[发明专利]一种热诱导高粘附性导电胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种热诱导高粘附性导电胶的制备方法，将儿茶素加入到碳纳米管分散液中，充分搅拌并超声混合，得功能化的复合导电材料；然后将亲水性单体、交联剂和引发剂加入到功能化复合导电材料分散液中，充分搅拌并超声充分溶解，在一定温度下聚合即得到高粘附性导电胶。本发明通过碳纳米管与儿茶素的π‑π相互作用，使碳纳米管分散更均匀，且儿茶素结构中含有邻苯二酚结构单元，分子间可以形成分子间氢键，无论是有机表面还是无机表面，它都具有很高的粘附性，为材料优异的粘附性性提供了理论基础；该类高粘附性导电胶作为粘合剂在电子领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料、高分子材料、电子信息技术领域，具体涉及一种热诱导高粘附性导电胶的制备方法。

背景技术

导电胶作为一种固化或干燥后具有一定导电性的胶粘剂，可以将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成电的通路。在电子工业中，导电胶已成为一种必不可少的新材料，如作为导电结构胶粘剂在电子封装、微电子装配、导电线路粘接、取代印刷电路板点焊焊接等各种电子领域应用广泛。但室温固化导电胶储存时体积电阻容易发生变化，而高温导电胶高温时填充导电材料金属粒子易氧化要求固化时间短，所以由温度固化的导电胶国内外应用较多。固化温度低于150℃适中，与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配，力学性能也较优异，所以应用较广泛。现今国内的导电胶在品种和性能上与国外都有较大差距。导电胶不仅要有导电性能和胶接强度，还要有耐高温、耐超低温、瞬间固化、各向异性和透明性等特殊要求，这些性能导致导电胶合成困难的从而限制了其发展。

粘合本质上是一种界面现象，通常用于描述材料表面之间的相互作用，而粘合实际上是由分子之间存在的吸引力引起的。虽然粘合剂已经使用了几个世纪，但合成聚合物是唯一的替代品，这一事实表明在这方面还没有取得太大的进展。众所周知，聚合物溶液通常通过在表面之间形成有效的粘合层来确保表面之间的粘合有效。此类商用聚合物可用作粘合剂、胶水等。使用聚合物作为粘合剂时，当它们涂抹在待粘接表面时，可以完全覆盖粗糙的粘接表面，从而使表面能够以更好的方式彼此接触。最近研究人员报道，纳米材料分散体有可能作为电子封装领域的粘合剂，类似于水凝胶结构。电子封装是对电路芯片进行包装以保护电路芯片，使其免受外界环境的影响，并保证电子器件具有一定的机械强度、良好的电气性能和散热性能。因此基于儿茶素的多羟基结构启示研究开发一种导电胶粘合剂，应用于无机材料或有机材料之间的粘合。

柔性电子器件的发展迫切需要同时具有多种功能的软导体，如力学性能(伸长性和柔韧性)和导电性。特别地，需要可伸展的传感器来保持稳定的导电性，同时对于伸展运动大造成柔性材料大的变形时，仍具有高灵敏性的可穿戴便携式的电子材料，例如可伸展的电子产品。在功能化导电复合导电胶制备过程中，主要通过疏水网状的孔隙和电子的骨架作用来构筑，如氢键、π-π相互作用、-OH之间动态交联、静电相互作用、疏水缔合作用。对于具有导电性能的导电胶来说，高粘附性能尤为重要。高粘附性导电胶可粘在皮肤上剧烈运动中不脱落且有高灵敏度，有望在先进电子器件方面如电子皮肤、电子导体和电容器等方面延长其使用寿命。因此，研究开发具有热诱导的高灵敏度、高粘附性能的导电胶具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种新机理的热诱导高粘附性导电胶的制备方法。本发明基于以羧基化多壁碳纳米管与儿茶素间的π-π相互作用提出一种提高导电胶灵敏度的机理，且由多羟基结构提供高粘附性，在导电高灵敏度优异的基础上能够热诱导下形成导电胶。

本发明热诱导高粘附性导电胶的制备方法，是将儿茶素粉末加入碳纳米管材料分散液中，充分搅拌并超声混合，得到功能化复合导电材料；然后将亲水性单体、交联剂及引发剂加入功能化复合导电材料分散液中，充分搅拌并超声溶解，在一定温度下聚合即得到光诱导高粘附性导电胶。

所述儿茶素粉末为含苯环和羟基的化合物，其结构式为：

本发明热诱导高粘附性导电胶的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：功能化复合导电材料的制备