[发明专利]一种导电胶、导电胶带及其制备方法

说明书

本发明提供一种导电胶、导电胶带及其制备方法，所述导电胶包括铜材料15～50wt％，水性粘结剂20～35wt％，助剂0～6wt％，其余为溶剂；所述铜材料为表面至少修饰有甲酸根的铜材料，所述水性粘结剂为聚碳酸酯改性水性聚氨酯。本发明利用甲酸根修饰铜材料，使得铜表面构成了长程有序、致密的分子抗氧化层，不仅抑制了O₂、Cl^‑和OH^‑的吸附，且不影响Cu的本征导电性能，进一步通过聚碳酸酯对水性聚氨酯进行改性，避免水性聚氨酯水解产物的堆积，与甲酸根修饰的铜材料联合作用，达到优异的抗氧化效果，因而本发明制备出的抗氧化铜导电胶带具有较低的体积电阻率和优异的稳定性。

技术领域

本发明涉及导电胶材料技术领域，尤其关于一种导电胶、导电胶带及其制备方法。

背景技术

导电胶带是一种具有高导电性、能够实现电子器件粘接和封装的特种胶带，它通常以树脂和导电填料为主要组成成分，通过树脂的粘接作用把导电填料结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。目前导电胶已广泛应用于液晶显示屏(LCD)、发光二极管(LED)、集成电路(IC)芯片、点阵块、薄膜开关、智能卡等电子元件和组件的封装和粘结，并且其工艺简单，易于操作，可提高生产效率，所以导电胶是替代铅锡焊接、实现导电连接的理想选择。

导电胶带中的树脂提供导电胶带本身基础的力学性能，决定了导电胶带的机械强度和粘接稳定性，环氧树脂在导电胶带领域中的使用最为广泛，但是环氧树脂本身涂布性能差，内应力强，制品容易断开；聚氨酯本身柔性好，但是耐热性、耐候性差。为了防止电子器件失效和应对特殊情况、突发情况的发生，导电胶带应该有应对极端条件的能力，但目前少有树脂满足要求。因此，选择一种合适的树脂能够较好提升胶带的力学性能和稳定性。

而导电胶带中的导电填料可以是金、银、铜、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。银粉兼具导电性好和抗氧化能力强的优点，但是价格昂贵，且在湿热环境下容易发生银迁移现象，造成银导电胶电阻不稳定；镍粉价格低，但其制作的导电胶，经过高温的无铅焊接制程后电阻有数倍的提高，给产品的信赖性造成一定的隐患；铜粉价格较低，导电性好，但其抗氧化能力差，长期暴露在空气中表面易形成氧化膜从而对其导电性能有很大影响。使用价格低廉且长期稳定的高导电填料是突破导电胶带发展瓶颈的主要因素。

通过对树脂和导电填料进行改性，同时兼顾树脂和导电填料的各项要求是导电胶带发展的趋势。CN109943252A公开了一种银包铜导电胶及其制备方法，该专利提供的导电胶采用有机硅改性聚氨酯为基体树脂，可有效提高导电胶的冲击能力和抗震动的能力以及耐温性；同时，采用银包铜粉替低铜粉或银粉，既克服了银粉价格昂贵的问题，又克服了铜粉易氧化的不足；但是铜粉表面没有完全被银包裹，其导电性、抗氧化性仍然低于纯银粉，另外包覆过程后产生的铜离子不能得到彻底的清洗，这些铜离子会促进化学反应，并且制备时间和固化时间均较长，且剪切强度不足，仍有待提高。CN111205806A公开了一种导电胶及其合成工艺，该专利使用丙烯酸异辛酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对聚氨酯和导电填料进行改性提高导电胶的附着力以及导电性，同时添加纳米银颗粒进一步提高导电性，最终得到百格刀5B、体电导率为4.45×10^-6Ω·m的导电胶。但是使用银包铜与纳米银颗粒作为导电填料大大提高了制作成本，且丙烯酸类树脂耐老化性能、稳定性差。

因此，针对上述问题，急需一款导电性能优异、价格低廉、长期稳定、能够应对极端条件的导电胶及其导电胶带。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种抗氧化铜导电胶带，利用甲酸根修饰铜材料，使得铜表面构成了长程有序、致密的分子抗氧化层，不仅抑制了O₂、Cl^-和OH^-的吸附，且不影响Cu的本征导电性能，进一步通过聚碳酸酯对水性聚氨酯进行改性，避免水性聚氨酯水解产物的堆积，与甲酸根修饰的铜材料联合作用，达到优异的抗氧化效果。