一种聚硅氧烷弹性导电胶及制备方法 专利技术说明

喷涂装置;染料;涂料;抛光剂;天然树脂;黏合剂装置的制造及其制作,应用技术1.本发明涉及聚合物导电胶技术领域，尤其涉及一种聚硅氧烷弹性导电胶及制备方法。背景技术：2.随着电子信息技术的发展，新型电子产品的种类越来越多，其中可弯曲、可拉伸的电子设备因其具有便于携带、环境适应性强等优点，也越来越受到受到产业界的关注。然而，传统的锡铅焊接材料的加工温度高、精密度较低和线分辨率差等特点，导致其难以满足信息电子产品的应用。因此，利用新型聚合物导电胶材料开发具有导电性好、弹性性能优异的导电胶对于新型电子产品的应用具有重要意义。3.目前，常用的聚合物导电胶的基体材料主要是环氧树脂、丙烯酸树脂及聚氨酯树脂等。这类聚合物导电胶在交联固化后，得到的导电材料一般具有脆性较大的特点。因此，基于这类基体材料的导电胶体系也无法满足具有可拉伸、弯曲特性的柔性电子产品的使用。聚硅氧烷具有优异的耐热性和耐候性，交联后聚硅氧烷的弹性得到明显的提高。因此，利用聚硅氧烷为主要基体开发具有弹性的导电胶材料对柔性电子产品的应用和推广具有重要的意义。技术实现要素：4.本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供了一种聚硅氧烷弹性导电胶及制备方法，其具有导电性高、弹性性能优异的特点，满足柔性电子产品的应用要求。5.为实现上述目的，本发明提供了一种聚硅氧烷弹性导电胶，由以下组分按重量分数组成：[0006][0007]所述导电填料为银纳米线、碳纤维和石墨烯的混合物。[0008]上述技术方案中，所述聚硅氧烷预聚体以二乙氧基硅氧烷、二乙基硅氧烷、二(4-丁基苯基)硅氧烷、二(4-硝基苯基)硅氧烷、二(2，4-二硝基苯基)硅氧烷中的一种或两种为单体通过水解制备。[0009]上述技术方案中，聚硅氧烷预聚体的两端以烯丙基二甲基硅氧烷进行封端，其数据分子量为500-1000。[0010]上述技术方案中，所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸苯乙酯中的任一种。[0011]上述技术方案中，所述银纳米线、碳纤维和石墨烯的混合物的质量比为1:1:2。[0012]上述技术方案中，所述引发剂为过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚睛中的任一种或任意组合。[0013]上述技术方案中，所述导电填料表面改性剂为1-己硫醇、β-巯基苯乙烷、2-(4-硝基苯基)乙硫醇中的任一种或任意组合。[0014]本技术方案还提供了一种用于上述技术方案中的一种聚硅氧烷弹性导电胶的方法，包括以下步骤：[0015]s1、把40-60份聚硅氧烷预聚体、5-10份的丙烯酸酯单体、1-3份的引发剂加入到反应釜中进行混合，在50℃加热搅拌10分钟至完全溶解；[0016]s2、把经表面处理剂处理后的银纳米线与碳纤维、石墨烯按比例进行混合；[0017]s3、随后把30-50份混合导电填料加入到含聚合物基体的反应釜中，高速搅拌并进行超声处理，即可得到弹性导电胶。[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：[0019]本技术方案利用聚硅氧烷交联后具有较好弹性的特点，开发具有弹性的导电材料，通过调节聚硅氧烷侧基的极性，改善聚硅氧烷导电胶的弹性和粘接性能，与现有导电胶材料相比，该导电胶材料兼具有导电性能优异和弹性性能好的特点，可满足新型柔性电子产品的应用。具体实施方式[0020]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0021]需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0022]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0023]另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。[0024]本实施例提供了一种聚硅氧烷弹性导电胶，其由以下组分按重量分数组成：[0025][0026]导电填料为银纳米线、碳纤维和石墨烯的混合物，优选为银纳米线、碳纳米管和石墨烯的混合物，银纳米线、碳纳米管和石墨烯的质量比为1:1:2。导电填料表面改性剂为1-己硫醇、β-巯基苯乙烷、2-(4-硝基苯基)乙硫醇中的任一种或任意组合。[0027]其中，聚硅氧烷预聚体以二乙氧基硅氧烷、二乙基硅氧烷、二(4-丁基苯基)硅氧烷、二(4-硝基苯基)硅氧烷、二(2，4-二硝基苯基)硅氧烷中的一种或两种为单体通过水解制备，另外，聚硅氧烷预聚体的两端以烯丙基二甲基硅氧烷进行封端，其数据分子量为500-1000。本技术方案的丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸苯乙酯中的任一种。引发剂为过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚睛中的任一种或任意组合。[0028]一种用于制备上述技术方案中的聚硅氧烷弹性导电胶的方法，包括以下步骤：[0029]s1、把40-60份聚硅氧烷预聚体、5-10份的丙烯酸酯单体、1-3份的引发剂加入到反应釜中进行混合，在50℃加热搅拌10分钟至完全溶解；[0030]s2、把经导电填料表面改性剂处理后的银纳米线与碳纤维、石墨烯按比例进行混合；[0031]s3、随后把30-50份混合导电填料加入到含聚合物基体的反应釜中，高速搅拌并进行超声处理，即可得到弹性导电胶。[0032]实施例1：将40g聚二乙基硅氧烷预聚体、10g丙烯酸苯乙酯和2g复合引发剂(过氧化二苯甲酰：过氧化苯甲酸叔丁酯＝1：1)到反应釜，在50℃下搅拌10分钟。称取50g提前处理并混合好的导电填料(银纳米线：碳纤维：石墨烯＝1：1：2，其中银纳米线和碳纤维的直径分别为50和100nm，长径比约为100，石墨烯的尺寸为300nm)分三批加入到反应釜中，室温下高速搅拌15分钟，超声处理10分钟后即得到所需导电胶样品。[0033]实施例2：将40g聚二(4-丁基苯基)硅氧烷预聚体、10g丙烯酸苯乙酯和2g复合引发剂(过氧化二苯甲酰：过氧化苯甲酸叔丁酯＝1：1)到反应釜，在50℃下搅拌10分钟。称取50g提前处理并混合好的导电填料(银纳米线：碳纤维：石墨烯＝1：1：2，其中银纳米线和碳纤维的直径分别为50和100nm，长径比约为100，石墨烯的尺寸为300nm)分三批加入到反应釜中，室温下高速搅拌15分钟，超声处理10分钟后即得到所需导电胶样品。[0034]实施例3：将40g聚二(4-硝基苯基)硅氧烷预聚体、10g丙烯酸苯乙酯和2g复合引发剂(过氧化二苯甲酰：过氧化苯甲酸叔丁酯＝1：1)到反应釜，在50℃下搅拌10分钟。称取50g提前处理并混合好的导电填料(银纳米线：碳纤维：石墨烯＝1：1：2，其中银纳米线和碳纤维的直径分别为50和100nm，长径比约为100，石墨烯的尺寸为300nm)分三批加入到反应釜中，室温下高速搅拌15分钟，超声处理10分钟后即得到所需导电胶样品。[0035]实施例4：将40g聚二(2，4-二硝基苯基)硅氧烷预聚体、10g丙烯酸苯乙酯和2g复合引发剂(过氧化二苯甲酰：过氧化苯甲酸叔丁酯＝1：1)到反应釜，在50℃下搅拌10分钟。称取50g提前处理并混合好的导电填料(银纳米线：碳纤维：石墨烯＝1：1：2，其中银纳米线和碳纤维的直径分别为50和100nm，长径比约为100，石墨烯的尺寸为300nm)分三批加入到反应釜中，室温下高速搅拌15分钟，超声处理10分钟后即得到所需导电胶样品。[0036]实施例5：按照实例4的方法进行，唯一所不同的是混合导电填料的添加量为40g。[0037]实施例6：按照实例4的方法进行，唯一所不同的是混合导电填料的添加量为30g。[0038]通过以下方法将实施例1-6的弹性导电胶进行体积电阻率的对比测试：将上述实例制备的导电胶进行加热固化，加热温度为100℃，固化时间为20分钟，得到光固化的导电胶在室温条件下放置1天后进行测试。[0039]体积电阻率测试：在环境温度为25±2℃，湿度为60±3％r.h的条件下，根据检查标准astmd257-2014绝缘材料直流电阻或电导的试验方法，使用四探针测试仪进行测试。[0040]表1为实施例1-6所制得弹性导电胶检测数据。[0041][0042]在上表中，通过实施例1和实施例2-4对比可知，在本发明中，聚硅氧烷基体材料侧基的结构对性能存在显著影响。随着侧基极性增加，导电胶的体积电阻率出现一定的提高，最优的实验方案为实施例4。在形变电阻测试结果可知，当导电胶的形变量相同时，随着基体侧基的极性增加，导电胶的体积电阻率下降的幅度会变小。[0043]通过对比实施例4和实施例5-6可知，导电胶中导电填料对导电胶的体积电阻率具有显著的影响。随着导电填料的含量降低，导电胶的体积电阻率逐渐增加。当导电胶发生形变后，随着填料含量的降低，导电胶的体积电阻率下降幅度会增加。[0044]从上述结果可以看出，聚硅氧烷弹性导电胶基体材料和导电填料含量对导电胶的导电率有显著影响。提高基体材料的极性和填料含量，有利于改善弹性导电胶的导电性能，实施例4为实施例中综合性能最好的弹性导电胶。[0045]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。









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