导电粒子、组合物、制品和制造导电粒子的方法技术

本发明专利技术涉及包含金属核、包封所述金属核的介电层和含银外层的导电粒子，其中所述金属核包含或由选自铝、铜、铁、镍、锌和合金及其混合物的元素金属组成，所述介电层包含选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、有机聚合物及其混合物的至少一种金属氧化物，其中所述含银层是连续和不透明层，其中在所述介电层和所述含银层之间布置银离子配位层，和任选地，基于导电粒子的总重量计0至3重量％的量的附加外表面改性层。本发明专利技术还涉及包含所述导电粒子的组合物和制品以及生产所述导电粒子的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电粒子、组合物、制品和制造导电粒子的方法本专利技术涉及包含金属核、包封所述金属核的介电层和含银外层的导电粒子。本专利技术还涉及包含所述导电粒子的组合物。本专利技术还涉及制造导电粒子的方法以及包含所述导电粒子的制品。导电粒子如导电粉末可用于制造电子组装件。例如，导电粒子或粉末可包括在胶粘剂、涂料、显示器材料等中以使这些材料导电。US2007/0131912A1公开了包含固化的低模量弹性体和冶金粘结的微米级金属粒子和纳米级金属粒子的导电胶粘剂。该导电胶粘剂可作为共晶锡-铅焊料和无铅合金焊料的替代物用作例如印刷电路等的制造中的互连材料。根据US2007/0131912A1，将纳米粒子和微米粒子与弹性体材料组合。弹性体材料的固化在升高的温度下实现，在此纳米粒子和微米粒子互相烧结以在弹性体材料中和为弹性体材料提供足够的电导率。金属粒子优选是银粒子。互相匹配的不同粒度的银粒子的使用是麻烦和昂贵的。此外，能使银粒子烧结的高温的使用是重大缺点。TheUnitedStatesStatutoryInventionRegistrationH1447涉及一种粉末组合物，其中该粉末的各个粒子包含中空二氧化硅壳，在中空二氧化硅壳的表面上具有含金属涂层。该粒子以较低密度和较高表面积为特征，这允许使用该产物组合物作为催化剂。该产物组合物也可用于电用途或摄影用途。不利的是，要首先制造中空二氧化硅壳。此外，中空二氧化硅粒子具有相当低的密度，这使得这些轻质粒子并入聚合物料如胶粘剂、密封剂等中变得复杂化。最后，中空二氧化硅粒子具有隔热效应，导致热耗散或热释放低。在电子器件中，如果生成的热迅速消散以避免对电子元件的任何损伤，则是有利的。EP0852977B1涉及在基础粒子的表面上具有多层金属氧化物膜的粉末，其中所述粉末具有任何亮色。该粉末适合用作磁性色粉(magneticcoloredtoners)、磁性有色墨水等中的磁性着色材料。在其上施加金属氧化物膜的基础材料可选自金属、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、二氧化硅或玻璃珠。EP1990377B1涉及一种有色金属颜料，其包含至少金属颜料、在所述金属颜料的表面上的非晶氧化硅膜层、在非晶氧化硅膜的表面上提供的金属层和在金属层的表面上提供的金属粒子。该有色金属颜料能够形成各种颜色和各种干涉色，同时具有改进的耐光性、耐候性和遮盖力。这些有色金属颜料要用于涂料组合物和化妆品制剂。US8,067,090B2涉及一种效应颜料，其包含薄片形(platelet-shaped)金属反射核、施加在反射核上的介电材料的分隔层和施加在分隔层上并包含基本离散和具有1至100nm平均直径的吸收剂金属粒子的半透明吸收剂层。该效应颜料用于漆(paints)、清漆(varnishes)、粉末涂料等。为了获得所需光学性质，吸收剂金属粒子必须没有形成连续层而是以纳米微粒形式存在。WO2015/073346A1涉及包含复合材料的导电制品，所述复合材料包含树脂和分布在树脂中的导电成型粒子。该粒子具有单粒度分布，其中各粒子包含含有至少第一表面和以大约5度至大约150度的角度α与第一表面相交的第二表面的形状。优选地，这些导电成型粒子包含含有会合为一点的至少三个表面的形状。包含核和金属涂层的这些精妙特定几何的粒子难以制造。EP1780747A2涉及包含导电金属粒子和覆盖导电金属粒子的表面的无机氧化物涂层的导电粉末。然后将导电粉末成型为电极。无机氧化物涂层具有绝缘特性，其持续防止等离子体显示板的电极在其制造过程中被腐蚀。稍后，在安装过程中与带载封装(tapecarrierpackage)(TCP)等粘合时，无机氧化物涂层例如通过压力被破坏，以恢复导电性。WangY.等人,“SurfaceThiolationofAlMicrospherestoDepositeThinandCompactAgShellsforHighConductivity”,Langmuir2015,31,13441-14451公开了与无电镀银结合的可控硫醇化官能化方法以实现铝-银核壳粒子。不利地，镀银铝球体的电导率不足。在本领域中非常需要可用于使载体材料，如胶粘剂、密封剂等变得导电的导电粒子。此外，该导电粒子优选应该容易并以成本有效的方式制造。通过提供包含金属核、包封所述金属核的介电层和含银外层的导电粒子解决本专利技术的目的，其中所述金属核包含或由选自铝、铜、铁、镍、锌和合金、及其混合物的元素金属组成，所述介电层包含选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、有机聚合物、及其混合物的至少一种金属氧化物，其中所述含银层是连续和不透明层，其中在所述介电层和所述含银层之间布置银离子配位层，和任选地，基于导电粒子的总重量计0至3重量％的量的附加外表面改性层。因此，本专利技术涉及包含金属核、包封所述金属核的介电层和含银外层的导电粒子，其特征在于所述金属核包含或由选自铝、铜、铁、镍、锌、及其合金、氧化物和混合物的元素金属组成，所述介电层包含至少有机聚合物或选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡及其混合物的一种金属氧化物，其中所述含银层是连续和不透明层，其中在所述介电层和所述含银层之间布置银离子配位层，和任选地，基于导电粒子的总重量计0至3重量％的量的附加外表面改性层。金属的电导率不等。在金属中，银具有最高电导率。但是，银具有成本密集的重大缺点。本专利技术人已经发现，令人惊讶地，如果在所述介电层和所述含银层(优选由银组成的层)之间布置银离子配位层，可在包含金属核和包封所述金属核的介电层的复合粒子上布置连续和不透明含银层(优选由银组成的连续和不透明层)。包含或由元素金属组成的金属核选自铝、铜、铁、镍、锌和合金及其混合物。在一个优选实施方案中，金属核包含或由铝或其合金组成。在进一步优选的实施方案中，可由各自的熔融金属或熔融合金通过雾化，优选通过气体雾化容易地制造金属核，以产生金属粉末。在雾化过程中，可使熔融金属与气体(优选惰性气体)的高压射流接触，以将熔融金属最终分成熔融金属微滴(droplets)。这些最终分割的金属微滴固化并随后作为金属粒子收集。通过雾化生产金属粉末的技术是本领域中公知的。可以优化雾化法以获得具有所需粒度分布的金属粒子的粉末。所得金属粒子可随后用作用于本专利技术的金属核。因此，具有所需粒度分布，例如窄或宽粒度分布的金属粒子或金属核可容易地由指定元素金属或合金或其混合物获得。如果需要，通过雾化法获得的金属粒子(即所得金属核)的粒度分布可进一步分级。可通过筛分、空气分级、气体分级、沉降、旋风分离等实施分级。在进一步实施方案中，金属核由鳞片(flakes)或鳞片和金属粉末的混合物组成。通过本领域中公知的方法研磨金属粉末以制造鳞片。鳞片状金属核优选具有10至60μm，更优选12至50μm，最优选20至40μm的d50值。随后，用包含至少有机聚合物或选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡或其混合物的一种金属氧化物的介电层包封由各自的熔融金属优选通过气体雾化获得的金属粒子或金属核。用金属氧化物或聚合物或其混合物包封金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.包含金属核、包封所述金属核的介电层和含银外层的导电粒子，其特征在于，/n所述金属核包含或由选自铝、铜、铁、镍、锌及其合金、氧化物和混合物的元素金属组成，/n所述介电层至少包含有机聚合物或选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡及其混合物的一种金属氧化物，其中所述含银层是连续和不透明层，/n其中在所述介电层和所述含银层之间布置银离子配位层和/n任选地，基于导电粒子的总重量计0至3重量％的量的附加外表面改性层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 EP 17210226.11.包含金属核、包封所述金属核的介电层和含银外层的导电粒子，其特征在于，
所述金属核包含或由选自铝、铜、铁、镍、锌及其合金、氧化物和混合物的元素金属组成，
所述介电层至少包含有机聚合物或选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡及其混合物的一种金属氧化物，其中所述含银层是连续和不透明层，
其中在所述介电层和所述含银层之间布置银离子配位层和
任选地，基于导电粒子的总重量计0至3重量％的量的附加外表面改性层。


2.根据权利要求1的导电粒子，其特征在于，所述银离子配位层基于包含银离子配位结构部分的有机官能硅烷、钛酸酯/盐、铝酸酯/盐或锆酸酯/盐。


3.根据权利要求1或2的导电粒子，其特征在于，
所述银离子配位层包含至少一种式(I)的硅烷：
(R1O)(4-a-b-c)Si(R2X)a(R3)b(R4)c(I),
其中：
a是选自1、2或3的整数，
b和c是独立地选自0、1或2的整数，条件是a+b+c是在1至3之间的整数，
R1是具有1至4个碳原子的烷基，
R2互相独立地选自各有1至14个碳原子的支化链或直链亚烷基或5至11个碳原子的亚环烷基，且R3或R4互相独立地选自各有1至14个碳原子的支化链或直链烷基或5至11个碳原子的环烷基或H，且X是银离子配位结构部分。


4.根据权利要求2至3任一项的导电粒子，其特征在于，所述银离子配位结构部分X独立地选自巯基、含有具有1至6个碳原子的烷基的硫烷基、氨基、硫代硫酸酯、硫氰酸酯、氰酸酯、氰化物、脲基、氨基甲酸酯、联吡啶基及其混合物。


5.根据权利要求1至4任一项的导电粒子，其特征在于，所述银离子配位层包含选自巯基硅烷、氨基硅烷、硫氰酸酯硅烷及其混合物的至少一种硅烷。


6.根据权利要求1至5任一项的导电粒子，其特征在于，所述银离子配位层包含或由巯基硅烷组成。


7.根据权利要求1至6任一项的导电粒子，其特征在于，所述介电层以基于金属核的总重量计0.5至15重量％的量存在。


8.根据权利要求1至7任一项的导电粒子，其特征在于，所述介电层是包含或由氧化硅和选自有机低聚物、有机聚合物及其混合物的至少一种有机组分的杂化混合物组成的层。
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·席林，S·希尔特尔，
申请(专利权)人：埃卡特有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE