可拉伸的导电浆料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种聚合物厚膜(PTF)浆料组合物，其包含：导电粉末；由两种以上弹性体组成的弹性体共混物，所述两种以上弹性体中的至少一种是过氧化物可固化的含氟弹性体；和溶剂共混物，所述溶剂共混物由所述弹性体共混物的各弹性体可单独溶解于其中的至少一种溶剂和所述弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的至少一种溶剂组成。PTF浆料组合物可以用来在各种物品上形成印刷导体和形成导电粘合剂。

Stretchable conductive paste composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可拉伸的导电浆料组合物
本专利技术涉及用于可穿戴设备和模内电子设备的可拉伸的(stretchable)导电浆料(paste)组合物。
技术介绍
在可穿戴服装中加入电路以监测穿戴者的生理方面得到了越来越多的关注。这种测量的实例包括心率、心电图、温度和体液。这些电路必须在服装或物品拉伸并且在暴露于多次洗涤和干燥循环时得以保持。可穿戴服装中电路的另一用途是用于加热器中。此外，需要能够忍受在模内电子设备(IME)的热成型和注射成型过程中发生的拉伸和变形的导电粘合剂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种可拉伸的聚合物厚膜浆料组合物，其中当用于在可穿戴服装中形成印刷导体、用于形成模内电子设备的导电粘合剂或用于形成消费电子设备的印刷导体时，其可提供可拉伸的聚合物厚膜。本专利技术提供了一种聚合物厚膜浆料组合物，其包含：a)导电粉末；b)由两种以上弹性体组成的弹性体共混物，所述两种以上弹性体中的至少一种是过氧化物可固化的含氟弹性体；和c)溶剂共混物，所述溶剂共混物由所述弹性体共混物的各弹性体可单独溶解于其中的至少一种溶剂和所述弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的至少一种溶剂组成。具体实施方式本专利技术涉及一种聚合物厚膜(PTF)浆料组合物，其包含：导电粉末；由两种以上弹性体组成的弹性体共混物，所述两种以上弹性体中的至少一种是过氧化物可固化的含氟弹性体；和溶剂共混物，所述溶剂共混物由所述弹性体共混物的各弹性体可单独溶解于其中的至少一种溶剂和所述弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的至少一种溶剂组成。在一个实施方案中，PTF浆料组合物还包含一种或多种加工助剂，所述加工助剂选自交联剂、交联助剂(cross-linkingco-agentagent)、抗氧化剂、粘合促进剂、润湿剂、消泡剂和流变改进剂。PTF浆料组合物可用于在各种物品中形成印刷导体。PTF浆料组合物可用于形成可用于可穿戴服装中的印刷导体。在一个实施方案中，导体直接印刷在服装织物上。在另一实施方案中，导体先印刷在基材上，然后将基材层合到服装上。这种可拉伸的印刷导体在这种服装经历的拉伸、洗涤和干燥过程中保持其可用性。PTF浆料组合物还可用于形成印刷导体和形成用于其它物品的导电粘合剂。这些物品可以热成型并随后进行注射成型，并且印刷导体或导电粘合剂忍受在这些过程中发生的拉伸和变形。下面更详细地讨论PTF浆料组合物的组分。重量百分比写为重量％。导电粉末导电粉末是Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni、C、其合金及其混合物中的一种或多种的导电粉末。在一个实施方案中，导电粉末是银薄片的形式。在另一实施方案中，导电粉末是具有油酸钠/硬脂酸钠涂层的银薄片的形式。PTF浆料组合物中导电粉末的量为40重量％至90重量％，其中重量％基于聚合物厚膜浆料组合物的总重量。弹性体共混物弹性体共混物由两种以上弹性体组成。在一个实施方案中，弹性体共混物由两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体组成。在一个实施方案中，两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的含偏二氟乙烯的含氟弹性体共聚物。在一个这样的实施方案中，两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的偏二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯三元共聚物。两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体的量为3重量％至30重量％，其中重量％基于聚合物厚膜浆料组合物的总重量。在另一实施方案中，弹性体共混物由至少一种过氧化物可固化的含氟弹性体和至少一种非含氟弹性体的其它弹性体组成。在一个实施方案中，至少一种过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的含偏二氟乙烯的含氟弹性体，并且所述至少一种其它弹性体是乙烯/丙烯酸甲酯共聚物弹性体。至少一种过氧化物可固化的含氟弹性体的量为2重量％至30重量％，乙烯/丙烯酸甲酯共聚物弹性体的量为0.1重量％至10重量％，其中重量％基于所述聚合物厚膜浆料组合物的总重量。在一个这样的实施方案中，至少一种或多种过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的偏二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯三元共聚物。溶剂共混物溶剂共混物由弹性体共混物的各弹性体可单独溶解于其中的至少一种溶剂和弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的至少一种溶剂组成。为了确定溶剂是弹性体共混物中的各弹性体可单独溶解于其中的溶剂还是弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的溶剂，我们使用溶解度参数(SP)法。在SP法中，溶解度参数为δ＝(E/V)1/2：每单位体积V的内聚能(压力)E的平方根。δ的SI单位为MPa1/2。溶解度参数(SP)法提供了一种方便有效的方法来预测溶剂和弹性体之间的相容性。具有相似δT的那些可表现出良好的相容性和混溶性。所获得的δ通常称为总溶解度参数(δT)，且考虑到色散(δD)、极性(δP)和氢键键合(δH)效应可分为3个参数：δT＝(δD2+δP2+δH2)1/2根据CRC出版社出版的《汉森溶解度参数》第二版，Viton的δT为19.9，所用的所有溶剂的δT接近20MPa1/2。由于弹性体共混物中的含氟弹性体是高极性的，几乎没有或没有氢键键合，因此在确定溶剂是弹性体共混物中的各弹性体可单独溶解于其中的溶剂还是弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的溶剂时，焦点在于δD(fδD)的贡献百分比和δP(fδP)的贡献百分比。δD、δP和δH的贡献百分比计算为：fδD％＝δD×100％/(δD+δP+δH)；fδP％＝δP×100％/(δD+δP+δH)；fδH％＝δH×100％/(δD+δP+δH)；fδD％+fδP％+fδH％＝100％。对于各种溶剂，δD、δP和δH以及fδD％、fδP％和fδH％示于表1中。表1第一溶剂组包含弹性体共混物中的各弹性体可单独溶解于其中的溶剂。第二溶剂组包含弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的溶剂。表1中fδD％和fδP％的列用粗体表示，因为这些参数用于确定溶剂是否是弹性体共混物中的各弹性体可单独溶解于其中的溶剂或弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的溶剂(onesolventonlysolve)的标准中。使用的标准是fδD％+fδP％≥75％和fδP％≥15％。如本文所用，如果溶剂满足这两个标准，则其是“弹性体共混物中的各弹性体可单独溶解于其中的溶剂”，并且如果溶剂不满足这两个标准，则其是“弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的溶剂”。弹性体组分中的各弹性体可单独溶解于其中的溶剂的量为1重量％至20重量％，至少一种弹性体不能单独溶解于其中的溶剂的量为5重量％至35重量％，其中重量％基于聚合物厚膜组合物的总重量。实施例和对比实验在各个实施例和对比实验中，如下制备PTF浆料组合物。将弹性体和加工助剂在双辊磨机中在室温下混配20分钟。将上述制成的混合物加入到溶剂中以形成第一溶液混合物，向其中加入固化剂、粘合促进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚合物厚膜浆料组合物，其包含：/na)导电粉末；/nb)由两种以上弹性体组成的弹性体共混物，所述两种以上弹性体中的至少一种是过氧化物可固化的含氟弹性体；和/nc)溶剂共混物，所述溶剂共混物由所述弹性体共混物的各弹性体可单独溶解于其中的至少一种溶剂和所述弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的至少一种溶剂组成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.聚合物厚膜浆料组合物，其包含：
a)导电粉末；
b)由两种以上弹性体组成的弹性体共混物，所述两种以上弹性体中的至少一种是过氧化物可固化的含氟弹性体；和
c)溶剂共混物，所述溶剂共混物由所述弹性体共混物的各弹性体可单独溶解于其中的至少一种溶剂和所述弹性体共混物的至少一种弹性体不能单独溶解于其中的至少一种溶剂组成。


2.如权利要求1所述的聚合物厚膜浆料组合物，其中所述弹性体共混物由两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体组成。


3.如权利要求2所述的聚合物厚膜浆料组合物，其中所述两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的含偏二氟乙烯的含氟弹性体。


4.如权利要求3所述的聚合物厚膜浆料组合物，其中所述两种以上过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的偏二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯三元共聚物。


5.如权利要求1所述的聚合物厚膜浆料组合物，其中所述弹性体共混物由至少一种过氧化物可固化的含氟弹性体和至少一种非含氟弹性体的其它弹性体组成。


6.如权利要求1所述的聚合物厚膜浆料组合物，其还包含选自交联剂、交联助剂、抗氧化剂、粘合促进剂、润湿剂、消泡剂和流变改进剂中的一种或多种添加剂。


7.如权利要求1所述的聚合物厚膜浆料组合物，其中所述导电粉末为银薄片形式，并且其中银薄片的量为40重量％至90重量％，其中所述重量％基于所述聚合物厚膜浆料组合物的总重量。


8.如权利要求7所述的聚合物厚膜浆料组合物，其中所述导电粉末为具有油酸钠/硬脂酸钠涂层的银薄片的形式。


9.如权利要求5的聚合物厚膜浆料组合物，其中，所述至少一种过氧化物可固化的含氟弹性体是过氧化物可固化的含偏二氟乙烯的含氟弹性体，并且所述至少一种其它弹性体是乙烯/丙烯酸甲酯共聚物弹性体，并且其中所述至少一种过氧化物可固化的含氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：范静，相飞，
申请(专利权)人：杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US