CN107578838B - 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 - Google Patents
一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107578838B CN107578838B CN201710707151.4A CN201710707151A CN107578838B CN 107578838 B CN107578838 B CN 107578838B CN 201710707151 A CN201710707151 A CN 201710707151A CN 107578838 B CN107578838 B CN 107578838B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- liquid metal
- gallium
- electrocondution slurry
- indium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000007613 slurry method Methods 0.000 title description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 9
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 8
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- MPZNMEBSWMRGFG-UHFFFAOYSA-N bismuth indium Chemical compound [In].[Bi] MPZNMEBSWMRGFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N gallium tin Chemical compound [Ga].[Sn] YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000925 Cd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001074 Lay pewter Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 2
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910018725 Sn—Al Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PQIJHIWFHSVPMH-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Ag].[Sn] Chemical compound [Cu].[Ag].[Sn] PQIJHIWFHSVPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 2
- -1 and after mixing Substances 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N bismuth tin Chemical compound [Sn].[Bi] JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 2
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000648 terne Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000969 tin-silver-copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 2
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 6
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
本发明提出一种低成本可回收的导电浆料，按重量百分比计，包括45％～80％液态金属导电粘结剂、12％～50％导电性增强材料、1％～5％分散剂润湿剂、0.5％～2％偶联剂、0.5％～2％附着力促进剂；其中所述液态金属为熔点在300摄氏度以下的低熔点金属或合金、或是低熔点金属纳米颗粒与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。本发明利用液态金属导电粘结剂替代替代不导电的高分子粘结剂和溶剂，在少量偶联剂和分散润湿剂协同作用下，少量添加导电增强填料均匀稳定的分散，形成具有高相容性和高分散稳定性的低成本导电浆料，体积电阻率达到3×10‑5Ω·cm。
Description
技术领域
本发明属于电子材料领域，具体涉及一种可回收的导电浆料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，电子设备不断向着微型化、智能化、环保和低成本的方向迈进，促使人们不断研究、开发并应用更为先进且经济的电子元器件制造技术。同时在新能源领域随着太阳能光伏产业的需求增加以及对光电转换效率要求的提高，高性能导电浆料是实现光伏太阳能扩大规模使用的关键材料之一。导电浆料作为一种具有特定功能的基础电子材料，在印制电路板、太阳能电池、RFID射频天线、触摸屏线路、柔性印刷电路等电子线路领域得到广泛应用，同时开发高性能低成本的导电浆料也引起了工业界和学术界的高度关注。传统的导电浆料一般由导电填料、高分子粘结剂、溶剂和其它助剂组成。其中导电填料是实现浆料功能的主要成分。高分子粘结剂并不导电，只是做为导电填料的载体，起到帮助导电填料连接和固定的作用。溶剂则是用来溶解粘结剂，并提供足够的流动性保证导电填料均匀分散，同时调节粘度，并保证导电浆料流动成膜。
目前，为了满足高端电子产品和太阳能电池板等对浆料的高导电性的要求，往往需要在高分子粘结剂中添加大量的金、银、铂等贵金属填料，往往添加量占总固含量的60-90％，高含量的导电微粒不仅大大提高了制备成本，同时降低了粘结剂的含量，导致固化性能和粘结强度下降，电子线路表面粗糙等问题。目前国内企业在高性能导电浆料开发的技术上还不是很成熟，绝大多数都依赖进口国外产品。此外，现有的导电浆料大量的使用了贵金属材料，这些材料一旦使用后难以实现回收再利用，即会造成环境污染又不利于资源的循环利用。
综合上述分析，针对现有导电浆料成本高且不可回收再利用的缺点，特提出本发明。
发明内容
针对本领域现有的低成本导电浆料导电性能不理想，高性能导电浆料成本过高的问题，以及现有导电浆料中无可避免的因使用溶剂而造成环境污染、使用安全性低、存在火灾和爆炸隐患、无法回收重复利用的缺陷，本发明旨在提供一种可回收、高导电的导电浆料；
本发明的另一目的是提出所述导电浆料的制备方法。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种低成本可回收的导电浆料，按重量百分比计，包括45％～80％液态金属导电粘结剂、12％～50％导电性增强材料、1％～5％分散剂润湿剂、0.5％～2％偶联剂、0.5％～2％附着力促进剂；
其中所述液态金属为熔点在300摄氏度以下的低熔点金属或合金、或是低熔点金属纳米颗粒与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。
其中，所述液态金属为镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、钠、钾、镁、铝、铁、钴、锰、钛、钒中的一种的单质或由多种形成的合金，所述合金中含有0～30％的非金属成分，所述非金属成分为硼、碳、硅中的一种或多种，
优选地，所述的液态金属为汞、镓、铟、锡中的一种的单质，或为镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓铝合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、锡铝合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种。
更优选地，所述液态金属为镓、铟、锡、铋、铝、锌中的两种或三种金属形成的合金，每种金属质量占所述电磁屏蔽涂层材料质量的15～50％。
本发明优选用二元或三元合金，以实现施工性的提高和成本的降低，二元或三元的合金也利于调整熔点。
其中，所述的导电性增强材料为金粉、铂粉、银粉、铜粉、镍粉、导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、镍包石墨粉、银包铜粉、银包镍粉中的一种或几种，
所述的导电性增强材料的粒径在1nm～100μm；优选为10nm～50μm。
其中，所述的分散润湿剂包括非离子型小分子分散剂、非离子型高分子分散剂、阴离子型分散剂、阳离子型分散剂中的一种或几种。
其中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
其中，所述的附着力促进剂为碳纤维、银纤维、铜纤维、银包铜纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管、气凝胶粉、中空微球、陶瓷微球、海泡石、闭孔膨胀珍珠岩、蛭石、硅酸钾晶须中的一种或几种。
本发明所述的导电浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：液态金属粘结剂的熔炼，液态金属原料在氢气或一氧化碳气体条件下利用还原炉进行还原处理，去除原料表面的氧化物，按比例称量还原处理后的原料，放入真空熔炼炉或气氛炉内进行熔炼，熔炼好的合金液体在真空炉或气氛炉内浇注成锭或灌装到容器中备用。
步骤2：根据配比称量熔炼好的液态金属粘结剂，加入到带惰性气体保护的容器内，加热至所述液态金属熔点以上10℃～200℃，保温10min～30min，然后向其中缓慢加入导电性增强材料，再加入润湿剂、偶联剂、附着促进剂，混合均匀后，将混合物转移到带有惰性气体保护的研磨设备中研磨；
步骤3：将研磨后的导电浆料过滤后，在惰性气体保护下灌注于容器中。
进一步地，步骤2中，加入导电性增强材料后，自然冷却后加入润湿剂、偶联剂、附着促进剂，在1500～2000r/min转速下混合1～2h，将混合物转移到带有惰性气体保护的卧式砂磨机中，以氧化锆颗粒为研磨介质在4000～5000r/min条件下研磨3～5h。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、利用液态金属导电粘结剂替代替代不导电的高分子粘结剂和溶剂，在少量偶联剂和分散润湿剂协同作用下，少量添加导电增强填料均匀稳定的分散，形成具有高相容性和高分散稳定性的低成本导电浆料，体积电阻率达到3×10-5Ω·cm。
2、在上述低成本导电浆料基础上，通过进一步增加导电增强填料的用量，得到兼具相对低成本和极高导电性能的浆料，体积电阻率达到9×10-6Ω·cm
3、解决了传统导电浆料价格高、性能不稳定、含有大量溶剂不环保、施工安全性低、存在火灾和爆炸隐患的问题。具有成膜速度快，安全环保、施工方便、成本低廉的特点。
4、开发了可回收利用的导电浆料，解决现有导电浆料无法循环使用的缺点。实现导电浆料在塑料、硅晶体、橡胶、陶瓷、纸张表面的有效润湿和附着。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不应用来限制本发明的范围。
如无特别说明，实施例中使用的手段均为本领域常规的手段。
实施例1
本实施例低成本可回收的高导电浆料的配方组成如下表所示：
本导电浆料的制备方法为：
步骤1：液态金属导电粘结剂的熔炼，液态金属原料(单质镓、单质铟)分别在氢气保护条件下利用还原炉进行还原处理，去除原料表面的氧化物。按比例取样称量还原处理后的两种原料，一起放入真空熔炼炉或气氛炉内进行熔炼。熔炼好的合金液体在真空炉或气氛炉内浇注成锭或灌装到容器中备用。
步骤2：根据配比称量上述液态金属导电粘结剂，加入到带惰性气体保护的容器内，加热直至其熔点以上10℃～200℃(加热温度150℃)，保温30min，向其中缓慢加入已经称量好的导电性增强材料，自然冷却后加入润湿剂、偶联剂、附着促进剂，在2000r/min转速下混合2h，确保导电增强材料能均匀分散在液态金属导电粘结剂中，将混合物转移到带有惰性气体保护的卧式砂磨机中，以氧化锆颗粒为研磨介质在5000r/min条件下研磨3h。
步骤3：将研磨后的导电浆料过滤后利用自动灌装机在惰性气体保护下灌注于容器中。
实施例2
一种低成本可回收的高导电浆料的配方组成如下表所示：
制备的步骤2中，根据配比称量熔炼好的液态金属导电粘结剂，加入到带惰性气体保护的容器内，加热直至其熔点以上10℃～200℃(加热温度为230℃)。研磨时间为3.5h(导电增强材料用量多，粒径稍大，要多研磨约0.5h)。其他操作同实施例1。
实施例3
一种低成本可回收的高导电浆料的配方组成如下表所示：
表中分散润湿剂为BYK-190，非离子型高分子分散剂。
本实施例中使用银粉作为导电增强材料，银粉具有导电性好，抗氧化性强的特点，在分散及研磨等加工过程中，不容易因形成大量氧化物而使得导电性下降，与锡、铝共同形成的导电通路界面间接触电阻小。此外，本发明中使用的银粉具有球形度高、粒径分布均匀的特点，因此容易均匀分散，显著地减少不导电的分散润湿剂和偶联剂的用量；兼之作为附着力促进剂的石墨烯的导电性比较好，本实施例材料导电性更好。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于导电填料采用镍粉(粒径D50为500nm)，附着力促进剂采用碳纤维。
实施例5
一种低成本可回收的高导电浆料的配方组成如下表所示：
实施例6
一种低成本可回收的高导电浆料的配方组成如下表所示：
表中阴离子型分散润湿剂为十二烷基苯磺酸钠。
实施例7
本实施例低成本可回收的高导电浆料的配方组成如下表所示：
对比例1为美国埃奇森公司的Electrodag427ss，对比例2为日本DOTITE XA 436导电银浆。
性能试验
将上述实施例和对比例分别在聚酯薄膜上涂刷，制备平均厚度为25微米的样板，测试其导电性结果如下：
表1性能测试结果
从上表的对比数据可以看到，本发明实施例中描述的高导电浆料体积电阻率低于市售产品的指标，对应导电性具备明显优势。此外，本发明实施例中的电磁屏蔽涂层材料可挥发性有机物含量远低于对比例，表明本发明电磁屏蔽涂层材料具有更好的环保性。
虽然，上文中已经本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (11)
1.一种低成本可回收的导电浆料，其特征在于，按重量百分比计，由以下成分组成：55.55％～80％液态金属导电粘结剂、12％～39.68％导电性增强材料、1％～5％分散润湿剂、0.5％～2％偶联剂、0.5％～2％附着力促进剂；
其中所述液态金属为熔点在300摄氏度以下的低熔点金属或合金、或是低熔点金属纳米颗粒与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。
2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述液态金属为镓、铟、锡、铋、汞、钠、钾中的一种的单质；或者，所述液态金属为镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、钠、钾、镁、铝、铁、钴、锰、钛、钒中的多种形成的合金，所述合金中含有0～30％的非金属成分，所述非金属成分为硼、碳、硅中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的导电浆料，其特征在于，所述的液态金属为镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓铝合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、锡铝合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种。
4.根据权利要求3所述的导电浆料，其特征在于，所述液态金属为镓、铟、锡、铋、铝、锌中的两种或三种金属形成的合金，每种金属质量占所述液态金属质量的15～50％。
5.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述的导电性增强材料为金粉、铂粉、银粉、铜粉、镍粉、导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、镍包石墨粉、银包铜粉、银包镍粉中的一种或几种，
所述的导电性增强材料的粒径在1nm～100μm。
6.根据权利要求5所述的导电浆料，其特征在于，所述的导电性增强材料的粒径为10nm～50μm。
7.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述的分散润湿剂包括非离子型小分子分散剂、非离子型高分子分散剂、阴离子型分散剂、阳离子型分散剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1～8任一项所述的导电浆料，其特征在于，所述的附着力促进剂为碳纤维、银纤维、铜纤维、银包铜纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管、气凝胶粉、中空微球、陶瓷微球、海泡石、闭孔膨胀珍珠岩、蛭石、硅酸钾晶须中的一种或几种。
10.权利要求1～9任一项所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：液态金属粘结剂的熔炼，液态金属原料在氢气或一氧化碳气体条件下利用还原炉进行还原处理，去除原料表面的氧化物，按比例称量还原处理后的原料，放入真空熔炼炉或气氛炉内进行熔炼，熔炼好的合金液体在真空炉或气氛炉内浇注成锭或灌装到容器中备用；
步骤2：根据配比称量熔炼好的液态金属粘结剂，加入到带惰性气体保护的容器内，加热至所述液态金属熔点以上10℃～200℃，保温10min～30min，然后向其中缓慢加入导电性增强材料，再加入润湿剂、偶联剂、附着促进剂，混合均匀后，将混合物转移到带有惰性气体保护的研磨设备中研磨；
步骤3：将研磨后的导电浆料过滤后，在惰性气体保护下灌注于容器中。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，加入导电性增强材料后，自然冷却后加入润湿剂、偶联剂、附着促进剂，在1500～2000r/min转速下混合1～2h，将混合物转移到带有惰性气体保护的卧式砂磨机中，以氧化锆颗粒为研磨介质在4000～5000r/min条件下研磨3～5h。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710707151.4A CN107578838B (zh) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 |
| PCT/CN2018/100797 WO2019034100A1 (zh) | 2017-08-17 | 2018-08-16 | 低成本可回收的导电浆料及其制备方法和电子器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710707151.4A CN107578838B (zh) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107578838A CN107578838A (zh) | 2018-01-12 |
| CN107578838B true CN107578838B (zh) | 2019-02-15 |
Family
ID=61034607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710707151.4A Active CN107578838B (zh) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107578838B (zh) |
| WO (1) | WO2019034100A1 (zh) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107578838B (zh) * | 2017-08-17 | 2019-02-15 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 |
| CN108580904B (zh) * | 2018-05-28 | 2023-09-29 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种打印装置的填料机构及打印装置 |
| CN108986949A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-11 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种导电复合材料及其制备方法 |
| CN108831586B (zh) * | 2018-06-15 | 2024-02-23 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种用于印刷复合材料及其制备装置、制备方法 |
| CN108546160A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-09-18 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种陶瓷基电路及其制备方法 |
| CN108774476A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-09 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种金属材质的粘接剂及其使用方法 |
| CN108566727B (zh) * | 2018-06-29 | 2024-03-26 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种基于bga的电子器件及其制作方法 |
| CN109054710A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-21 | 广东石成科技有限公司 | 一种石墨烯复合材料和其制备方法及其作为导磁胶的应用 |
| CN110769663B (zh) * | 2018-07-27 | 2021-07-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 可回收的电磁屏蔽用液态金属浆料及其制备方法和应用 |
| CN109370367A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-02-22 | 陈建峰 | 一种环氧树脂基导电涂料 |
| CN108746664A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-11-06 | 河南金渠银通金属材料有限公司 | 一种高吸油率光伏银粉及其制备方法与应用 |
| CN111462934B (zh) * | 2019-01-18 | 2021-06-01 | 北京梦之墨科技有限公司 | 导电浆料及其制备方法、可穿戴电子电路及其diy套件 |
| CN109852281B (zh) * | 2019-02-01 | 2020-07-28 | 扬州富威尔复合材料有限公司 | 一种基于液态金属的各向异性导电胶的制备方法 |
| CN110343933A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-18 | 深圳市启晟新材科技有限公司 | 一种光热领域300-400度控氧型与不锈钢相容液态金属及其工艺 |
| CN110284043A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-27 | 深圳市启晟新材科技有限公司 | 一种200-300度用核反应堆控氧型液态金属及其相容性工艺 |
| CN110434350A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-12 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种低熔点金属粉末及其制备方法和应用 |
| CN110605400B (zh) * | 2019-09-25 | 2022-05-31 | 苏州大学 | 一种液态金属纳米液滴大规模制备方法 |
| CN113053559B (zh) * | 2019-12-27 | 2024-10-29 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种液态金属导电浆料及其制备方法、电子器件 |
| CN111128442B (zh) * | 2020-01-07 | 2021-12-03 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种液态金属导电浆料及其制备方法、电子器件 |
| CN112552075A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-26 | 中节能(唐山)环保装备有限公司 | 一种碳基云母板电发热元件及其制备方法 |
| CN113372760A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-10 | 东莞职业技术学院 | 一种牢度好的水性油墨及其制备方法 |
| CN113990557B (zh) * | 2021-09-09 | 2024-03-29 | 山西聚微天成科技有限公司 | 一种高导电性和高拉伸性弹性体的制备方法及其应用 |
| CN113764118B (zh) * | 2021-09-09 | 2023-11-28 | 北京星宇同辉科技有限公司 | 一种可拉伸高导电性材料的制备方法及其应用 |
| CN114916214A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-08-16 | 南通通州湾新材料科技有限公司 | 柔性可压缩电磁屏蔽浆料、材料及制备方法和应用 |
| CN116254017B (zh) * | 2023-04-24 | 2024-02-02 | 四川大学 | 一种可拉伸复合导电油墨及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1656573A (zh) * | 2002-05-31 | 2005-08-17 | 大自达电线股份有限公司 | 导电糊、使用其的多层基板及其制造方法 |
| CN101621082A (zh) * | 2009-07-28 | 2010-01-06 | 付天恩 | 一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料及其制备方法 |
| CN104124031A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种磁纳米金属流体及其制备方法 |
| CN104992742A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-21 | 北京依米康科技发展有限公司 | 一种高粘度低熔点金属导电膏及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10279903A (ja) * | 1997-04-04 | 1998-10-20 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 導電性接着剤 |
| CN107578838B (zh) * | 2017-08-17 | 2019-02-15 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-08-17 CN CN201710707151.4A patent/CN107578838B/zh active Active
-
2018
- 2018-08-16 WO PCT/CN2018/100797 patent/WO2019034100A1/zh active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1656573A (zh) * | 2002-05-31 | 2005-08-17 | 大自达电线股份有限公司 | 导电糊、使用其的多层基板及其制造方法 |
| CN101621082A (zh) * | 2009-07-28 | 2010-01-06 | 付天恩 | 一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料及其制备方法 |
| CN104124031A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种磁纳米金属流体及其制备方法 |
| CN104992742A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-21 | 北京依米康科技发展有限公司 | 一种高粘度低熔点金属导电膏及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019034100A1 (zh) | 2019-02-21 |
| CN107578838A (zh) | 2018-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107578838B (zh) | 一种低成本可回收的导电浆料及其制备方法 | |
| CN107573745A (zh) | 一种电磁屏蔽涂层材料及其制备方法 | |
| CN100595238C (zh) | 一种热塑性粉末导电涂料/油墨及其制备方法 | |
| CN105017831B (zh) | 水性电热纳米涂料用组合物及涂料及其制备方法和应用 | |
| CN108133768A (zh) | 一种高电导率低温固化型导电浆料及其制备方法 | |
| CN103971784B (zh) | 一种新型有机/无机纳米复合导电浆料及其制备方法 | |
| CN102592710B (zh) | 一种含微米级混合银粉的太阳能电池电极导电银浆 | |
| CN104021838B (zh) | 一种聚噻吩/混合价金属氧化物协同导电浆料及其制备方法 | |
| CN106816202A (zh) | 一种石墨烯改性导电银浆及其制备方法 | |
| CN104715807B (zh) | 导电胶组合物与电极的形成方法 | |
| CN102479568A (zh) | 一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法 | |
| CN103310870A (zh) | 一种硅太阳能电池电极用无铅铜浆及其制备方法 | |
| CN107945910A (zh) | 掺杂银包覆石墨烯的太阳能电池正面电极银浆及制备方法 | |
| CN101935489A (zh) | 凹凸棒导电涂料及其制备方法 | |
| CN108010601A (zh) | 晶体硅太阳能电池低接触电阻正面电极银浆及制备方法 | |
| CN102592704A (zh) | 一种用于太阳能电池的铝浆及其制备方法 | |
| CN108962425A (zh) | 一种石墨烯导电浆料的制备方法 | |
| CN104893428A (zh) | 一种纳米银导电油墨及其制备方法 | |
| CN101508855A (zh) | 一种水性石墨导电涂料及其制备方法 | |
| CN108538435A (zh) | 有机改性的晶体硅太阳能电池耐老化电极浆料及制备方法 | |
| CN103413591B (zh) | 一种贴片保险丝熔断体用电子浆料及其制作方法 | |
| CN107863177A (zh) | 一种低收缩率晶体硅太阳能电池正面电极银浆及制备方法 | |
| CN108777185A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池耐老化复合银电极浆料及制备方法 | |
| CN104538084A (zh) | 一种耐高温导电银浆 | |
| CN106830691B (zh) | 一种石墨烯掺杂型电子浆料用玻璃粉及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |