[发明专利]导电性组合物和导电膜无效
申请号: | 201380003986.1 | 申请日: | 2013-03-13 |
公开(公告)号: | CN103946927A | 公开(公告)日: | 2014-07-23 |
发明(设计)人: | 小林淳;吉川均 | 申请(专利权)人: | 东海橡塑工业株式会社 |
主分类号: | H01B1/24 | 分类号: | H01B1/24;C08K3/04;C08K7/06;C08L21/00;H01B5/14;H05K1/09 |
代理公司: | 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 | 代理人: | 刘新宇;李茂家 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 导电性 组合 导电 | ||
技术领域
本发明涉及适用于使用了高分子材料的柔软的转换器中的电极、布线、电磁波屏蔽体、挠性电路板等的导电膜、以及用于形成该导电膜的导电性组合物。
背景技术
作为转换器,已知有进行机械能与电能的转换的致动器、传感器等,或者进行声能与电能的转换的扬声器、话筒等。为了构成柔软性高、小型且较轻的转换器,介电弹性体等高分子材料是有用的。例如,在由介电弹性体制成的介电层的表背两面配置一对电极,可以构成致动器。另外,夹着介电层配置电极可以构成电容型传感器。
在该种致动器、传感器中,期望电极能够追随介电层的变形而伸缩。为了实现柔软的电极而开发了在弹性体等粘合剂中配混了导电性炭黑、金属粉末的导电材料。例如,专利文献1中公开了一种电极,其是在弹性体中配混具有三维形状的特定的碳纳米管和炭黑而成的。另外,专利文献2中公开了在基体胶中配混碳纳米管而成的电极。
现有专利文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-198425号公报
专利文献2:日本特开2009-227985号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,现有的电极的导电性并无法说是充分的。尤其是,伸长时的电阻的增加大。薄膜状的电极通常是由在溶解有弹性体成分的聚合物溶液中分散了导电材料的导电涂料形成的。例如,作为导电材料而使用具有结构的导电性炭黑时,为了使导电性炭黑均匀地分散在聚合物溶液中,需要使用用玻璃微珠等介质的湿式分散机、喷射式粉碎机、超音波分散机等。但是,使用这些时,初级颗粒被破坏而结晶性降低、或长宽比变小。所以,所形成的电极的导电性降低。
另一方面,作为碳纳米管,已知有直径不同的各种结构的物质。例如,使用三辊磨等能够简单地使直径为150nm左右的直径大的碳纳米管分散在聚合物溶液中。另外,在使用直径大的碳纳米管时,在制备导电涂料时,粘度难以上升。但是,在弹性体中仅配混了直径大的碳纳米管时,存在碳纳米管彼此的接触点少的问题。所以,在被伸长时,无法维持碳纳米管彼此的缠绕而电阻增加。另一方面,在使用直径不足30nm的直径小的碳纳米管时,表面积变大,相应的,在聚合物溶液中使其分散时的粘度上升也大。所以,在使用直径小的碳纳米管时,难以制备导电涂料。
本发明是鉴于这样的实际情况而进行的,其课题在于提供导电性高、涂料化容易的导电性组合物。另外,其课题在于提供导电性高、即使在伸长时电阻也难以增加的导电膜。
用于解决问题的方案
(1)为了解决上述课题,本发明的导电性组合物的特征在于,其包含弹性体成分、具有石墨结构且纤维直径为30nm以上的纤维状炭材料、以及具有结构的导电性炭黑。
如上所述,在弹性体中配混作为导电材料的直径大的纤维状炭材料时,导电材料彼此的接触点少,从而难以确保伸长时的导电性。在这方面,根据本发明的导电性组合物,在纤维直径为30nm以上的直径较大的纤维状炭材料的基础上,配混具有结构的导电性炭黑。由此,在形成导电膜时,纤维状炭材料之间被导电性炭黑充填。纤维状炭材料之间通过导电性炭黑架桥,能够抑制伸长时的电阻的增加。以下使用示意图对本发明的效果进行说明。
图1示意性示出相对于伸长率的各导电材料的体积电阻率的变化。如图1所示,在弹性体中仅配混了导电性炭黑时(CB单独),由于伸长而造成的体积电阻率的变化小,但原先的体积电阻率比较大。即,在弹性体中仅配混了导电性炭黑的导电材料的导电性低。另一方面,与配混了导电性炭黑时相比较,在弹性体中仅配混了直径大的纤维状炭材料时,自然状态(伸长前)的体积电阻率变小。但是,体积电阻率会随着伸长而急剧上升。与其相对,根据由本发明的导电性组合物形成的导电膜,在自然状态下体现出直径大的纤维状炭材料的高导电性,并且在伸长时通过导电性炭黑的架桥效果来缓和体积电阻率的增加。另外,在弹性体中仅配混了直径小的纤维状炭材料时,自然状态的体积电阻率小、由于伸长而造成的体积电阻率的变化也小。但是,在使用直径小的纤维状炭材料时,由于使其分散在聚合物溶液中时,粘度的上升大,所以难以涂料化。所以,无法通过例如丝网印刷法来形成薄膜状的导电膜。
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- 本发明提出了一种石墨烯复合导电浆料的制备方法,具体步骤如下:(1)制备石墨烯粉末:通过改性的Hummers法制备氧化石墨烯溶液,然后搅拌超声球磨,冷冻干燥得到氧化石墨烯粉末,氮气保护下还原得石墨烯粉末;(2)制备石墨烯复合导电浆料:将石墨烯粉末添加到溶剂中,搅拌超声球磨分散,再加入分散剂,同样搅拌超声球磨进一步分散,然后用高速剪切乳化均质机进行剪切分散,最后离心取上层液,即得到分散均匀的石墨烯复合导电浆料。该方法制备简单,成本低,制备周期短,分散性好,不易发生团聚,导电性好,可以广泛应用在生产中。
- 一种薄层石墨烯浆料的制备方法-201810869643.8
- 周世武;张永毅;张亦弛;汪细平 - 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院
- 2018-08-02 - 2019-01-04 - H01B1/24
- 本发明属于导电浆料制备技术领域,具体涉及一种薄层石墨烯浆料的制备方法;制备方法包括以下步骤:分别称取质量比为3‑15:1‑10:0.2‑5:85‑95的薄层石墨烯、分散剂、表面活性剂、溶剂;先将溶剂加入预分散罐中,调节电机的转速至800‑1000rpm,然后再将分散剂加入预分散罐中至分散剂溶解,再加入表面活性剂至其溶解,最后加入薄层石墨烯搅拌均匀分散,调节电机转速为1200‑2000rpm,分散时间为1‑3小时,得到浆料A,将浆料A转移至均质机中,调节压力、均质速度均质1‑3小时取出浆料,得到浆料B,B即为最终的薄层石墨烯浆料,本发明所得到的的浆料稳定性好,导电率高。
- 一种磁性掺杂碳纳米管及其制备方法-201810759200.3
- 章麒 - 桐城市新瑞建筑工程有限公司
- 2018-07-11 - 2018-12-28 - H01B1/24
- 本发明公开了一种磁性掺杂碳纳米管,它是由下述重量份的原料组成的:四水氯化亚铁24‑30、六水三氯化铁16‑20、碳纳米管10‑12、异噻唑啉酮0.5‑1、十二烷基硫醇2‑4、1,6‑己二醇二丙烯酸酯4‑6、聚甲基氢硅氧烷3‑5、铂催化剂0.01‑0.02、聚丙烯酸钠1‑2、10‑13%的氨水20‑30。本发明采用聚合物掺杂磁性粒子对碳纳米管进行掺杂改性,通过吸附效果,得到稳定掺杂的碳纳米管,从而得到了磁性、导电稳定性的成品材料。
- 一种高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法-201810921764.2
- 郑铁江;曹圣平 - 南通百川新材料有限公司;江苏百川高科新材料股份有限公司
- 2018-08-14 - 2018-12-21 - H01B1/24
- 本发明涉及一种高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法,由物料混合‑‑‑高速高压研磨‑‑‑超声乳化三个步骤构成,具体步骤如下:(1)将原料石墨,溶剂和分散剂按配方比例加入配料釜,一定温度下搅拌均匀,制得石墨混合液;(2)将上述石墨混合液输送至高速研磨机组,高速研磨后物料进入中间罐,再输送到高压研磨机中处理;(3)将高压研磨后的物料通过泵输送至超声波器组,超声剥离后的物料进入乳化装置进行乳化处理,使石墨烯分布更加均匀,乳化后即得到石墨烯导电浆料成品,输送至成品罐储存。本发明的优点在于:本发明得到的石墨烯具有较高的质量,导电浆料具有较高的分散性,充分发挥其优异的导电性能;且具有寿命长、重量低等优点。
- 水性石墨烯导电浆料-201810845357.8
- 张烨丞 - 常州苏丞不锈钢有限公司
- 2018-07-27 - 2018-12-14 - H01B1/24
- 本发明涉及导电浆料的技术领域,尤其涉及一种水性石墨烯导电浆料。水性石墨烯导电浆料包括石墨烯导电浆料各组分的质量份数为:5~10份石墨烯薄片、10~15份纳米银粉末、硅烷偶联剂10‑15份、有机溶剂10‑20份以及去离子水8‑20份。利用石墨烯和碳纳米管优良的导电性,提高电极材料的容量,降低电池内阻,提高导电剂的导电性的同时,也提高了电池的循环寿命。
- 具有良好导电性的电子材料-201810775936.X
- 张安琪 - 太仓天润新材料科技有限公司
- 2018-07-16 - 2018-11-30 - H01B1/24
- 本发明公开了一种具有良好导电性的电子材料,包括:聚酰亚胺、石墨、银、金属偶联剂、酚醛树脂、铜粉、膨润土、聚酯树脂。通过上述方式,本发明具有良好导电性的电子材料,具有良好的导电性能,谱适率高,且导电性能稳定,使用寿命长,应用范围广。
- 一种高强度PTC高分子导电材料及其制备方法-201810505208.7
- 汪洋 - 江苏时瑞电子科技有限公司
- 2018-05-24 - 2018-11-23 - H01B1/24
- 本发明属于导电材料领域,具体涉及一种高强度PTC高分子导电材料及其制备方法;该高强度PTC高分子导电材料包括聚乙烯树脂、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、乙烯‑辛烯共聚物、炭黑、碳纤维、过氧化二异丙苯、对甲苯磺酸、4,6‑三叔丁基苯酚、蛭石粉、二硼化钛、乙烯基硅烷偶联剂、抗氧化剂、有机溶剂和去离子水。本发明的制备方法简单,操作方便,本发明制得的高强度PTC高分子导电材料性能优良,强度高、寿命长。
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