TW201340125A

TW201340125A - 用於電容器的導電塗料及相關電容器

Info

Publication number: TW201340125A
Application number: TW101110489A
Authority: TW
Inventors: chang-jing Chen; ming-hai Wang
Original assignee: Ablestik Shanghai Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-10-01

Abstract

本發明提供了用於電容器的新型導電塗料，以及使用所述導電塗料的電容器。本發明的導電塗料包括兩類，即熱固性導電塗料和熱塑性導電塗料。本發明的熱固性導電塗料包含環氧樹脂、環氧樹脂固化劑、非金屬鍍銀顆粒和溶劑。本發明的熱塑性導電塗料包含熱塑性樹脂、非金屬鍍銀顆粒和溶劑；其中所述熱塑性樹脂不是丙烯酸樹脂。

Description

用於電容器的導電塗料及相關電容器

本發明關於用於電容器的導電塗料，還關於使用所述導電塗料的電容器。

目前，電容器市場的主流產品主要有鋁電解電容器、鉭電解電容器、陶瓷電容器等。但是這些電容器都面臨著同樣的問題，即由高的等效串聯電阻帶來的高能耗。

等效串聯電阻越低，電能損耗越小，輸出電流就越大，電容器的品質就越高。等效串聯電阻值的降低尤其可以帶來以下益處：(1)直接減少由電容器內部寄生電阻元件造成的噪音；(2)使電容器的標稱容量適用於更高的頻率條件。

隨著對高品質電子元件的需求日益增加，具有低等效串聯電阻的電容器成為電容器的發展方向。因此，如何以低成本有效降低電容器的等效串聯電阻成為一個極待解決的問題。

已知在電容器元件的表面塗覆導電塗料可以有效地降低電容器的等效串聯電阻。例如，沒有導電塗層電容器的等效串聯電阻往往高達80歐姆以上，而表面塗敷導電塗層後，電容器的等效串聯電阻可降至0.1歐姆左右。

就導電塗料而言，目前市售的用於電容器的導電塗料主要是使用銀粉的導電塗料。銀包銅導電塗料是目前除銀粉外研究得最多的塗料，但並沒有正式商品化。

使用銀粉的導電塗料(俗稱銀漿)能有效降低電解電容器的等效串聯電阻，而且性能穩定。但是，銀漿價格高昂，導致所得電容器由於成本太高而沒有競爭優勢。

至於銀包銅填料，雖然其降低了導電塗料的成本，但是受電鍍技術的限制，銅粉表面很難用銀完全覆蓋，而裸露的銅化學性質非常活潑，很容易被氧化成氧化銅，從而導致導電塗料的導電導熱性能急劇下降，使得其實際應用受到嚴重影響。

在電容器以外的其他領域中，有使用非金屬鍍銀填料的報導。例如，中國專利CN1144847C公開了一種專用於電磁遮罩的塗料，其中包含10~50重量%非金屬鍍銀粉末和5~20重量%熱塑性丙烯酸樹脂和30~85重量%的X-5丙烯酸稀釋劑。該電磁遮罩塗料可在無電磁遮罩效能或電磁遮罩效能較差的材料表面塗覆一層導電薄膜，使其獲得類似原整機金屬所具有的電磁遮罩能力。

中國專利申請CN101029212A公開了一種環氧樹脂各向異性的導電膠，其配方為70~90重量%環氧樹脂、8~12重量%導電材料、2~5重量%固化劑、2~10重量%溶劑和其他助劑，其中所述的導電材料為包覆銀的玻璃微球或陶瓷微球。該導電膠用於電器元件之間的粘結。

再例如，2008年刊登於《電鍍與塗飾》Vol.27,No.12,pp.49上的《電解行業用環氧導電防腐塗料的製備》公開了一種導電塗料，其包含：30重量%改性環氧樹脂、70重量%銀包玻璃微珠以及正丁醇/二甲苯的混合溶劑。該導電塗料用於導電金屬基體的防護，尤其用於保護電解工藝中廣泛採用的金屬導電棒，使這些導電棒在潮濕的酸性環境下免受腐蝕。

然而，截止目前，尚無在電容器領域使用非金屬鍍銀填料的報導。即便同為電子工業用導電塗料，由於其應用的具體環境不同，導電塗料的配方以及製備過程往往大不相同。

對於用於電容器的導電塗料，初始導電性以及濕熱穩定性是至關重要的。另外，導電塗料的粘度也是一個重要的性能，其直接影響到塗覆的效果和塗層的厚度。上述現有技術的導電塗料均不適用於電容器。

因此，有必要開發一種適用於電容器的導電塗料。這樣的塗料應具備優異的初始導電性和濕熱穩定性以及合適的粘度，而且成本較低。

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了用於電容器的新型導電塗料。

根據本發明的一個方面，提供了一種用於電容器的導電塗料，其包含：5~30重量%的環氧樹脂；0.5~5重量%的環氧樹脂固化劑；20~50重量%的非金屬鍍銀顆粒；和40~70重量%的溶劑。

本發明還提供了上述導電塗料的濃縮物，其溶劑含量少於前述的導電塗料。

根據本發明的另一方面，提供了一種用於電容器的導電塗料，其包含：3~20重量%的熱塑性樹脂；20~50重量%的非金屬鍍銀顆粒；和40~70重量%的溶劑；其中所述熱塑性樹脂為氟橡膠。

在本發明中，非金屬鍍銀顆粒中的非金屬材料可以是選自玻璃、氮化硼、碳酸鈣、碳黑、碳纖維、氧化鋁和聚合物材料中的一種或多種。

由本發明導電塗料製得的塗層不僅導電性能優異，而且在濕熱環境下具有高穩定性。本發明導電塗料還具有容易製備，方便使用，且成本低廉的優點。

本發明還提供了使用上述導電塗料的電容器，所述電容器至少在其部分表面塗有導電塗層，該導電塗層通過在電容器表面塗覆本發明的導電塗料，然後固化和/或乾燥導電塗料而形成。

本發明中使用上述導電塗料的電容器包括鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。

參考以下說明、實施例及隨附的申請專利範圍，本發明的各種其他特徵、方面和優點會變得更顯而易見。

除非另外定義，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬領域技術人員通常理解的相同含義。若存在矛盾，則以本申請提供的定義為准。

除非另外說明，本文中所有的百分比、份數、比值等均是按重量計。

本文的材料、方法和實施例均是示例性的，並且除非特別說明，不應理解為限制性的。

本發明詳述如下。

在本發明的說明書和/或申請專利範圍中，“電容器”是指由兩個電極及其間的介電材料構成之儲存電荷和電能的器件。電容器是組成電子電路的主要元件，常簡稱為電容，廣泛應用於隔直流、去耦、旁路、濾波、調諧回路、能量轉換、控制電路等方面。

理想的電容器自身不會有任何能量損失。但實際上，製造電容器的材料通常是有電阻的，而且電容器絕緣介質的電阻不是無限大，因而也會造成漏電，引起能量損耗。所有這些損耗體現在電容器外部，就像一個電阻跟理想電容器串聯在一起，所以本領域普遍採用“等效串聯電阻”(Equivalent Series Resistance，縮寫為ESR)來描述電容器在電路中所體現出來的電阻值。

為了在低成本的前提下有效降低電解電容器的等效串聯電阻，本發明專門配製了適用於電容器的新型導電塗料。

導電塗料按照導電機理可分為添加型和結構型兩種。添加型導電塗料是指將導電填料加入到非導電的樹脂中而製得的塗料。結構型導電塗料則是利用結構型導電高分子的導電性能，自身作為成膜物，或與其他有機高分子混合成膜。添加型導電塗料是目前的主流品種。

本發明的導電塗料屬於添加型導電塗料。

具體而言，本發明的導電塗料又可細分為兩類：熱固性導電塗料和熱塑性導電塗料。

熱固性導電塗料

根據本發明的一個實施方案，提供了一種熱固性導電塗料，其包含：5~30重量%的環氧樹脂；0.5~5重量%的環氧樹脂固化劑；20~50重量%的非金屬鍍銀顆粒；和40~70重量%的溶劑。

熱固性導電塗料需要較高的固化溫度，其特點是粘接性能好。

在本發明的內容中，“環氧樹脂”指分子結構中含有環氧基團的高分子化合物。固化後的環氧樹脂具有良好的物理化學性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定。適用於本發明的環氧樹脂包括芳香族縮水甘油環氧樹脂或脂肪族環氧樹脂，例如雙酚型或酚醛型環氧樹脂。示例性的合適的環氧樹脂例如可以是雙酚A型的環氧樹脂、雙酚S型的環氧樹脂、雙酚F型的環氧樹脂、苯酚-novolak型的環氧樹脂、甲酚-novolak型的環氧樹脂。

在本發明的熱固性導電塗料中，可以使用雙酚A型環氧樹脂，例如可以使用購自Resolution Europe B.V.的Epikote 1007。也可以使用雙酚F型環氧樹脂，例如大日本油墨化學品公司(Dainippon Ink & Chemical)生產的830CPR。

環氧樹脂固化劑又名硬化劑，是一類增進或控制環氧樹脂固化反應的物質或混合物。環氧樹脂固化劑與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物。適用於本發明的固化劑可以是胺類或者咪唑類固化劑，例如三羥乙基胺。

本發明中的“非金屬鍍銀顆粒”是指在非金屬材料形成的顆粒的表面包覆有銀的結構。

原則上，對本發明的非金屬鍍銀顆粒中的非金屬材料沒有特別的限制，只要這些材料在導電塗料中以及電容器的工作環境下能夠穩定存在即可。例如，可以使用選自玻璃、氮化硼、碳酸鈣、碳黑、碳纖維、氧化鋁和聚合物材料中的一種或多種。

銀可以通過塗覆、浸漬等常規技術手段包覆到非金屬顆粒的表面。

非金屬鍍銀顆粒的密度優選與導電塗料的整體密度相近，以避免由顆粒的漂浮或沉降所導致的塗料變質和失效。具體而言，優選非金屬鍍銀顆粒的密度為3~5g/cm³。

作為用於導電塗料的導電填料，原則上非金屬鍍銀顆粒的粒徑越小越好。這是因為粒徑越小，顆粒就越不易在塗料中發生沉降，而且較小的填料粒徑也有助於獲得更為光滑和平整的塗層。但是，粒徑越小，要包覆顆粒表面所需要的鍍銀量越高，而且製備工藝也更為複雜，因此成本也會相應增加。優選用於本發明的非金屬鍍銀顆粒的平均粒徑為5~100微米，更優選10~40微米，再優選10~20微米。

一般而言，非金屬鍍銀顆粒的鍍銀量越高越好，但是鍍銀量太高無疑會導致成本居高不下。同時，太高的鍍銀量會使得非金屬鍍銀顆粒密度太大而易於沉降。綜合考慮各種因素，優選用於本發明的非金屬鍍銀顆粒的鍍銀量為20~60重量%，對於銀包玻璃，更優選35~40重量%，對於銀包氮化硼，更優選45~55重量%，該鍍銀量是指銀的品質占非金屬鍍銀顆粒總品質的比例。

考慮到與導電塗料中其他組分的相容性以及合適的材料密度，優選將銀包玻璃顆粒或銀包氮化硼顆粒用於本發明導電塗料中作為導電添加劑。

銀包氮化硼顆粒例如可以是購自Technic Inc的銀包氮化硼30-103。

相比銀包氮化硼顆粒，銀包玻璃顆粒更具成本優勢。但是，當使用銀包玻璃顆粒時，往往會將不希望的金屬離子帶入導電塗料中。當用於對雜質金屬離子比較敏感的應用時，最佳為在導電塗料中添加離子交換劑。具體的離子交換劑例如可以是購自Toagosei Co.,Ltd的IXE 100。

對用於本發明的導電塗料的溶劑沒有特別要求，原則上凡是能溶解固體樹脂，並具備一定揮發性的溶劑均可使用。最佳於溶劑在乾燥溫度下(例如80~200℃)易於除去。另外，通常特別佳者為溶劑的閃點高於60℃，以確保在常溫下使用時沒有發生爆炸的危險。

具體而言，在本發明中較佳者使用酯類溶劑和/或醚類溶劑，更更佳者使用乙二醇丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚或它們的混合物，特別佳者為乙二醇丁醚乙酸酯。

在本發明的導電塗料中，環氧樹脂的含量為5~30重量%。

對於不同的環氧樹脂類型，固化劑的用量有所不同。總體上，環氧樹脂固化劑的用量為0.5~5重量%。

非金屬鍍銀顆粒的用量為20~50重量%。

在確定溶劑用量時，除了考慮導電塗料的穩定性，還要考慮對導電塗料粘度的控制。對於用於電容器的導電塗料，若其中樹脂為熱固性樹脂，則適當的粘度範圍是400-800mPa．s。相應地，本發明的熱固性導電塗料中，溶劑的含量為40~70重量%。

上述對成分含量的描述主要是針對實際塗覆時使用的成品導電塗料。

在塗料行業存在銷售塗料濃縮物(或半成品塗料)的慣常做法。塗料濃縮物與成品塗料的主要區別就是溶劑含量的多少。相比成品導電塗料，塗料濃縮物的溶劑含量大大減少。這些塗料濃縮物也在本申請所謀求保護的範圍之內。

在調製塗料濃縮物時，核心問題是起始粘度的控制。理論上，粘度<100000cps(5rpm)的產品都可以是塗料濃縮物，但是最終應用時，都要稀釋到合適的範圍。熱塑性導電塗料和熱固性導電塗料對粘度有不同的要求，不同的客戶對粘度也會提出不同的要求。一般來說，塗料濃縮物的粘度通常在3000~30000cps之間，最佳者在5000~10000cps之間。

與上述粘度範圍相應，在本發明的熱固性導電塗料濃縮物中，各種成分的含量例如可以為：5~40重量%的環氧樹脂、0.5~7.5重量%的環氧樹脂固化劑、25~65重量%的非金屬鍍銀顆粒和10~40重量%的溶劑。

除了上述主要組分外，在本發明的塗料組合物中還可根據需要添加添加劑，例如粘接促進劑、分散劑、消泡劑、觸變調節劑等。作為粘接促進劑可以使用活性官能團封端的矽氧烷類粘接促進劑，例如Silane A-187、Z-6040等。作為分散劑可以使用有機矽類分散劑，例如BYK W940、BYK-333。作為消泡劑可以使用有機矽類分散劑，例如購自Cytec Surface Specialties Inc.的Modaflow、Modaflow 2000等。作為觸變調節劑可以使用氣相二氧化矽，例如TS720、R202。

本發明的導電塗料可以按照本領域技術人員熟知的方法配製。作為示例，可以採用如下步驟來配製本發明的熱固性導電塗料：第一步，在環氧樹脂中加入佔總溶劑量40~60%的溶劑，攪拌使樹脂全部溶解；第二步，自第一步中得到的溶液中加入非金屬鍍銀填料，繼續攪拌使體系混合均勻，攪拌時間0.5~30分鐘；第三步，加入剩餘的溶劑，再次攪拌0.5~30分鐘，製得導電塗料。此處攪拌均為機械攪拌，轉速500~1500轉/分。

本發明的熱固性導電塗料可以採用浸塗、噴塗等本領域常用的塗布手段塗覆在基材表面，然後在合適溫度下烘乾固化。目前電容器中導電塗層均採用浸塗方式形成，即將電容器慢慢浸入導電塗層中，等待2~5秒鐘，慢慢提起，乾燥，固化即可。

對於熱固性導電塗料，烘乾固化的條件可以為：在60~150度恆溫10~120分鐘，然後160~250度恆溫10~120分鐘；典型地為在80度恆溫30分鐘，然後升溫至200度恆溫半小時。

熱塑性導電塗料

根據本發明的另一個實施方案，還提供了一種熱塑性導電塗料，其包含：3~20重量%的熱塑性樹脂；20~50重量%的非金屬鍍銀顆粒；和40~70重量%的溶劑；其中所述熱塑性樹脂為氟橡膠。

熱塑性導電塗料固化溫度低，適用於對粘結性能要求不太高，而對體系的固化溫度有嚴格限制的應用。目前，在電容器行業，對導電塗料的固化溫度很多都要求在150℃以下，在這方面熱塑性體系比熱固性體系更具優勢。

在本發明的內容中，“熱塑性樹脂”是這樣一類樹脂，其遇熱軟化或熔融而處於可塑性狀態，冷卻後又變堅硬。適用于本發明的熱塑性樹脂包括聚氨酯、氟橡膠、聚丙烯酸酯、酚醛樹脂、丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯及其共聚物、聚矽氧烷、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氯乙烯等。例如可以使用氟橡膠，包括氟橡膠彈性體和氟乙烯單體的嵌段共聚物。具體而言，例如可以使用購自Dyneon 的FC 2178或FC 2017。

至於非金屬鍍銀顆粒，上文中對熱固性導電塗料中非金屬鍍銀顆粒的描述同樣適用於熱塑性導電塗料，在此不予贅述。

對用於本發明熱塑性導電塗料的溶劑沒有特別要求，上文中對熱固性導電塗料中溶劑的描述在此同樣適用。

在本發明的熱塑性導電塗料中，熱塑性樹脂的含量為3~20重量%。

在本發明的熱塑性導電塗料中，非金屬鍍銀顆粒的用量為20~50重量%。

如上所述，在確定溶劑用量時，除了考慮導電塗料的穩定性，還要考慮對導電塗料粘度的控制。對於用於電容器行業的導電塗料，若其樹脂為熱塑性體系，則適當的粘度範圍是1000~2000mPa．s。相應地，在本發明的熱塑性導電塗料中，優選溶劑的含量為40~70重量%。

上述對成分含量的描述主要是針對實際塗覆時使用的成品塗料。

對於半成品塗料(塗料濃縮物)，理論上粘度<100000cps(5rpm)的產品都可以是半成品，但是最終應用時，都要稀釋到合適的範圍。一般來說，塗料濃縮物的粘度通常在10000cps左右。

與上述濃度範圍相應，在本發明的熱塑性導電塗料濃縮物中，各種成分的含量較佳為：10~25重量%的熱塑性樹脂、40~65重量%的非金屬鍍銀顆粒和10~40重量%的溶劑。

除了上述主要組分外，在本發明的熱塑性導電塗料組合物中還可根據需要添加添加劑，例如粘接促進劑、分散劑、消泡劑、觸變調節劑等。作為粘接促進劑可以使用活性官能團封端的矽氧烷類粘接促進劑，例如Silane A-187、Z-6040等。作為分散劑可以使用有機矽類分散劑，例如BYK W940、BYK-333。作為消泡劑可以使用丙烯酸酯類消泡劑，例如購自Cytec Surface Specialties Inc.的Modaflow、Modaflow 2000等。作為觸變調節劑可以使用氣相二氧化矽，例如TS720、R202。

本發明的熱塑性導電塗料可以按照本領域技術人員熟知的方法配製。作為示例，可以採用如下步驟來配製本發明的熱塑性導電塗料：第一步，在熱塑性樹脂中加入佔總溶劑量50~80%的溶劑，攪拌使樹脂全部溶解或形成均相；第二步，向第一步製得的溶液中加入非金屬鍍銀填料，繼續攪拌使體系混合均勻，攪拌時間0.5~30分鐘；第三步，加入剩餘的溶劑，再次攪拌0.5~30分鐘，製得導電塗料。此處攪拌均為機械攪拌，轉速500~1500轉/分。

本發明的熱塑性導電塗料可以採用浸塗、噴塗等本領域常用的塗布手段塗覆在基材表面，然後在合適溫度下烘乾固化。目前電容器中導電塗層均採用浸塗方式形成，即將電容器慢慢浸入導電塗層中，等待2~5秒鐘，慢慢提起，乾燥，固化即可。

對於熱塑性導電塗料，烘乾固化的條件可以為：在80~200度恆溫10~120分鐘；典型地為在150度恆溫60分鐘。

本發明的非金屬鍍銀顆粒的體積電阻率與銀粉很接近。由於在本發明的非金屬鍍銀顆粒中銀僅沉積在非金屬顆粒的表面，所以與銀粉相比，本發明使用非金屬鍍銀顆粒大大降低了成本。另外，由於本發明非金屬鍍銀顆粒的密度與導電塗料的整體密度很接近，所以由此製得的導電塗料不易沉降，方便運輸，具有較長的貯存時間。

電容器

電容器的種類有很多，常見的例如有陶瓷電容器、鋁電解電容器、雲母電容器、紙介電容器、鉭電解電容器、薄膜電容器等。不同的電容器的結構又不盡相同，但它們都有一個共同點，即都是在兩個電極間夾有絕緣材料(介質)。

本發明的導電塗料可以用於任何需要形成導電塗層的電容器中，尤其是對濕熱環境下的穩定性要求比較高的電容器。本發明的導電塗料特別適合用於鋁電解電容器、鉭電解電容器或鈮電解電容器。

以固體鉭電解電容器為例，其包括鉭粉壓塊燒結得到的燒結體、燒結體表面形成的鉭氧化膜、二氧化錳層以及二氧化錳層上的導電層。所述導電層的作用是增強陰極的導電性，從而降低整個電路的等效串聯電阻。

本發明的導電塗料就可以用來形成所述導電層。由本發明的導電塗料形成的導電層不僅具有優異的初始導電性，而且具有濕熱穩定性。本發明的導電塗料具有合適的粘度，非常適合目前普遍採用的浸塗工藝處理。

實施例

下面的實施例和效果資料用以具體說明本發明是如何實施的以及本發明的有益效果，但是本發明的保護範圍並不受限於這些具體實施例。

實驗材料

Epikote 1007：雙酚A型環氧樹脂，購自Resolution Europe B.V.。

jER 828US：雙酚A型環氧樹脂，購自Japan Epoxy Resins Co.,Ltd。

Silane A-187：縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷，購自Momentive Performance Materials

BYK W940：主要成分為不飽和聚碳酸酯和有機矽共聚物，購自BYK USA Inc.。

Modaflow：2-丙烯酸乙酯與2-丙烯酸-2-乙基己基酯的聚合物，購自Cytec Surface Specialties Inc.。

TS720：氣相二氧化矽，購自CABOT Corporation。

SG15F35：銀包玻璃薄片，銀含量35重量%，平均粒徑15μm，購自Potter Industries Inc.。

SG05TF40：銀包玻璃薄片，銀含量40重量%，平均粒徑5μm，購自Potter Industries Inc.。

30-103：銀包氮化硼薄片，銀含量53重量%，平均粒徑12μm，購自Technic Inc.。

FC 2178：氟橡膠(偏氟乙烯與六氟丙烯的共聚物)，購自Dyneon。

測試方法

為了驗證導電塗料的優異效果，對其進行了導電性能測試、密度測試、粘度測試和濕熱試驗等一系列測試。

<密度測試>

根據行業標準ATM-0001對製得的導電塗料進行密度測試，具體測試細節如下：測試所用主要設備為密度計；先稱量空密度計的品質，然後注滿純水，再次稱重，得出純水品質m1。然後清空水分，注入待測塗料樣品，得出樣品品質m2。通過公式D=m2/m1×1.0(g/cm³)，得出塗料樣品密度。

<粘度測試>

根據行業標準ATM-0216對製得的導電塗料進行粘度測試，具體測試細節如下：測試儀器：AR-500流變儀，40mm錐板轉子。

量取0.5ml塗料產品於錐板之間，測量其在轉速15r/s下的粘度。

測試溫度均為常溫，即25℃。

<濕熱試驗>

按照如下方式對由待測導電塗料製得的導電塗層(固化後)進行濕熱試驗：首先將被測樣品置於相對濕度為85%和溫度為85℃的恆溫箱中，然後每隔一定的時間取出樣品測量其體積電阻率。通過多個數據點的記錄可以測定樣品在一段時間內體積電阻率的變化情況，由此評價樣品的耐濕熱性能。

<體積電阻率測試>

根據行業標準ATM-0020對乾燥固化後的導電塗層進行導電性能測試，具體測試細節如下：測試儀器：Gen Rad 1689 RLC精密型數位電橋；在玻璃載玻片上製備待測樣品，塗覆導電塗料，形成長方體狀塗層，長寬分別約為7.5和1.25釐米。高度視樣品而定，需要專門測量，一般高度為0.001~0.01釐米。對塗層進行固化，然後置於電橋上測量電阻，根據以下公式計算體積電阻率：ρ=0.254R/L式中ρ為體積電阻率，R為所測電阻值，L為樣品高度。

實施例1

在12.2g環氧樹脂Epikote 1007(購自Resolution Europe B.V.)、2.6g三乙醇胺(購自國藥集團化學試劑有限公司)、0.4g Silane A-187(粘性促進劑，購自Momentive Performance Materials)、0.6g BYK W940(分散劑，購自BYK USA Inc.)和0.1g Modaflow(消泡劑，購自Cytec Surface Specialties Inc.)的混合物中，加入26.5g乙二醇丁醚乙酸酯，用Thinky Mixer進行機械攪拌。

向由此製得的溶液中加入銀包玻璃填料SG15F35(購自Potter Industries Inc.，銀含量35重量%，平均粒徑15μm)，攪拌均勻，用旋轉混合儀於轉速1200轉/分下攪拌1分鐘。

再加入21.8g乙二醇丁醚乙酸酯，用旋轉混合儀旋轉攪拌1.5分鐘，製得導電塗料。

分別在載玻片同一面延長度方向靠邊貼兩層膠帶(膠帶厚度約0.005釐米)，中間留1.25釐米的縫隙，將製得的導電塗料取適量放到中間縫隙中，用刮刀刮平，撕去兩邊的膠帶，留下長方體狀塗層，長寬分別約為7.5和1.25釐米，高度約0.005釐米。

在如下溫度條件下對塗層進行固化：在80度恆溫30分鐘，然後升溫至200度恆溫半小時。由此製得導電塗層樣品。

實施例1的導電塗料的具體配方如表1中所示：

實施例2

以與實施例1相同的方式配製導電塗料，並製備導電塗層樣品，區別僅在於採用如下塗料配方。

實施例2的導電塗料的具體配方如表2中所示：

實施例3

實施例3的導電塗料的具體配方如表3中所示：

實施例4

實施例4的導電塗料的具體配方如表4中所示：表4

實施例5

實施例5的導電塗料的具體配方如表5中所示：

實施例6

實施例6的導電塗料的具體配方如表6中所示：

實施例7

實施例7的導電塗料的具體配方如表7中所示：

實施例8

實施例8的導電塗料的具體配方如表8中所示：表8

實施例9

在8.2g固體氟橡膠FC 2178(購自Dyneon)中加入40g乙二醇丁醚乙酸酯，攪拌使固體溶解，得到氟橡膠溶液。

在由此製得的溶液中加入25.6g銀包玻璃填料SG15F35(購自Potter Industries Inc.，銀含量35重量%，平均粒徑15μm)，用旋轉混合儀攪拌均勻，每分鐘轉速1200轉，時間1分鐘。

加入剩餘的溶劑，繼續用旋轉混合儀攪拌1分鐘，製得熱塑性導電塗料。

將所得樣品在150度恆溫60分鐘進行固化，由此製得導電塗層樣品。

實施例9的導電塗料的具體配方如表9中所示：

實施例10

以與實施例9相同的方式配製導電塗料，並製備導電塗層樣品，區別僅在於採用如下塗料配方。

實施例10的導電塗料的具體配方如表10中所示：

實施例11

實施例11的導電塗料的具體配方如表11中所示：

實施例12

實施例12的導電塗料的具體配方如表12中所示：

實施例13

實施例13的導電塗料的具體配方如表13中所示：

實施例14

實施例14的導電塗料的具體配方如表14中所示：

實施例15

實施例15的導電塗料的具體配方如表15中所示：

比較實施例1：使用銀粉作為導電填料

以與實施例9相同的方式配製導電塗料，並製備導電塗層樣品，區別僅在於採用如下塗料配方，其中使用銀粉作為導電填料。

比較實施例1導電塗料的具體配方如表16中所示：

比較實施例2：使用銀包銅顆粒作為導電填料

以與實施例9相同的方式配製導電塗料，並製備導電塗層樣品，區別僅在於採用如下塗料配方，其中使用銀包銅顆粒作為導電填料。

比較實施例1的導電塗料的具體配方如表17中所示：

效果資料

對實施例1~15中所制得的導電塗料進行粘度測試、密度測試和濕溫試驗，所得測試結果列於表18中。

在實際應用中，熱固性體系導電塗料的粘度需控制在400~800cps，熱塑性體系導電塗料的粘度需控制在500~2000cps。如表18所示，實施例1~8所製得的熱固性體系導電塗料的粘度測試結果為400~750cps；實施例9~15所製得的熱塑性體系導電塗料的粘度測試結果為1000~1800cps，非常適合在電容器中形成導電塗層。

作為用於電容器的導電塗料，廠商通常要求導電塗料的密度最好小於2.2g/cm³。如表18所示，實施例1~15所製得的導電塗料的密度測試結果為1.2~1.52g/cm³，均小於2.2g/cm³。

就濕熱試驗的結果而言，導電塗料的初始體積電阻率需要小於0.01Ω．cm^-1，然後在接下來測試時間段內，導電塗料的體積電阻率沒有明顯增加，並且至少能保持一個月的時間。

如表18所示，從實施例1~15所制得的導電塗料的濕熱試驗結果可見，其初始體積電阻率在0.428×10^-3~4.5×10^-3Ω．cm^-1之間，均小於0.01Ω．cm^-1，並且在42天的觀測時間段內，各個實施例所製得的導電塗料的體積電阻率均沒有明顯增加，表現出了非常優異的耐濕熱性。

作為對照，表18中還給出了使用銀粉的導電塗料(比較實施例1)和使用銀包銅顆粒的導電塗料(比較實施例2)的效果資料。從中可見，本發明的導電塗料的導電性能與使用銀粉的導電塗料的導電性能很接近，而使用銀包銅顆粒的導電塗料則表現出明顯較差的是熱穩定性，其15天后的體積電阻率竟然高出了100多倍。

在本申請說明書中結合具體實施方案對本發明進行了詳細的描述，但對於本領域技術人員而言，顯然可以在不脫離本發明實質的情況下對其進行多種變化和修改。所有此類變化和修改方案應認為均落入本申請的申請專利範圍的範圍之內。

Claims

一種用於電容器的導電塗料，其包含：5~30重量%的環氧樹脂；0.5~5重量%的環氧樹脂固化劑；20~50重量%的非金屬鍍銀顆粒；和40~70重量%的溶劑。
根據申請專利範圍第1項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述環氧樹脂為雙酚型或酚醛型環氧樹脂。
根據申請專利範圍第2項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂。
根據申請專利範圍第1項至第3項所述之任一項的用於電容器的導電塗料，其中所述固化劑為胺類或者咪唑類固化劑。
根據申請專利範圍第4項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述固化劑為三乙醇胺。
根據申請專利範圍第1項至第5項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒滿足以下至少一種條件：密度為3~5g/cm³，平均粒徑為5~100微米，和鍍銀量為20~60重量%，該鍍銀量是指銀的品質占非金屬鍍銀顆粒總品質的比例。
根據申請專利範圍第1項至第6項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒中的非金屬材料選自玻璃、氮化硼、碳酸鈣、碳黑、碳纖維、氧化鋁和聚合物材料中的一種或多種。
根據申請專利範圍第7項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒為銀包玻璃顆粒或銀包氮化硼顆粒。
根據申請專利範圍第8項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒為銀包玻璃顆粒，並且所述導電塗料還包含離子交換劑。
根據申請專利範圍第1項至第9項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其中所述溶劑為酯類溶劑和/或醚類溶劑。
根據申請專利範圍第10項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述溶劑為一種或多種選自乙二醇丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚中的溶劑。
根據申請專利範圍第1項至第11項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其還包含以下添加劑中的一種或多種：粘接促進劑、分散劑、消泡劑、觸變調節劑。
根據申請專利範圍第1項至第12項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其粘度為400-800mPa．s。
根據申請專利範圍第1項至第13項所述之任一項導電塗料的濃縮物，其溶劑含量少於前述的導電塗料。
根據申請專利範圍第14項所述之導電塗料濃縮物，其粘度為3000~30000cps。
根據申請專利範圍第15項所述之導電塗料濃縮物，其粘度為5000~10000cps。
一種用於電容器的導電塗料，其包含：3~20重量%的熱塑性樹脂；20~50重量%的非金屬鍍銀顆粒；和40~70重量%的溶劑；其中所述熱塑性樹脂為氟橡膠。
根據申請專利範圍第17項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述氟橡膠選自氟橡膠彈性體和氟乙烯單體的嵌段共聚物。
根據申請專利範圍第17項或第18項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒滿足以下至少一種條件，密度為3~5g/cm³，平均粒徑為5~100微米，和鍍銀量為20~60重量%，該鍍銀量是指銀的品質占非金屬鍍銀顆粒總品質的比例。
根據申請專利範圍第17項至第19項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒中的非金屬材料選自玻璃、氮化硼、碳酸鈣、碳黑、碳纖維、氧化鋁和聚合物材料中的一種或多種。
根據申請專利範圍第20項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒為銀包玻璃顆粒或銀包氮化硼顆粒。
根據申請專利範圍第21項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述非金屬鍍銀顆粒為銀包玻璃顆粒，並且所述導電塗料還包含離子交換劑。
根據申請專利範圍第17項至第22項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其中所述溶劑為酯類溶劑和/或醚類溶劑。
根據申請專利範圍第23項所述之用於電容器的導電塗料，其中所述溶劑選自乙二醇丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚以及它們中的一種或多種。
根據申請專利範圍第17項至第24項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其中還包含以下添加劑中的一種或多種：粘接促進劑、分散劑、消泡劑、觸變調節劑。
根據申請專利範圍第17項至第25項所述之任一項用於電容器的導電塗料，其粘度為1000-2000mPa．s。
根據申請專利範圍第17項至第26項所述之任一項導電塗料的濃縮物，其溶劑含量少於前述的導電塗料。
根據申請專利範圍第27項所述之導電塗料濃縮物，其粘度為3000~30000cps。
根據申請專利範圍第28項所述之導電塗料濃縮物，其粘度為5000~10000cps。
一種電容器，至少在其部分表面塗有導電塗層，該導電塗層通過在電容器表面塗覆申請專利範圍第1項至第13項和第17項至第26項任一所述的導電塗料，然後固化和/或乾燥導電塗料而形成。
根據申請專利範圍第30項所述之所述的電容器，其為鋁電解電容器、鉭電解電容器或鈮電解電容器。