[发明专利]导电粘合剂混配物和胶粘带

说明书

本发明涉及粘合剂混配组合物，其包含a)聚合物‑金属共混物，所述聚合物‑金属共混物包含至少一种粘合剂混配物，至少一种金属组分，其在50℃‑400℃的温度范围内熔融，和b)至少一种纤维状导电填料材料，其中所述填料材料至少部分地作为包含金属组分的相互连接的纤维网络存在。

本发明涉及具有突出导电性的导电的压敏粘合剂和胶粘带。

对于塑料在电子学和电气工程中的大量应用，要求使用的组分呈现导电性和/或导电磁性和/或导热性，对于使用的塑料部件同样有此要求。现在存在多种与导电填料混合的塑料混配物(plastics compounds)，其覆盖从10¹⁰Ω·cm至10^-1Ω·cm的体积电阻率范围。使用的导电填料例如为炭黑、碳纤维、金属粒子、金属纤维，或者固有导电聚合物。

为了向绝缘体如塑料赋予导电性，借助于导电填料创建通过塑料的导电通路，这意味着，理想的是导电粒子彼此接触。已知的是，塑料中的导电网络最优选通过引入金属纤维或者碳纤维实现。在这种情况中，纤维越长，规定的导电率所需要的纤维的重量分数就越小。然而，随着纤维长度增加，加工也变得更加麻烦，因为混配制剂的粘度急剧增加。钢纤维长度例如为10mm的市场上可得到的混配制剂通过注塑仅可加工至约25％至30％的最大纤维重量分数。在使用较短纤维的情况下，仍可通过注塑加工具有较高纤维重量分数的混配制剂，但是通过与长纤维比较，这不带来体积电阻率的任何减小。对于填充有碳纤维和金属粒子的热塑性塑料发现类似的行为。

另一个问题是，由于膨胀系数的差别，在经填充的热塑性塑料中的纤维网络在温度的影响下扩大，从而导致导电通路中断。

向聚合物熔体中添加低熔点金属合金也是已知技术，其涉及这些合金的熔融，以产生聚合物-金属共混物。这种共混物作为注塑或者挤出的导体轨迹结合至电子元件中。

例如，US 4,533,685 A披露了聚合物-金属共混物，其通过使聚合物与低熔点金属合金一起熔融产生。所述聚合物为多种弹性体、热塑性塑料，和可固化聚合物(热固性塑料)，未进行任何优选选择。在该说明书中没有提及用作压敏粘合剂。

在该说明书中，将聚合物-金属共混物加工成具有约6mm厚度的压缩模制品，或者注塑。还提出一种实施方案，其中将聚氨酯组合物拉成膜，使金属区域高度取向，仅得到各向异性导电。

这些系统的缺点是需要与连续金属相形成共混物以实现高度导电。后者仅对于50体积％的金属分数而言才实现。低于此分数时，实际上实现较低导电性，但是需要导电通路的偶然发展，这意味着这些系统相对于粒子填充的系统不提供显著优势。

在存在连续金属相的情况下，所述材料基本上也呈现金属的机械性质，这意味着例如低弹性和变形性。在载荷下，金属结构容易破坏并且导电失败。这种结构因此不能理想地用作压敏粘合剂。

为了提高导电性，添加金属填料(粉末、纤维，或者片状物)是通常描述的主题，但是没有做出任何具体选择。

US 4,882,227 A描述了导电树脂混合物，其结合了低熔点金属合金和导电纤维。然而，树脂浅薄地涂覆在纤维-金属混合物上，然后形成粒料。因此，在相当部分中，混合物的表面不导电。没有产生各向同性导电共混物结构。

本申请使用的聚合物是典型的工程热塑性塑料，对于生产压敏粘合剂，本领域技术人员不会考虑这种材料。

而且，存在公开，大意是在所述树脂中，导电纤维的分数一定不能超过30wt％，否则的话，树脂的流动性并因此导致的加工性质将严重劣化。这限制可得到的导电性。

产生的粒料仅在第二步中，其作为母料结合至一种上述聚合物的聚合物熔体中，并分散。导电组分的进一步“稀释”降低总体导电性，这意味着考虑在EMI屏蔽段(针对电磁干扰屏蔽)中的应用，其中10^-2-10²S/cm的导电性是足够的。