1～15wt％、颜料0～5wt％、助剂0.5～3wt％。以上组分按照如下方法制备：按照配方量称取各组分，将树脂、固化剂和部分溶剂混合均匀后，搅拌直至物料完全溶解；加入颜料、助剂和剩余溶剂搅拌混合均匀，最后加入导电粉搅拌混合均匀后即得所述导电材料。本发明的导电材料单位电阻值低、附着力好、耐热性好，成本低，具有广阔的应用前景。

Description

一种低电阻值的导电材料
技术领域
本发明涉及导电材料技术领域，具体涉及一种低电阻值的导电材料。
背景技术
导电型粉末材料是指喷涂于底材上成膜后具有一定传导电流和消散电荷的功能型粉末涂料，用于消除静电、电磁屏蔽、电加热和防腐蚀，在现代电子、建筑、运输、军事等各个领域具有广泛的用途。
导电粉末材料的使用效果明显，但是，随着工业的日新月异，对导电粉末材料的要求也越来越高，早先开发出的导电粉末材料暴露出的问题也越来越多：以银粉为基础的传统导电材料导电性好，但是其价格昂贵、成本高、应用面小，主要应用于各种高端面板、3C产品、航空航天等在高端产品领域；以炭黑为基础的普通导电材料，其本身电阻大、附着差、应用有限。
因此有必要开发一种成本低、电阻小、附着力好、可广泛应用的导电材料来改善目前暴露出的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低电阻值的导电材料及其制备方法，本发明的导电材料单位电阻值低、附着力好、耐热性好，成本低，具有广阔的应用前景。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下组分：树脂10～50wt％、固化剂1～10wt％、导电粉50～80wt％、溶剂1～15wt％、颜料0～5wt％、助剂0.5～3wt％。
作为本发明优选的实施方式，所述树脂选自热固性丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少一种；如同德化工生产的热固性丙烯酸树脂和聚酯树脂、江苏三木化工生产的环氧树脂、无锡树脂厂生产的环氧树脂。
作为本发明优选的实施方式，所述导电粉选自铜粉、银粉、导电炭黑、镍粉中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述固化剂为全甲醚化氨基树脂(如氰特303氨基树脂)、异氰酸酯固化剂(如拜耳N-75)、双氰胺类固化剂(如CVC公司的OMICURE DDA10)、咪唑(如巴斯夫生产的1-甲基咪唑)中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、异氟尔酮、DBE溶剂中的一种。
作为本发明优选的实施方式，所述颜料为炭黑或钛白粉。
作为本发明优选的实施方式，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、增白剂的至少一中。
作为本发明优选的实施方式，所述流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸酯流平剂；所述消泡剂为非有机硅消泡剂或有机硅消泡剂；所述分散剂为聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂或有机硅嵌段共聚物分散剂。
本发明还提供了如上所述的低电阻值的导电材料的制备方法，其包括以下步骤：按照配方量称取各组分，将树脂、固化剂和部分溶剂混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解；加入颜料、助剂和剩余溶剂以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入导电粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀后即得所述导电材料。
本发明所述的导电材料的涂布固化工艺流程如下：
将本发明的导电材料丝印至基板，丝印厚度12～18um---固化---性能测试---完成。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所述的导电材料采用优质的树脂和导电粉与固化剂配合作为连接料主体，使得单位电阻值低，附着力好、耐热性好，耐黄变，耐化学品性能好，对酸、碱、醇、油等稳定，具有广阔的应用前景；与现有技术相比，成本大大低于银浆导电材料、性能优于目前通行的普通导电材料，可广泛应用于航空、航天、电子等新材料应用领域。本发明的制备方法具有生产工艺流程简单、成本低、流平性好、固含量高的优点，能够有效改善电子行业对环境的污染，改善环境，节省能源。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种低电阻值的导电材料，其包括如下组分：树脂10～50wt％、固化剂1～10wt％、导电粉50～80wt％、溶剂1～15wt％、颜料0～5wt％、助剂0.5～3wt％。
上述配方中，树脂选自热固性丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少一种，优选环氧树脂。导电粉选自铜粉、银粉、导电炭黑、镍粉中的至少一种，优选铜粉。固化剂为全甲醚化氨基树脂、异氰酸酯固化剂、双氰胺类固化剂、咪唑中的至少一种，优选双氰胺类固化剂。溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、异氟尔酮、DBE溶剂中的一种，优选为异氟尔酮。颜料为炭黑或钛白粉。助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、增白剂的至少一中。流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸酯流平剂；消泡剂为非有机硅消泡剂或有机硅消泡剂；分散剂为聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂或有机硅嵌段共聚物分散剂。
实施例1：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：环氧树脂30％，双氰胺类固化剂4％，铜粉60％，异氟尔酮4％，钛白粉1％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.5％，非有机硅消泡剂0.1％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将环氧树脂、双氰胺类固化剂和部分异氟尔酮混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入颜料、助剂和剩余异氟尔酮以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入导电粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例1制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于160℃的温度下烘烤15min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：15欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例2：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：环氧树脂20％，双氰胺类固化剂3％，咪唑0.5％，铜粉55％，镍粉14％，异氟尔酮5.5％，炭黑1％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑和部分异氟尔酮混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余异氟尔酮以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入导电粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例2制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于150℃的温度下烘烤30min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：12欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例3：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：热固性丙烯酸树脂10％，聚酯树脂14％，氰特303氨基树脂2.7％，咪唑0.3％，铜粉50％，银粉20％，DBE溶剂2.0％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将丙烯酸树脂、聚酯树脂、氰特303氨基树脂、咪唑和部分DBE溶剂混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余DBE溶剂以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入铜粉和银粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例3制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于170℃的温度下烘烤15min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：8欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例4：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：热固性丙烯酸树脂30％，氰特303氨基树脂5.0％，铜粉50％，导电炭黑10％，乙二醇单丁醚4.0％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将丙烯酸树脂、氰特303氨基树脂和部分乙二醇单丁醚混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余乙二醇单丁醚以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入铜粉和导电炭黑以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例4制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于180℃的温度下烘烤12min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：30欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例5：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：聚酯树脂25％，氰特303氨基树脂5.0％，银粉15％，铜粉50％，DBE溶剂4.0％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将聚酯树脂、氰特303氨基树脂和部分DBE溶剂混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余DBE溶剂以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入铜粉和银粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例5制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于180℃的温度下烘烤12min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：9欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例6：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：环氧树脂20％，咪唑2.0％，银粉10％，铜粉60％，DBE溶剂7.0％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将环氧树脂、咪唑和部分DBE溶剂混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余DBE溶剂以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入铜粉和银粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例6制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于160℃的温度下烘烤20min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：6欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例7：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：聚氨酯树脂30％，异氰酸酯固化剂3％，银粉10％，导电炭黑50％，DBE溶剂5.0％，钛白粉1％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将聚氨酯树脂、异氰酸酯固化剂和部分DBE溶剂混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余DBE溶剂以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入导电炭黑和银粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度，测试合格后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例7制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于180℃的温度下烘烤10min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：15欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
实施例8：
一种低电阻值的导电材料，其包括如下按重量百分数计的各组分：环氧树脂20％，双氰胺类固化剂4％，铜粉10％，银粉10％，导电炭黑50％，异氟尔酮4.0％，炭黑1％，聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂0.4％，非有机硅消泡剂0.2％，丙烯酸酯流平剂0.4％。
以上导电材料的制备方法包括如下步骤：
按照配方量称取各组分，将环氧树脂、双氰胺类固化剂和部分异氟尔酮混合均匀并以300rpm的转速搅拌30min后，再以1000rpm的转速搅拌60min直至物料完全溶解，静置30min；加入助剂和剩余异氟尔酮以600rpm的转速搅拌20～30min直至混合均匀，最后加入铜粉、导电炭黑和银粉以低于300rpm的转速搅拌60min，混合均匀、调节好粘度，测试合格后即得所述导电材料。
电阻测试：将实施例8制备好的导电材料涂层导电材料丝印于基板上，丝印厚度约12～18um，于160℃的温度下烘烤15min，采用万用表直接测试其电阻值，选取3个不同位置测试其电阻值，取其平均值为所测材料的电阻值。
附着力测试：按国标GB/T 9286-88进行测定附着力。
性能测试结果如下：附着力：一级，电阻(1CM)：13欧姆，由此可见采用本实施例的导电材料制得的基板单位电阻值低，附着力好、耐热性好。
综上所述，本发明的导电材料单位电阻值低，附着力好、耐热性好，耐黄变，耐化学品性能好，对酸、碱、醇、油等稳定，具有广阔的应用前景；与现有技术相比，成本大大低于银浆导电材料、性能优于目前通行的普通导电材料，实用简单，可广泛应用于航空、航天、电子等新材料应用领域。本发明的制备方法具有生产工艺流程简单、成本低、流平性好、固含量高的优点，能够有效改善电子行业对环境的污染，节省能源，改善工业区周边生活环境，造福于民。采用本发明的导电材料制作线路板，对比过去传统线路板覆铜板生产工艺，极大的简化了生产工艺流程；大幅降低了线路板的总成本。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种低电阻值的导电材料，其特征在于：包括如下组分：树脂10～50wt％、固化剂1～10wt％、导电粉50～80wt％、溶剂1～15wt％、颜料0～5wt％、助剂0.5～3wt％。
2.根据权利要求1所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述树脂选自热固性丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述导电粉选自铜粉、银粉、导电炭黑、镍粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述固化剂为全甲醚化氨基树脂、异氰酸酯固化剂、双氰胺类固化剂、咪唑中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、异氟尔酮、DBE溶剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述颜料为炭黑或钛白粉。
7.根据权利要求1所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、增白剂的至少一中。
8.根据权利要求7所述的低电阻值的导电材料，其特征在于：所述流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸酯流平剂；所述消泡剂为非有机硅消泡剂或有机硅消泡剂；所述分散剂为聚丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂或有机硅嵌段共聚物分散剂。
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