TWI738165B - 導電材料組合物及其所製得之導電材料 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一種導電材料組合物及其所製得之導電材料。該導電材料組合物包含40至80重量份之結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂,以及20至60重量份之金屬材料。該末端反應官能基可為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group)。該金屬材料包含一維金屬材料。
Description
本揭露關於一種導電材料組合物及其所製得之導電材料。
在紡織纖維產業中,導電纖維是製造智慧型紡織品以及穿戴式裝置之重要關鍵材料。傳統導電纖維以金屬纖維為主,具有強度與剛性,但不具有彈性以及可拉伸能力,因此在穿著上舒適性不佳。
為了使樹脂具有導電特性,一般係將碳黑與樹脂材料進行混摻及壓出成形。但此一方法需添加較多的碳黑(50%以上),使得所得材料的強度受到過多碳黑添加而降低。此外,由於碳黑與樹脂相容性不佳,易發生相分離現象,而使導電性不易提升。另一方式是將導電劑(例如金屬粒子)與樹脂混摻,以賦予所得材料導電性,但其加工性及導電能力相對較差。
此外,由於傳統導電劑本身不具備可拉伸特性,當拉伸導電材料時,易造成導電材料的電性大幅變化。為改善拉伸性,
業界提出具有特定導電線路結構設計的導電材料。但是所得導電材料被限制僅能在單一方向進行拉伸,且導致導電材料的製程複雜化。
因此,業界需要一種添加新穎的導電材料,以解決先前技術所遭遇到的問題。
根據本揭露實施例,本揭露提供一種導電材料組合物,可用於導電膠或用來形成導電材料(例如導電織物)。該導電材料組合物包含40至80重量份之結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂,以及20至60重量份之金屬材料。該末端反應官能基可為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group)。該金屬材料包含一維金屬材料。
根據本揭露實施例,本揭露亦提供一種導電材料,其係本揭露所述導電材料組合物的固化產物。
以下針對本揭露之導電材料組合物及其所製得之導電材料作詳細說明。應了解的是,以下之敘述提供許多不同的實施例或例子,用以實施本揭露之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單描述本揭露。當然,這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外,在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露,不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。
本揭露提供一種導電材料組合物。根據本揭露實施例,該導電材料組合物可包含結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂以及金屬材料(例如一維金屬材料)。該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂可藉由雙硫鍵基團與金屬材料產生鍵結,以使二硫化物樹脂包覆在金屬材料外,如此一來可將親水性的一維金屬材料(例如奈米銀線)均勻分散至有機相的樹脂內。此外,該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂可藉由末端反應官能基與其他樹脂成份反應並加快導電材料組合物的固化速率。如此一來,由本揭露所述導電材料組合物之固物產物所形成的導電材料,具有可拉伸性,且在拉伸前後有較低電阻變化倍率。另一方面,藉由特定含量的一維金屬材料之添加,除了使導電材料具有導電性外,可更進一步強化導電材料的可拉伸性並改善機械強度。
根據本揭露實施例,該導電材料組合物包含40至80重量份(例如40重量份、45重量份、50重量份、55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、或80重量份)之結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂,以及20至60重量份(例如20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份、55重量份、或60重量份)之金屬材料。該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂可為具有一末端反應官能基的二硫化物樹脂、或具有二末端反應官能基的二硫化物樹脂。該末端反應官能基可獨立為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group)。該金屬材料包含一維金屬材料。根據本揭露實施例,該導電材料組合物由40至80重量份之具有末端反應官能基的二硫化物樹脂,以及20至60重量份之金屬材料所組成。根據本揭露實施例,該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂與該金屬材料的總重為100重量份。根據本揭露實施例,該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的分子量(例如數目平均分子量)可約介於100至50,000之間,例如約200至45,000、200至40,000、300至40,000、400至40,000、或500至50,000。當該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的分子量提高時,則有助利於導電材料組合物之固化產物的拉伸性提升。
根據本揭露實施例,該導電材料組合物可更包含一第三化合物,其中該第三化合物係具有反應官能基的單體、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、或上述之組合,其中該反應官能基係丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group)。根據本揭露實施例,添加該第三化合物的目的在於調控聚合後的樹脂構型,並調整導電材料組合物的拉伸特性。根據本揭露實施例,該第三化合物與該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的重量比為1:99至1:1,例如1:50、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2、至1:1。根據本揭露實施例,該環氧樹脂可為雙酚A型環氧樹脂(bisphenol A epoxy resin)、雙酚F型環氧樹脂(bisphenol F epoxy resin)、雙酚S型環氧樹脂(bisphenol S epoxy resin)、酚醛環氧樹脂(novolac epoxy resin)、聯苯型環氧樹脂(biphenyl epoxy resin)、或環戊二烯型環氧樹脂(cyclopentadiene epoxy resin)。
根據本揭露實施例,該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的結構可為
,其中n為1至200之整數;R
1及R
2獨立為氫或甲基; A為具有反應官能基的C
3-20基團,且於該C
3-20基團中,任意之-CH
2-可被-O-、-CO-或-COO-取代;以及,B為C
1-18烷基、C
1-18烷氧基、或具有反應官能基的C
3-20基團,且於該C
3-20基團中,任意之-CH
2-可被-O-、-CO-或-COO-取代。該反應官能基可為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基(3,4-epoxycyclohexyl group)。該C
1-18烷基可為直鏈或分支(linear or branched)鏈的烷基。舉例來說,C
1-18烷基可為甲基(methyl)、乙基(ethyl)、丙基(propyl)、丁基(butyl)、戊基(pentyl)、己基(hexyl)、庚基(heptyl)、辛基(octyl)、或其異構體(isomer)。根據本揭露實施例,該C
1-18烷氧基可為直鏈或分支(linear or branched)鏈的烷氧基。舉例來說,C
1-18烷氧基可為甲氧基(methoxy)、乙氧基(ethoxy)、丙氧基(propoxy)、丁氧基(butoxy)、戊氧基(pentyloxy)、己氧基(hexyloxy)、庚氧基(heptyloxy)、辛氧基(octyloxy)、或其異構體(isomer)。
根據本揭露實施例,該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的結構可為
,其中n為1至200之整數;R
1及R
2獨立為氫或甲基;R
3及R
4獨立為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group);R
5及R
6獨立為單鍵、C
1-17亞烷基(alkylene)、或於C
1-17亞烷基(alkylene)中,任意之-CH
2-可被-O-、-CO-或-COO-取代。該C
1-17亞烷基可為直鏈或分支(linear or branched)鏈的烷基。舉例來說,C
1-17亞烷基(alkylene)可為亞甲基(methylene group)、亞乙基(ethylene group)、亞丙基(propylene group)、亞丁基(butylene group)、亞戊基(pentylene group)、亞己基(hexylene group)、亞庚基(heptylene group)、亞辛基(octylene group)、或其異構體(isomer)。根據本揭露實施例,為有效控制導電材料組合物的反應性(例如避免非預期的反應發生),該R
3及R
4可獨立為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、或3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group)。
根據本揭露實施例,該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的結構可為
,其中n為1至200之整數;R
1及R
2獨立為氫或甲基;R
3為丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基 (3,4-epoxycyclohexyl group);R
5為單鍵、C
1-17亞烷基(alkylene)、或於C
1-17亞烷基(alkylene)中,任意之-CH
2-可被-O-、-CO-或-COO-取代;以及,R
7為C
1-18烷基或C
1-18烷氧基。
根據本揭露實施例,該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂係為一二硫化物硫醇與一丙烯酸酯化合物的反應產物,其中該丙烯酸酯化合物包含一第一化合物,其中該第一化合物具有兩個反應官能基,其中一反應官能基係丙烯酸酯基(acrylate group)或甲基丙烯酸酯基(methacrylate group),另一反應官能基係丙烯酸酯基(acrylate group)、甲基丙烯酸酯基(methacrylate group)、環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基(3,4-epoxycyclohexyl group)。
根據本揭露實施例,該二硫化物硫醇具有式(I)所示結構
式(I)
,其中n係1至200之整數(例如1、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、或200)。
根據本揭露實施例,該第一化合物可為甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲酯((3-ethyl-3-oxetanyl)methyl methacrylate)、丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate,HDDA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate、GMA)、丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl acrylate)、二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate,DPGDA)、乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate)、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol-A diacrylate)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(polyethylene glycol dimethacrylate)、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯(polypropylene glycol dimethacrylate)、聚乙二醇二丙烯酸酯(polyethylene glycol diacrylate)、聚丙二醇二丙烯酸酯(polypropylene glycol diacrylate)、三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(tricyclodecane dimethanol diacrylate)、新戊二醇聚甲基環氧乙烷二丙烯酸酯(propoxylated neopentyl glycol diacrylate)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、或上述之組合。根據本揭露實施例,該第一化合物可為脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(aliphatic urethane acrylate)、芳族聚氨酯丙烯酸酯(aromatic urethane acrylate)、脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸酯(aliphatic urethane methacrylate)、或芳族聚氨酯甲基丙烯酸酯(aromatic urethane methacrylate)。根據本揭露實施例,該第一化合物可例如為SR-601NS(Sartomer)、SR348 L NS(Sartomer)、SR349 NS(Sartomer)、SR601 NS(Sartomer)、(SR480 NS(Sartomer)、SR602 NS(Sartomer)、SR603 OP(Sartomer)、SR610 NS(Sartomer)、SR644(Sartomer)、SR833S(Sartomer)、SR9003S(Sartomer)、SR306 TFN(Sartomer)、CN9007(Sartomer)、CN8881 NS(Sartomer)、CN9014 NS(Sartomer)、CN964(Sartomer)、CN9178 NS(Sartomer)、CN965NS(Sartomer)、CN969 NS(Sartomer)、CN980 NS(Sartomer)、CN981 NS(Sartomer)、CN983 NS(Sartomer)、CN9893 NS(Sartomer)、CN991 NS(Sartomer)、CN996 NS(Sartomer)、CN9167(Sartomer)、CN978 NS(Sartomer)、CN2203 NS(Sartomer)、CN2254 NS(Sartomer)、CN2283 NS(Sartomer)、CN7001 NS(Sartomer)、CN8010 NS(Sartomer)、CN104 NS(Sartomer)、CN110 NS(Sartomer)、CN117(Sartomer)、CN120 NS(Sartomer)、CN159 NS(Sartomer)、CN2003 NS(Sartomer)、CN307(Sartomer)、PEG(200)DA (DBC)、127-100 (DBC)、129 (DBC)、1700 (DBC)、1701 (DBC)、1710 (DBC)、1720 (DBC)、或541(DBC)。
根據本揭露實施例,該丙烯酸酯化合物更包含一第二化合物,其中該第二化合物係單丙烯酸酯基化合物、或單甲基丙烯酸酯基化合物,且該第二化合物不具有環氧丙基(glycidyl group)、環氧乙烷基(oxiranyl group)、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、或3,4-環氧基環己基(3,4-epoxycyclohexyl group)。
根據本揭露實施例,該第二化合物係甲氧基聚乙烯醇單丙烯酸酯(methoxy polyethylene glycol monoacrylate)、甲氧基聚乙烯醇單甲基丙烯酸酯(methoxy polyethylene glycol monomethacrylate)、烷氧化丙烯酸月桂酯(alkoxylated lauryl acrylate) 、丙烯酸四氫呋喃酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)、甲基丙烯酸四氫呋喃酯(tetrahydrofurfuryl methacrylate)、甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate)、丙烯酸月桂酯(lauryl acrylate)、2-(2-乙氧乙氧基)乙基丙烯酸酯(2-(2-Ethoxyethoxy) Ethyl Acrylate)、甲基丙烯酸十八酯(stearyl methacrylate)、丙烯酸十八酯(stearyl acrylate)、丙烯酸異癸酯(isodecyl acrylate)、甲基丙烯酸異癸酯(isodecyl acrylate)、丙烯酸-2-苯氧基乙酯(2-phenoxyethyl acrylate)、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯(2-phenoxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯(trimethylcyclohexyl methacrylate)、丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯(trimethylcyclohexyl acrylate)、甲基丙烯酸異冰片酯(isobornyl methacrylate)、丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate)、丙烯酸十三基酯(tridecyl acrylate)、甲基丙烯酸十三基酯(tridecyl methacrylate)、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯(ethoxylated nonyl phenol acrylate)、丙烯酸辛癸酯(octyldecyl acrylate)、甲基丙烯酸辛癸酯(octyldecyl acrylate)、環三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、2-丙烯酸羥乙酯(2-hydroxyethyl acrylate)、2-甲基丙烯酸羥乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate) 、丙烯酸異辛酯(Ethylhexyl acrylate)、甲基丙烯酸異辛酯(ethylhexyl acrylate)、或上述之組合。根據本揭露實施例,該第二化合物可為CD553(Sartomer)、CD552(Sartomer)、CD9075、SR203(Sartomer)、SR256(Sartomer)、SR313A(Sartomer)、SR324(Sartomer)、SR335(Sartomer)、SR395NS(Sartomer)、SR339 NS(Sartomer)、SR340(Sartomer)、SR420(Sartomer)、SR423 NS(Sartomer)、SR489D(Sartomer)、SR504 NS(Sartomer)、SR506NS(Sartomer)、SR484(Sartomer)、SR506 NS(Sartomer)、SR531(Sartomer)、SR550(Sartomer)、SR551(Sartomer)、或SR614 NS(Sartomer)。
本揭露所述金屬材料可為三維(長、寬、高)皆小於或等於約300µm(例如為100nm至300µm)的金屬材料。根據本揭露實施例,該金屬材料包含一維金屬材料。此外,根據本揭露實施例,該金屬材料更包含二維金屬材料、三維金屬材料、或上述之組合。在此,該一維金屬材料與該金屬材料的重量比為1:99至99:1。再者,根據本揭露實施例,本揭露所述金屬材料可為一維金屬材料、二維金屬材料、三維金屬材料、或上述之組合。本揭露所述“一維金屬材料”係指金屬材料的長與寬之尺寸比在5:1至5000:1的範圍內、長與高之尺寸比在5:1至5000:1的範圍內、且寬及高之尺寸比在4.99:1至1:4.99的範圍內。本揭露所述“二維金屬材料”係指金屬材料的的長與寬之尺寸比在5:1至1:5的範圍內、長與高之尺寸比在5:1至5000:1的範圍內、且寬與高之尺寸比在5:1至5000:1的範圍內。本揭露所述“三維金屬材料”係指金屬材料的的長與寬之尺寸比在4.99:1至1:4.99的範圍內、長與高之尺寸比在4.99:1至1:4.99的範圍內、且寬與高之尺寸比在4.99:1至1:4.99的範圍內。
根據本揭露實施例,該一維金屬材料可為金屬棒、金屬線、金屬帶、金屬管、金屬尖端、金屬柱、金屬纖維、或上述之組合。根據本揭露實施例,該一維金屬材料係金屬線,且該金屬線之線徑為20nm至200nm,且該金屬線之長度為5μm至300μm。
根據本揭露實施例,該二維金屬材料係金屬片、金屬板、金屬圓盤、或上述之組合。
如根據本揭露實施例,該三維金屬材料係金屬粉、金屬球、或上述之組合。
根據本揭露實施例,該金屬材料包含鈦、鐵、鈷、鎳、鉑、銅、銀、金、鋅、鋁、銦、錫、上述之合金、或上述之複合物。根據本揭露實施例,該金屬材料可為一合金,其中該合金所含之金屬包含鈦、鐵、鈷、鎳、鉑、銅、銀、金、鋅、鋁、銦、或錫。根據本揭露實施例,該金屬材料可為一複合金屬材料,其中該複合金屬材料包含至少二種金屬,其中該金屬係鈦、鐵、鈷、鎳、鉑、銅、銀、金、鋅、鋁、銦、或錫。
根據本揭露實施例,該導電材料組合物更包含一添加劑。所述習知添加劑的實例包括但不限於:起始劑、硬化劑、平坦劑、填充物、色料、消泡劑、安定劑、或耐燃劑。所述添加劑可單獨使用或組合使用。上述各種添加劑之用量,為本揭露所屬技術領域中具有通常知識者於觀得本說揭露之揭露內容後,可依其通常知識而視需要調整者,並無特殊限制。舉例來說,該添加劑的添加量可為0.1wt%至10wt%,以該具有末端反應官能基的二硫化物樹脂及該金屬材料的總重為基準。
根據本揭露實施例,該起始劑可為過氧化物(peroxide)起始劑、偶氮化合物(azo compound)起始劑、或過硫酸鹽(persulfate)起始劑。根據本揭露實施例,該過氧化物(peroxide)起始劑可為苯甲醯基過氧化物(benzoyl peroxide)、1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷(1,1-bis(tert-butylperoxy)cyclohexane)、2,5-雙(第三丁基過氧基)-2,5-二甲基環己烷(2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylcyclohexane)、2,5-雙(第三丁基過氧基)-2,5-二甲基-3-環己炔(2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethyl-3-cyclohexyne)、雙(1-(第三丁基過氧基)-1-甲基乙基)苯(bis(1-(tert-butylpeorxy)-1-methy-ethyl)benzene)、第三丁基過氧化氫(tert-butyl hydroperoxide)、第三丁基過氧化物(tert-butyl peroxide)、第三丁基過氧基苯甲酸(tert-butyl peroxybenzoate)、茴香基過氧化氫(Cumene hydroperoxide)、環己酮基過氧化物(cyclohexanone peroxide)、二茴香基過氧化物(dicumyl peroxide)、月桂基過氧化物(lauroyl peroxide)、或上述之組合。根據本揭露實施例,該偶氮化合物(azo compound)起始劑可為偶氮二異丁腈(N,N’- azobisisobutyronitrile、AIBN)、偶氮二異庚腈(2,2'-azobisisoheptonitrile、ABVN)、偶氮二異戊腈(2,2'-azobis-(2-methylbutyronitrile、AMBN)、偶氮二環己基甲腈(1,1'-Azobis(cyclohexane-1-carbonitrile、ACCN)、偶氮異丁氰基甲醯胺(1-((cyano-1-methylethyl)azo) formamide、CABN)、偶氮二異丁脒鹽酸鹽(2,2'-azobis(2-methylpropionamide)dihydrochloride、AIBA)、偶氮二異丁酸二甲酯(dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate、AIBME)、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽(2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride、AIBI)、或上述之組合。根據本揭露實施例,該過硫酸鹽(persulfate)起始劑可為過硫酸鈉(sodium persulfate)、過硫酸鉀(potassium persulfate)、過硫酸銨(ammonium persulfate)、或上述之組合。
根據本揭露實施例,本揭露亦提供一種導電材料,其係本揭露所述導電材料組合物經一固化製程所得之固化產物。該固化製程的溫度可為80℃至200℃,時間可為10分鐘至120分鐘。
為了讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉數實施例配合所附圖示,作詳細說明如下:
具末端反應官能基之二硫化物樹脂的製備
製備例1:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-3,由東麗精細化工公司製造)、5.3835克之丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate)、0.6115克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)。
製備例2:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-23,由東麗精細化工公司製造)、2.319克之丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate)、0.5196克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(2)。
製備例3:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-23,由東麗精細化工公司製造)、1.491克之丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate)、0.4947克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3)。
製備例4:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-31,由東麗精細化工公司製造)、1.1595克之丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate)、0.4848克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)。
製備例5:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-55,由東麗精細化工公司製造)、2.3265克之甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate、GMA)、0.5198克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)。
製備例6:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-56,由東麗精細化工公司製造)、5.5845克之乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate)(商品編號為SR-601NS,由Sartomer製造)、0.6175克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(6)。
製備例7:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-56,由東麗精細化工公司製造)、2.4655克之 1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate,HDDA)、0.524克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)。
製備例8:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-56,由東麗精細化工公司製造)、0.6327克之2-丙烯酸羥乙酯(2-hydroxyethyl acrylate,2-HEA)、1.32克之二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate,DPGDA)、0.5086克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(8)。
製備例9:
將15克之多硫化物(商品編號為Thiokol LP-56,由東麗精細化工公司製造)、0.8509克之丙烯酸四氫呋喃酯(Tetrahydrofurfuryl acrylate,THFA)、1.0036克甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲酯((3-ethyl-3-oxetanyl)methyl methacrylate)、0.5056克2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisisobutyronitrile,AIBN)、與10克二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)依序加入一反應瓶中,並在60℃下加熱攪拌24小時。所得產物以旋轉濃縮儀抽乾,得到具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)。
導電材料組合物之製備
實施例1
將60重量份具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到導電材料組合物(1)。接著,對導電材料組合物(1)進行可分散性測試,結果顯示於表1。可分散性測試如下:將導電材料組合物以鋼板印刷(厚度為40 μm)形成一濕膜(尺寸為5 cm x 1 cm)於玻璃基板上,以肉眼觀察有無團聚顆粒,若沒有觀察到團聚顆粒,則代表通過可分散性測試。
接著,將導電材料組合物(1)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(1)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(1)的電阻率,結果如表1所示。
實施例2
實施例2如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(2)取代,得到導電材料組合物(2)。接著,對導電材料組合物(2)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(2)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(2)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(2)的電阻率,結果如表1所示。
實施例3
實施例3如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3)取代,得到導電材料組合物(3)。接著,對導電材料組合物(3)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(3)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(3)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(3)的電阻率,結果如表1所示。
實施例4
實施例4如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)取代,得到導電材料組合物(4)。接著,對導電材料組合物(4)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(4)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(4)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(4)的電阻率,結果如表1所示。
實施例5
實施例5如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)取代,得到導電材料組合物(5)。接著,對導電材料組合物(5)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(5)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(5)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(5)的電阻率,結果如表1所示。
實施例6
實施例6如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(6)取代,得到導電材料組合物(6)。接著,對導電材料組合物(6)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(6)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(6)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(6)的電阻率,結果如表1所示。
實施例7
實施例7如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)取代,得到導電材料組合物(7)。接著,對導電材料組合物(7)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(7)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(7)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(7)的電阻率,結果如表1所示。
實施例8
實施例8如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(8)取代,得到導電材料組合物(8)。接著,對導電材料組合物(8)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(8)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(8)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(8)的電阻率,結果如表1所示。
實施例9
實施例9如實施例1所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)取代,得到導電材料組合物(9)。接著,對導電材料組合物(9)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(9)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(9)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(9)的電阻率,結果如表1所示。
表1
二硫化物樹脂 | 分散性測試 | 電阻率 (Ω·cm) | |
實施例1 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1) | 通過 | 1.42x10 -4 |
實施例2 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(2) | 通過 | 1.15x10 -4 |
實施例3 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3) | 通過 | 1.88x10 -4 |
實施例4 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4) | 通過 | 1.57x10 -4 |
實施例5 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5) | 通過 | 1.74x10 -4 |
實施例6 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(6) | 通過 | 1.78x10 -4 |
實施例7 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7) | 通過 | 1.46x10 -4 |
實施例8 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(8) | 通過 | 3.83x10 -4 |
實施例9 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9) | 通過 | 2.65x10 -4 |
在實施例1-9所述之導電材料組合物中,藉由具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯官能基的二硫化物樹脂(即改質的多硫化物)的添加,使得顆粒狀、片狀與線狀的銀(即銀粉、銀片、與銀線)可以同時有效分散在具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯基的二硫化物樹脂中,使導電材料組合物呈現均勻混合可流動的狀態。此外,二硫化物樹脂本身具有環氧官能基或是丙烯酸酯官能基,可讓導電材料組合物(可進一步包含起始劑或硬化劑)經由加熱進行硬化。由表1可得知,實施例1-7所述導電膜(導電材料組合物的固化產物)具有電性且電阻率可達約1 x 10
-4Ω•cm至2 x10
-4Ω•cm。此外,實施例8及9所使用的二硫化物樹脂僅具有一個末端環氧官能基或是末端丙烯酸酯官能基,硬化後電阻率可達約2 x10
-4Ω•cm 至4x10
-4Ω•cm。由於一般奈米銀線主要在水相系統下合成,不容易分散至有機相系統內,本揭露所述導電材料組合物透過二硫化物樹脂結構中的雙硫鍵與銀產生鍵結並包覆在銀外面,可以將親水性的線狀奈米銀粉轉相分散至有機相的樹脂內。
具有環氧官能基或是丙烯酸酯官能基
實施例10
將12重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、48重量份具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到導電材料組合物(10)。接著,對導電材料組合物(10)進行可分散性測試,結果顯示於表2。
接著,將導電材料組合物(10)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(10)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(10)的電阻率,結果如表2所示。
實施例11
實施例11如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(2)取代,得到導電材料組合物(11)。接著,對導電材料組合物(11)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(11)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(11)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(11)的電阻率,結果如表2所示。
實施例12
實施例12如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3)取代,得到導電材料組合物(12)。接著,對導電材料組合物(12)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(12)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(12)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(12)的電阻率,結果如表2所示。
實施例13
實施例13如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)取代,得到導電材料組合物(13)。接著,對導電材料組合物(13)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(13)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(13)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(13)的電阻率,結果如表2所示。
實施例14
實施例14如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)取代,得到導電材料組合物(14)。接著,對導電材料組合物(14)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(14)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(14)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(14)的電阻率,結果如表2所示。
實施例15
實施例15如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(6)取代,得到導電材料組合物(15)。接著,對導電材料組合物(15)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(15)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(15)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(15)的電阻率,結果如表2所示。
實施例16
實施例16如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)取代,得到導電材料組合物(16)。接著,對導電材料組合物(16)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(16)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(16)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(16)的電阻率,結果如表2所示。
實施例17
實施例17如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(8)取代,得到導電材料組合物(17)。接著,對導電材料組合物(17)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(17)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(17)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(17)的電阻率,結果如表2所示。
實施例18
實施例18如實施例10所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)取代,得到導電材料組合物(18)。接著,對導電材料組合物(18)進行可分散性測試,結果顯示於表1。接著,將導電材料組合物(18)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(18)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(18)的電阻率,結果如表2所示。
表2
脂環族環氧樹脂單體 (12重量份) | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂 (48重量份) | 分散性測試 | 電阻率 (Ω·cm) | |
實施例10 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(1) | 通過 | 2.48x10 -4 |
實施例11 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(2) | 通過 | 1.38x10 -4 |
實施例12 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3) | 通過 | 2.87x10 -4 |
實施例13 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4) | 通過 | 1.61x10 -4 |
實施例14 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5) | 通過 | 2.48x10 -4 |
實施例15 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(6) | 通過 | 1.77x10 -4 |
實施例16 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7) | 通過 | 2.23x10 -4 |
實施例17 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(8) | 通過 | 4.74x10 -4 |
實施例18 | YX8000 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9) | 通過 | 3.87x10 -4 |
比較例1
將20.2重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、50重量份多硫化物(商品編號為Thiokol LP-3,由東麗精細化工公司製造)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3.006重量份起始劑(四正丁基氟化銨(tetra-n-butylammonium fluoride,TBAF))與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(1)。接著,對組合物(1)進行可分散性測試,結果顯示於表3。
接著,將組合物(1)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(1)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測膜層(1)的電阻率,結果如表3所示。
比較例2
將8.7重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、50重量份多硫化物(商品編號為Thiokol LP-23,由東麗精細化工公司製造)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、2.661重量份起始劑(四正丁基氟化銨(tetra-n-butylammonium fluoride,TBAF))與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(2)。接著,對組合物(2)進行可分散性測試,結果顯示於表3。
接著,將組合物(2)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(2)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測膜層(2)的電阻率,結果如表3所示。
比較例3
將5.6重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、50重量份多硫化物(商品編號為Thiokol LP-23,由東麗精細化工公司製造)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、2.568重量份起始劑(四正丁基氟化銨(tetra-n-butylammonium fluoride,TBAF))與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(3)。接著,對組合物(2)進行可分散性測試,結果顯示於表3。
接著,將組合物(3)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(3)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測膜層(3)的電阻率,結果如表3所示。
比較例4
將4.4重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、50重量份多硫化物(商品編號為Thiokol LP-23,由東麗精細化工公司製造)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、2.532重量份起始劑(四正丁基氟化銨(tetra-n-butylammonium fluoride,TBAF))與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(4)。接著,對組合物(4)進行可分散性測試,結果顯示於表3。
接著,將組合物(4)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(4)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測膜層(4)的電阻率,結果如表3所示。
比較例5
將60重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、1.8重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(5)。接著,對組合物(5)進行可分散性測試,結果顯示於表3。
接著,將組合物(5)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(5)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測膜層(5)的電阻率,結果如表3所示。
比較例6
將60重量份雙官能雙酚A/環氧氯丙烷環氧樹脂(商品編號為EPON® Resin 828,購自Shell Chemical )、25重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、1.8重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入10重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(6)。接著,對組合物(6)進行可分散性測試,結果顯示於表3。
接著,將組合物(6)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(6)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測膜層(6)的電阻率,結果如表3所示。
表3
具反應官能基之單體/樹脂 | 多硫化物 | 分散性測試 | 電阻率 (Ω·cm) | |
比較例1 | YX8000 (20.2重量份) | LP3(50重量份) | 通過 | 無法導電 |
比較例2 | YX8000 (8.7重量份) | LP23(50重量份) | 通過 | 無法導電 |
比較例3 | YX8000 (5.6重量份) | LP55(50重量份) | 通過 | 無法導電 |
比較例4 | YX8000 (4.4重量份) | P31(50重量份) | 通過 | 無法導電 |
比較例5 | YX8000 (60重量份) | - | 未通過 | 無法導電 |
比較例6 | EPON® Resin 828 (60重量份) | - | 未通過 | 無法導電 |
雖然實施例10-18所述導電材料組合物進一步添加脂環族環氧樹脂單體,但藉由具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯官能基的二硫化物樹脂(即改質的多硫化物)的添加,仍使得顆粒狀、片狀與線狀的銀(即銀粉、銀片、與銀線)可以同時有效分散在導電材料組合物中,使導電材料組合物呈現均勻混合可流動的狀態。由表2可得知,實施例10-16所述導電膜(導電材料組合物的固化產物)具有電性且電阻率可達約1 x 10
-4Ω•cm至3 x10
-4Ω•cm。此外,實施例8及9所使用的二硫化物樹脂僅具有一個末端環氧官能基或是末端丙烯酸酯官能基,硬化後電阻率可達約3 x10
-4Ω•cm 至5x10
-4Ω•cm。具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯官能基的二硫化物樹脂(即改質的多硫化物)可協助將金屬材料有效分散至其他樹脂內,並且同時可與其他樹脂一起硬化,使導電材料組合物在固化後仍具有電性。比較例1-4係使用未改質的多硫化物搭配脂環族環氧樹脂單體來製備組合物。由表3可得知,雖然未改質的多硫化物也可使得顆粒狀、片狀與線狀的銀(即銀粉、銀片、與銀線)同時分散在組合物中,不過,所得組合物在固化後並不具電性。比較例5-6僅使用還氧樹脂來製備組合物(不包含本揭露所述具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯官能基的二硫化物樹脂)。由表3可得知,同時含有顆粒狀、片狀與線狀的銀(即銀粉、銀片、與銀線)無法分散於環氧樹脂中,且所得組合物在固化後並不具電性。
實施例19
將40重量份具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)、11.4重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、45.6重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入3重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到導電材料組合物(19)。接著,對導電材料組合物(19)進行可分散性測試,結果顯示於表4。
接著,將導電材料組合物(19)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(19)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(19)的電阻率,結果如表4所示。
實施例20
實施例20如實施例19所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)取代,得到導電材料組合物(20)。接著,對導電材料組合物(20)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(20)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(20)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(20)的電阻率,結果如表4所示。
實施例21
實施例21如實施例19所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)取代,得到導電材料組合物(21)。接著,對導電材料組合物(21)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(21)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(21)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(21)的電阻率,結果如表4所示。
實施例22
實施例22如實施例19所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)取代,得到導電材料組合物(22)。接著,對導電材料組合物(22)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(22)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(22)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(22)的電阻率,結果如表4所示。
實施例23
將80重量份具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)、1重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、4重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入15重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到導電材料組合物(23)。接著,對導電材料組合物(23)進行可分散性測試,結果顯示於表4。
接著,將導電材料組合物(23)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(23)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(23)的電阻率,結果如表4所示。
實施例24
實施例24如實施例23所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)取代,得到導電材料組合物(24)。接著,對導電材料組合物(24)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(24)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(24)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(24)的電阻率,結果如表4所示。
實施例25
實施例25如實施例23所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)取代,得到導電材料組合物(25)。接著,對導電材料組合物(25)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(25)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(25)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(25)的電阻率,結果如表4所示。
實施例26
實施例26如實施例23所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)取代,得到導電材料組合物(26)。接著,對導電材料組合物(26)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(26)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(26)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(26)的電阻率,結果如表4所示。
實施例27
將60重量份具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)、2重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、8重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入30重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到導電材料組合物(27)。接著,對導電材料組合物(27)進行可分散性測試,結果顯示於表4。
接著,將導電材料組合物(27)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(27)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(27)的電阻率,結果如表4所示。
實施例28
實施例28如實施例27所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)取代,得到導電材料組合物(28)。接著,對導電材料組合物(28)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(28)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(28)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(28)的電阻率,結果如表4所示。
實施例29
實施例29如實施例27所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)取代,得到導電材料組合物(29)。接著,對導電材料組合物(29)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(29)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(29)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(29)的電阻率,結果如表4所示。
實施例30
實施例30如實施例27所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)以具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)取代,得到導電材料組合物(30)。接著,對導電材料組合物(26)進行可分散性測試,結果顯示於表4。接著,將導電材料組合物(30)以網印方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 1 cm)於玻璃基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(30)。接著,以四點探針電阻計(編號為LORESTA-AX,購自Mitsubishi Chemical Co.)量測導電膜(30)的電阻率,結果如表4所示。
表4
具末端反應官能基之二硫化物樹脂 | S11000-10 (重量份) | FA-D-5 (重量份) | 奈米銀線(重量份) | 分散性測試 | 電阻率 (Ω·cm) | |
實施例19 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)(40重量份) | 11.4 | 45.6 | 3 | 通過 | 8.54x10 -3 |
實施例20 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)(40重量份) | 11.4 | 45.6 | 3 | 通過 | 6.15x10 -3 |
實施例21 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)(40重量份) | 11.4 | 45.6 | 3 | 通過 | 6.76x10 -3 |
實施例22 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)(40重量份) | 11.4 | 45.6 | 3 | 通過 | 7.34x10 -3 |
實施例23 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)(80重量份) | 1 | 4 | 15 | 通過 | 7.62x10 -3 |
實施例24 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)(80重量份) | 1 | 4 | 15 | 通過 | 8.41x10 -3 |
實施例25 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)(80重量份) | 1 | 4 | 15 | 通過 | 7.96x10 -3 |
實施例26 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)(80重量份) | 1 | 4 | 15 | 通過 | 8.79x10 -3 |
實施例27 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(4)(60重量份) | 2 | 8 | 30 | 通過 | 4.28x10 -3 |
實施例28 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(5)(60重量份) | 2 | 8 | 30 | 通過 | 5.83x10 -3 |
實施例29 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(7)(60重量份) | 2 | 8 | 30 | 通過 | 4.67x10 -3 |
實施例30 | 具末端反應官能基之二硫化物樹脂(9)(60重量份) | 2 | 8 | 30 | 通過 | 5.42x10 -3 |
由表4可得知,在實施例19-22所述導電材料組合物中(相對高的片狀銀,及相對低的銀線),銀可有效分散於導電材料組合物並呈現均勻混合可流動的狀態,實施例19-22所得導電膜具有電性且電阻率可達6 x 10
-3Ω•cm至9 x10
-3Ω•cm。在實施例23-26所述導電材料組合物中(具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯官能基的二硫化物樹脂增加至80重量份),銀可有效分散於導電材料組合物並呈現均勻混合可流動的狀態,實施例23-26所得導電膜具有電性且電阻率可達7 x 10
-3Ω•cm至9 x10
-3Ω•cm。在實施例27-30所述導電材料組合物中(相對高的銀線),銀可有效分散於導電材料組合物並呈現均勻混合可流動的狀態,實施例27-30所得導電膜具有電性且電阻率可達4 x 10
-3Ω•cm至6 x10
-3Ω•cm
實施例31
將60重量份具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3)、17.5重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、17.5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(商品編號為SanAid® SI-60,由三新化學公司製造)與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入5重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到導電材料組合物(31)。接著,對導電材料組合物(31)進行可分散性測試,結果顯示於表5。
接著,將導電材料組合物(31)以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(31)。接著,對導電膜(31)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表5所示。該拉伸120%電阻變化測試的步驟包含,將導電膜拉伸至120%後並回復,重複500次。接著,量測導電膜的電阻變化倍率(與未進行拉伸的導電膜相比)。該拉伸150%電阻變化測試的步驟包含,將導電膜拉伸至150%後,量測導電膜的電阻變化倍率(與未進行拉伸的導電膜相比)。
實施例32
實施例32如實施例31所述的方式進行,除了將S11000-10的重量由17.5重量份降低至16重量份、將FA-D-5由17.5重量份降低至16重量份、並將奈米銀線由5重量份增加至8重量份,得到導電材料組合物(32)。接著,對導電材料組合物(32)進行可分散性測試,結果顯示於表5。接著,將導電材料組合物(32)以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(32)。接著,對導電膜(32)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表5所示。
實施例33
實施例33如實施例31所述的方式進行,除了將S11000-10的重量由17.5重量份降低至15重量份、將FA-D-5由17.5重量份降低至15重量份、並將奈米銀線由5重量份增加至10重量份,得到導電材料組合物(33)。接著,對導電材料組合物(33)進行可分散性測試,結果顯示於表5。接著,將導電材料組合物(33)以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(33)。接著,對導電膜(33)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表5所示。
實施例34
實施例34如實施例31所述的方式進行,除了將S11000-10的重量由17.5重量份降低至2.5重量份、將FA-D-5由17.5重量份增加至30重量份、並將奈米銀線由5重量份增加至10重量份,得到導電材料組合物(34)。接著,對導電材料組合物(34)進行可分散性測試,結果顯示於表5。接著,將導電材料組合物(34)以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(34)。接著,對導電膜(34)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表5所示。
實施例35
實施例35如實施例31所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3)由60重量份增加至80重量份、將S11000-10的重量由17.5重量份降低至2.5重量份、將FA-D-5由17.5重量份降低至2.5重量份、並將奈米銀線由5重量份增加至15重量份,得到導電材料組合物(35)。接著,對導電材料組合物(35)進行可分散性測試,結果顯示於表5。接著,將導電材料組合物(35)以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(35)。接著,對導電膜(34)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表5所示。
實施例36
實施例36如實施例31所述的方式進行,除了將具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3)由60重量份降低至40重量份、將S11000-10的重量由17.5重量份增加至28.5重量份、將FA-D-5由17.5重量份增加至28.5重量份、並將奈米銀線由5重量份降低3重量份,得到導電材料組合物(36)。接著,對導電材料組合物(36)進行可分散性測試,結果顯示於表5。接著,將導電材料組合物(36)以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到導電膜(36)。接著,對導電膜(36)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表5所示。
表5
具末端反應官能基之二硫化物樹脂(3) | S11000-10 (重量份) | FA-D-5 (重量份) | 奈米銀線(重量份) | 分散性測試 | 電阻變化倍率 (拉伸120%) | 電阻變化倍率 (拉伸150%) | |
實施例31 | 60重量份 | 17.5 | 17.5 | 5 | 通過 | 18.69 | 22.27 |
實施例32 | 60重量份 | 16 | 16 | 8 | 通過 | 6.83 | 18.36 |
實施例33 | 60重量份 | 15 | 15 | 10 | 通過 | 5.19 | 15.03 |
實施例34 | 60重量份 | 0 | 30 | 10 | 通過 | 4.45 | 22.64 |
實施例35 | 80重量份 | 2.5 | 2.5 | 15 | 通過 | 2.42 | 4.28 |
實施例36 | 40重量份 | 28.5 | 28.5 | 3 | 通過 | 14.24 | 11.39 |
比較例7
將8.1重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、71.9重量份多硫化物(商品編號為Thiokol LP-55,由東麗精細化工公司製造)、2.5重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、2.5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(四正丁基氟化銨(tetra-n-butylammonium fluoride,TBAF))與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入15重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(7)。接著,對組合物(7)進行可分散性測試,結果顯示於表6。
接著,將組合物(7) 以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(7)。接著,對膜層(7)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表6所示。
比較例8
將4重量份脂環族環氧樹脂單體(商品編號為YX8000,購自三菱化學株式會社)、36重量份多硫化物(商品編號為Thiokol LP-55,由東麗精細化工公司製造)、28.5重量份銀粉(商品編號為S11000-10,由Ferro Japan製造,平均粒徑為約1.0μm))、28.5重量份銀片材(FA-D-5,由DOWA Electronics Materials股份有限公司製造)、3重量份起始劑(四正丁基氟化銨(tetra-n-butylammonium fluoride,TBAF))與50重量份二甲基乙醯胺(dimethylacetamide,DMAc)混合。接著,利用三滾筒使其均勻分散。接著,加入15重量份奈米銀線(平均直徑為30nm、平均長度為20μm),並持續攪拌。最後,利用旋轉濃縮儀濃縮,得到組合物(8)。接著,對組合物(8)進行可分散性測試,結果顯示於表6。
接著,將組合物(8) 以鋼板印刷方式形成一濕膜(尺寸為1 cm x 5 cm)於熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)基板上,並在140℃下烘烤30分鐘,得到膜層(8)。接著,對膜層(8)分別進行拉伸120%電阻變化測試、及拉伸150%電阻變化測試,結果如表6所示。
表6
具反應官能基之單體/樹脂 | 多硫化物 | S11000-10 (重量份) | FA-D-5 (重量份) | 奈米銀線(重量份) | 分散性測試 | 電阻變化倍率 (拉伸120%) | 電阻變化倍率 (拉伸150%) | |
比較例7 | YX8000 (8.1重量份) | LP-55 (71.960重量份) | 2.5 | 2.5 | 15 | 通過 | 無法導電 | |
比較例8 | YX8000 (4重量份) | LP-55 (36重量份) | 28.5 | 28.5 | 3 | 通過 | 無法導電 |
由表5可得知,實施例31-33在相同樹脂與銀(銀粉及片狀銀)的比例下,增加銀線添加量,導電膜在拉伸120%或150%後的電阻變化倍率較小。此外,由表5可得知,與添加片狀銀(實施例34及36)相比,添加銀線更可使導電膜在拉伸120%或150%後的電阻變化倍率下降。由於比較例7及8使用未改質的多硫化物而非具有末端環氧官能基或末端丙烯酸酯官能基的二硫化物樹脂來製備組合物,因此比較例7及8所述組合物於TPU上硬化後並無電性,同時拉伸測試後也無電性。
雖然本揭露已以數個實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露,任何本技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作任意之更動與潤飾,因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
無。
無。
無。
Claims (14)
- 一種導電材料組合物,包含:40至80重量份之結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂,其中該末端反應官能基係丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、環氧丙基、環氧乙烷基、氧雜環丁烷基、或3,4-環氧基環己基,其中該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂係為二硫化物硫醇與丙烯酸酯化合物的反應產物,其中該丙烯酸酯化合物包含一第一化合物,其中該第一化合物係甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲酯、丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、或上述之組合;以及20至60重量份之金屬材料,其中該金屬材料包含一維金屬材料。
- 申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,其中該二硫化物硫醇具有式(I)所示結構HS(C2H4-O-CH2-O-C2H4SS)nC2H4-O-CH2-O-C2H4SH 式(I),其中n係1至200之整數。
- 申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,其中該 丙烯酸酯化合物更包含一第二化合物,其中該第二化合物係單丙烯酸酯基化合物、或單甲基丙烯酸酯基化合物,且該第二化合物不具有環氧丙基、環氧乙烷基、氧雜環丁烷基、或3,4-環氧基環己基。
- 申請專利範圍第3項所述導電材料組合物,其中該第二化合物係甲氧基聚乙烯醇單丙烯酸酯、甲氧基聚乙烯醇單甲基丙烯酸酯、烷氧化丙烯酸月桂酯、丙烯酸四氫呋喃酯、甲基丙烯酸四氫呋喃酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、2-(2-乙氧乙氧基)乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯、丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十三基酯、甲基丙烯酸十三基酯、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、丙烯酸辛癸酯、甲基丙烯酸辛癸酯、環三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯、2-丙烯酸羥乙酯、2-甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,更包含:一第三化合物,其中該第三化合物係具有反應官能基的單體、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、或上述之組合,其中該反應官能基係丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、環氧丙基、環氧乙烷基、氧雜環丁烷基、或3,4-環氧基環己基。
- 如申請專利範圍第5項所述導電材料組合物,其中該第三化合物與該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂的重量比為1:99至1:1。
- 如申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,其中該金屬材料包含鈦、鐵、鈷、鎳、鉑、銅、銀、金、鋅、鋁、銦、錫、上述之合金、或上述之複合物。
- 如申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,其中該一維金屬材料係金屬棒、金屬線、金屬帶、金屬管、金屬尖端、金屬柱、金屬纖維、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,其中該金屬材料更包含二維金屬材料、三維金屬材料、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第9項所述導電材料組合物,其中該一維金屬材料與該金屬材料的重量比為1:99至99:1。
- 如申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,其中該一維金屬材料係金屬線,且該金屬線之線徑為20nm至200nm,且該金屬線之長度為5μm至300μm。
- 如申請專利範圍第1項所述導電材料組合物,更包含:一添加劑,其中該添加劑的添加量為0.1wt%至10wt%,以該結構具有末端反應官能基的二硫化物樹脂及該金屬材料的總重為基準。
- 如申請專利範圍第12項所述導電材料組合物,其中該添加劑可為起始劑、硬化劑、平坦劑、填充物、色料、消泡劑、耐燃劑、或上述之組合。
- 一種導電材料,係為申請專利範圍第1-13項任一項所述導電材料組合物的固化產物。
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