TW524832B - Electroconductive ink composition - Google Patents

Description

524832 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 發明所屬技術領域 本發明係有關具優良導電性及不因溶劑造成碳塡充劑 分離，且形成硬化被膜時具優良耐摩擦性之導電性油墨組 成物及其硬化物。 目前技術 已知之導電性油墨組成物如，於室溫硬化性或附加硬 化性有機聚矽氧烷組成物中添加作爲導電性塡充劑之碳粉 末、金屬粉末或金屬氧化粉末，而賦予其硬化物（聚矽氧 烷橡膠）導電性之導電性油墨組成物，又，該組成物例如 可作爲鍵盤之最外層塗覆材使用。 發明所欲解決之問題 但，以溶謂稀釋以有機聚矽氧烷作爲基礎聚合物之組 成物中高度塡充這些導電性塡充劑而形成的導電性油墨組 成物時，易由有機聚矽氧烷分離出導電性塡充劑。又，以 其爲最外層塗覆層材再硬化以增強所得被膜時，易由鍵盤 剝離該硬化被膜，故會有附著於接觸部分附近而損及外觀 之缺點。 因此，本發明之目的爲，提供一種不易因溶劑而造成 導電性塡充劑分離及因摩擦而造成剝離與之導電性油墨組 成物。 (請先閱讀背，面之注嗦事項再填寫本頁) -I TT填寫- ----訂---------線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 524832 A7 B7 五、發明說明（2 ) 解決問題之方法 本發明者們針對導電性油墨組成物專心檢討後發現， 特徵爲含有 (A )兩末端係以加水分解矽氧烷基封鏈，且主鏈係 由可含氧原子及/或矽氧烷鍵結之二價烴基的重覆單位所 形成之烴系液狀聚合物； (B )硬化觸媒； (C )碳系導電性塡充劑； (B )溶劑 之導電性油墨組成物可解決上述問題。 發明之實施形態 下面將詳細說明本發明， .(A )成分爲，兩末端係以加水分解 ，且主鏈係由可含氧原子及/或矽氧烷鍵 重覆單位所形成之液狀聚合物。 因本發明之基礎聚合物的聚合物（A 醚之類的烴系聚合物，故組成物狀態下可 成碳系導電性塡充劑分離及，被膜狀下可 擦而造成剝離。其因爲，構成主鏈之聚烯 系導電性塡充劑具有良好親和性，且與一 劑之碳系溶劑等具有良好親和性。 該主鏈之由重覆單位所形成的二價烴 〜2 0之物，其例如，乙烯基、丙烯基、 請 先 閱 讀 面 之 注 -意 事 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 性矽氧烷基封鏈 結之二價烴基的 )爲聚烯烴、聚 抑制因溶劑而造 抑制硬化後因摩 烴或聚醚等與碳 般作爲稀釋用溶 基如碳原子數2 異丙烯基、異丁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - 524832 A7 B7 五、發明說明（3 ) 烯基等亞烷基、或亞苯基等亞芳基、或其組合而成之物 例如， c2h6 c!hch5 -ch2ch2-，_ch2ch-ch2ch2ch2-，_ch2c!hch2ch (pH2CH3 ch2-CHCH2CH2CH 厂

，-CH 21 - CH2-C-CH CH3 CH2-(p-CH2CH2 一， I (4) CH, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-* , ~〇Η2〇Η2〇Η2^3~〇Η2〇Η2〇Η2~ -CH2CH2CH2-〇-^)-C(CH3)2HQ-〇-CH2CH2CH2- , h3c-ch-c2h5 ό 等，其中又以碳數2〜8者爲佳。又，聚合物鏈可由單一 的這些單位構造形成，或2種以上之單位構造混合形成。 另外，主鏈之由重覆單位所形成的2價烴基可爲碳原 子2以上之烷撑羥基，其具體例如，

CH 3 c2h5 -ch2ch2ch2o-，-ch2chch2o-，-ch2chch2o-， 請 先 閲 讀 脅 面 之 注 項

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -ch2ch2ch2ch2ch2o-， CH2 - C一0_ I CH〇 (5) 等 若主鏈不含矽氧烷鍵結時，較佳爲羥基亞院基’又以 碳數2〜8，特別佳爲2〜5之羥基烯烴基爲佳。其中’ 較佳爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 524832 A7 -—-—---- B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 CH2-C一0 — I CH〇 (6) 。這些重覆單位所構成之主鏈係直接或介有乙烯鍵結，丙 烯鍵結等2價烴基鍵結末端之加水分解性甲矽烷基。又， 主鏈不含矽氧烷鍵結時，其分子量較佳爲2 〇 〇〜 5〇，〇〇〇 ，又以1 ，〇〇〇〜3〇 ，〇〇〇特別佳。 若分子量超過5 0，〇〇〇時會成爲固體而降低作業性。 另外’本成分之「液狀」係指，室溫下具流動性。 主鏈之重覆單位中導入矽氧烷鍵結時，除了可使其高 分子量化且爲液狀外，還可提升耐候性、耐熱性。但，導 入重覆單位之砂氧院鍵結若太長時，易造成導電性塡充劑 分離，故導入之矽氧烷鍵結以短者爲佳，特別佳爲碳數5 以下之矽氧院鍵結，其中又以式： f f _SiOSi -R1 R1 (7) C R 1爲相同或相異之一價烴基或鹵化烴基）所示之單位爲 佳。其具體例如， CH〇 CH3 I 3 I —SiO-Si —R2— ^Η3 ch3 ch3 ch3 r2—Si〇一 Si — R2— CH, (8) 請 先 閲 讀 背 面· 之 注 噫. 事 項 再應 本 頁

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R2爲可含氧原子之2價烴基）’又以 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） 524832 A7 B7 五、發明說明（5 ) CHq CH, CH2CH2—Si〇-Si — ch2ch2 in [ CH, ch3 ch3 SiO-Si—GH2CH2 —

Ah (9) ch3 ch3 一CH2CH2—SiO-Si — CH2CH2 — Αη3 ch3 等爲佳。 導入矽氧烷鍵結時，重覆單位之數（聚合度）較佳爲 1〜1000，又以2〜200特別佳。 又’導入矽氧烷鍵結時，主鏈同未導入之情形係直接 或介有可含氧原子之2價烴基鍵結末端的加水分解性甲矽 烷基。 該末端之加水分解性甲矽烷基爲，式： (10) (請先閱讀贵面之注事項本頁) -tx, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (R 3爲相同或相異之一價烴基或鹵化烴基，X爲加水分解 性基，a爲〇〜2之整數）所示之物，其中，加水分解性 基例如，烷氧基、胴肟基、鹵原子、乙酸基、胺基、胺氧 基、鏈烯基羥基、醯胺基等，又以烷氧基、鏈烯基羥基、 胴肟基爲佳。a較佳爲〇或1。 (B )硬化觸媒： 所使用之硬化觸媒可爲已知之矽烷醇縮合觸媒。其代 表例如，烷基鈦酸鹽：有機矽鈦酸鹽；辛酸錫、二丁基錫 鈦酸鹽等相似金屬碳酸鹽；二丁基胺- 2 -乙基已酸鹽等 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - 524832 A7 B7 五、發明說明（6 ) 相似胺鹽；其他酸性觸媒及鹼性觸媒，特別佳爲具脈基之 含氮化合物等。一般可單獨使用或二種以上倂用。又，式 (4 )中之加水分解性基X爲烷氧基時，又以錫之碳酸鹽 特別佳。 縮合觸媒對每（A)成分1 〇 〇重量單位之添加量一 般爲0·1〜10重量單位，又以〇·1〜3重量單位爲 佳。 (C )碳系導電性塡充劑： 碳系導電性塡充劑於該組成物中爲具有導電性賦予劑 之作用。其例如，乙炔碳黑、爐黑、熱黑、燈黑、槽法碳 黑、碳纖維、石墨等。又，可單獨使用或2種以上倂用。 該（C)成分對（A)成分1 〇 〇重量單位之添加量 一般爲5〜5 0 0重量單位，又以1 5〜5 0重量單位爲 佳。若添加量太少時會使所得導電性不足，又，過多時會 降低所得組成物之擠押機的吐出性，故而不佳。 (D )溶劑： 使用溶劑之目的爲，提升組成物之流動性及濕潤性。 其例如，甲苯、二甲苯等芳香族烴系溶劑；己烷、庚烷等 脂肪族烴系溶劑；二氯甲烷、四氯化碳等鹵化羥系溶劑； 丙酮、甲基乙基酮等酮系溶劑。其中又以甲苯、二甲苯等 芳香族系烴系溶劑爲佳。 該（D )成分之添加量爲，能得到流動性及濕潤性之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 9 _ 請 先 閱 讀 背 面_ 之 注 項 再羞 本 頁 I ! I I I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524832 A7 B7 五、發明說明（7 ) 適當量。具體而言即，對（A)〜（C)成分之合計 1 0 0重量單位較佳爲1〜9 0 0重量單位，又以1 0 0 〜500重量單位。 其他成分 必要時本發明之組成物可添加其他成分。例如，接著 助劑、交聯劑、塡充劑、可塑劑等。又，本發明之組成物 既使未添加交聯劑也能硬化，但，爲了促進硬化可添加交 聯劑。交聯劑之例子如，1分子中具有3或4個加水分解 性基之矽烷化合物或其部分加水分解物。 又以添加接著助劑爲佳，其添加量對（A )成分 1〇0重量單位較佳爲0 . 1〜1 0重量單位。接著助劑 之例子如，矽烷偶合劑或鈦系偶合劑，又以矽烷偶合劑爲 佳。較佳之矽烷偶合劑如，胺基系矽烷偶合劑、環氧系矽 烷偶合劑、甲基丙烯系矽烷偶合劑、锍基系矽烷偶合劑， 又以胺基系矽烷偶合劑特別佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---------------- (請先閱讀戈面之注意事項寫本頁) --線」 所使用之塡充劑如，氣體二氧化矽、沈澱性二氧化矽 、矽酸酐、含水矽酸等補強性塡充劑；碳酸鈣、碳酸鎂、 矽藻土、燒成粘土、粘土、滑石、氧化鈦、皂土、有機皂 土、氧化第二鐵、氧化鋅、活性鋅白、矽球體等。若塡充 劑添加量過多時會損及導電性，故以不造成弊端之量爲佳 。一般對（A)成分之聚合物1 〇 〇重量單位較佳爲5〜 2 0重量單位。 倂用可塑劑及塡充劑時，除了可提高硬化物拉伸性外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 524832 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 ) ’還可提高塡充劑之塡充量。該可塑劑可爲一般使用之物 ’例如’二辛基鈦酸鹽、二丁基鈦酸鹽、丁基苄基鈦酸鹽 等歐酸酯類；己二酸二辛酯、琥珀酸異癸酯、癸二酸二丁 基等脂肪族2鹼酸酯；二乙二醇二苯甲酸鹽、季戊四醇酯 等醇酯類；油酸丁酯、乙醯箆麻醇酸甲酯等脂肪族酯類； 磷酸三甲酚、磷酸三辛酯、磷酸辛基二苯酯等磷酸酯；環 氧大豆油、環氧硬脂酸苄酯等環氧系可塑劑類；氯化石蠟 等。又，可單獨使用或2種以上組合使用。一般可塑劑對 (A)成分之聚合物1 〇 〇重量單位之添加量較佳爲 1 0 0重量單位以下。 使用法及用途 本發明之組成物可爲單液型組成物或雙液型組成物等 任何形態。若使用雙液型組成物時，例如可先分別調製（ A )成分之聚合物，塡充劑與可塑劑之部分及，可塑劑與 縮合觸媒之部分，再於使用前混合該兩部分。又，使用單 液型組成物時，可將全部成分之混合物封入並保存於保持 爲限幅等之無水狀態的容器中，使用時再由容器取出。本 發明之組成物特別適用爲單液型或雙液型之導電性油墨。 使用本發明之組成物形成厚1 m m以下之硬化被膜時 ，室溫下可使其硬化，但以7 0 °C以上進行加熱時可以約 2 0分鐘之程度快速硬化，得具優良導電性之被膜。 請 先 閱 讀 背 面' 之 注 事 項 再痛 寫 本 頁 I ! I I I訂

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 524832 A7 B7 五、發明說明（9 ) 實施例 下面將以實施例說明本發明，又，實施例中，單位係 指重量單位，粘度爲2 3 °C之値。表面阻力待利用表面阻 力測定器（休雷特公司製，商品名：馬魯吉E 2 3 7 8 A )測定而得。測定溶解於溶劑時之分散性的方式爲目測觀 察。 (實施例1 ) 混合於鉑觸媒下使分子量爲5 0 0 0之兩末端以烯丙 基封端的丙二醇及甲基二異丙氧基矽烷起加成反應而得到 的下列式= CH； CH, CH3 ^ C - Ο I Si-CH2CH2CH20-^CH2-CH-0 A- 〇Η2ΟΗ2ΟΗ2ϊί-(〇 CH, / 1 ^ CH, 請 先 閱 讀 背 面一 之 注

!·裝 頁 I I訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 η = 85 所示之末端矽烷變性聚醚1 Ο Ο單位、導電性碳黑（電氣 化學工業公司製，商品名：電卡普HS — 100) 35單 位、二丁基二甲氧基鍚1單位、四甲基脈基丙基三甲氧基 矽烷1單位、胺基丙基三甲氧基矽烷2單位、乙烯基三異 丙氧基矽烷2 · 5單位、二甲苯3 0 0單位’得導電性油 墨組成物。（粘度：2Pa·s)，不揮發成分：30%

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 524832 A7 B7 五、發明說明（i〇 ) (實施例2 ) 於鉑觸媒下使四甲基二矽氧烷1 3 4 g及二乙烯苯 1 3 5 g起加成反應，得下列式： (CH30)3SiCH2CH2- CH3 CH〇 -I I CH2CH2—Si〇-Si — CH0CH5 ir 1 H3 CH, GHzCh^Si (0_CH3)3 (12) 所示之兩末端以乙烯基封端的聚合物。其次將三甲氧基矽 烷4 · 7 g滴入該聚合物中使其起加成反應，得末端矽烷 變性聚合物。對該聚合物1 〇 〇單位混合導電性碳黑（電 氣化學工業公司製，商品名：電卡普HS — 100) 35 單位、二丁基二甲氧基錫1單位、胺基丙基三甲氧基矽烷 2單位、乙烯基三甲氧基矽烷2 · 5單位、二甲苯3 0 0 單位，得導電性油墨組成物。（粘度：5 P a · s ，不揮 發成分：3 0 % ) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 -意 事 項 再 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (實施例3 ) 混合於鉑觸媒下使分子量爲5 0 0 0之兩末端以烯丙 基封端的聚1 ，4 -丁二醇及甲基二異丙氧基矽烷起加成 反應而得到下列式 卜、) - 0 俨3 CfH3 ί ^CH2\ Si-CH2CH2〇 —(CH2CH2CH2CH2〇)r— 2 一 CH2CH2-Si — 0_C \ η = 80 ch3 \ (13) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 524832 A7 B7 五、發明說明（11 ) 所示之末端矽烷變性聚醚1 0 0單位、導電性碳黑（電氣 化學工業公司製，商品名：電卡普HS— 100) 35單 位、二丁基二甲氧基錫1單位、胺基丙基三甲氧基矽烷2 單位、乙烯基三異丙氧基矽烷2 · 5單位、二甲苯 3 0 0單位，得導電性油墨組成物。（粘度：2 P a · s ’不揮發成分：3 0 % ) (比較例1 ) 混合下列式： fH3 ch3 ch3 ch2=ch—Si〇—(SiO)—Si—ch2=ch2 ^H3 c!；H3 CHo 440 (14) 請 先 閱 讀 背 之 注 -意 事 項 再 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所示之分子量.爲3 3 0 0 0的兩末端以乙烯基封端之聚二 甲基矽氧烷1 0 0單位、導電性碳黑（電氣化學工業公司 製，商品名：電卡普HS - 100) 25單位、氯化鉑酸 (2%) 2—乙基己醇溶液0·08單位、四甲基乙烯基 環四矽氧烷〇 . 2單位、α、ω —三甲基甲矽烷基聚甲基 氫化矽氧烷（分子量：700) 1單位、二甲苯300單 位，得導電性油墨組成物。（粘度：1 0 P a · s ，不揮 發成分：3 0 % ) (比較例2 ) 混合下列式： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- 524832 A7 B7 五、發明說明（12

440 (15) 所示之分子量爲3 3 0 0 0的兩末端以矽烷醇封端之二甲 基矽氧烷1 0 0單位、導電性碳黑（電氣化學工業公司製 ’商品名：電卡普HS — 100) 25單位、二丁基二甲 氧基錫0 · 1單位、胺基丙基三甲氧基矽烷1單位、乙嫌 基三異丙氧基矽烷4單位、二甲苯3 0單位，得導電性油 墨組成物。（粘度·· 1 0 P a · s ，不揮發成分·· 3 0 % (請先閲讀背面之注意」 事項 寫本貢> 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 導電性碳黑之分散性評估 將上述實施例及比較例所製得的5種組成物放置1個 月，再以目測方式觀察評估容器壁面生成碳黑凝集物之情 形。結果如表1所示。又，〇、X之意思如下。 〇：容器壁面無凝集情形 X :容器壁面有凝集情形 評估耐摩擦性 將組成物塗布於信越化學工業（股）製κ E 951 上，以1 0 0 °C加熱3 0分鐘使其硬化，再利用摩擦試驗 機以玻璃棒來回摩擦所得硬化物表面，測定直到玻璃棒附 著碳黑之摩擦次數。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 15 524832 A7 B7 五、發明說明（13 ) (試驗結果） 表1 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2 黑之分 散性 〇 〇 〇 X X 耐摩擦性 超過1 0 0 超過1 00 超過1 0 0 20 20 由上述結果得知，本發明之組成物具良好分散性，且 具抑制由表面分離導電性碳黑之效果。 發明之效果 本發明之導電性油墨組成物不易因溶劑而造成導電性 塡充劑分散及.，於基材上形成被膜狀時不易因摩擦而造成 剝離等，故適用爲導電性塗覆形成材料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16 -

Claims (1)

1. 524832 A8S8D8 六、申請*刹範圍 1 · 一種導電性油墨組成物，其特徵爲，含有 (A )兩末端係以加水分解性矽烷基封鏈，且主鏈係 由可含氧原子及/或矽氧烷鏈結之2價烴基的重覆單位所 形成之烴系液狀聚合物； (B )硬化觸媒： (C )碳系導電性塡充劑； (D )溶劑。 2 .如申請專利範圍第1項之導電性油墨組成物，其 主鏈含有碳數2〜8之亞烷基或羥基亞烷基的重覆單 中 位 中 3 ·如申請專利範圍第2項之導電性油墨組成物，其 主鏈含有式： 一 ch2-ch - Ο Ι (1) 請 先 閱 讀 背 ，面· 之 注 II 再Iρέ 頁 I 訂 GH, 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2) 所示之重覆單位。 4 ·如申請專利範圍第1項之導電性油墨組成物，其 中，主鏈含有合式： η1 -SiOSi-R1 R1 (R 1爲相同或相異之一價烴基或鹵化烴基）所示單位之2 價烴基的重覆單位。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-17 - 524832 A8 B8 C8

   六、申請專利範圍 5 ·如申5R專利範圍第1至4項中任何一項之導電性 油墨組成物，其中末端爲式： (R4)a —Si — X3~a ( 3 ) (式中，R 4爲相同或相異之一價羥基或鹵化烴基，X爲院 氧基’鏈烯基羥基及酮肟基群所選出之基，a爲〇〜2之 整數）所示有機甲矽烷基。 6 · —種硬化物，其係由，如申請專利範圍第1至5 項中任何一項之組成物硬化而成。 (請先閱讀背面之注意事項再9本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (α 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺一張 紙 本 21( /V 格 規