[发明专利]一种减缓或阻止导电银离子迁移的保护涂料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本申请涉及电子化工材料技术领域，尤其是涉及一种可以延缓或者阻碍导电金属材料在通电时产生离子迁移的保护涂料。

背景技术

金属银具有电阻低、氧化慢且其氧化物也导电的特性，用它制成的导电银浆产品相比于导电铜浆、导电碳浆产品有更好的导电性，因而其应用更为广泛，包括以下领域：(1)以PET(聚酯)为基材的薄膜开关和柔性电路板；(2)单板陶瓷电容器；(3)压敏电阻和热敏电阻；(4)压电陶瓷；(5)碳膜电位器；(6)远红外发热膜以及以远红外发热膜作为发热源或辐射源的系列衍生产品。此外，由导电银浆采用丝网印刷方式涂敷在薄膜上形成载流条或电极或制作柔性印刷电路板，具有工艺简单，生产效率高(流水线生产)、综合成本低的优势。

然而，银离子的迁移造成的一系列弊端成为导电银浆在电子产品、以碳墨(碳浆及碳晶)类远红外发热材料作为面状发热体的新一类电热产品、以及保健器械等产品使用中的一大缺陷。银离子迁移的后果是：一些电子产品在出厂检验时性能良好，各项参数指标完全合格，但用户使用一段时间后，发现产品电阻增大，或出现短路自通现象；电位器使用一段时间后，绝缘电阻下降，甚至出现击穿或短路；新型电热产品使用一段时间后，发热温度下降，升温时间变长等。

导电银离子迁移的因素很多，其本质原因是银的活泼性所致；其次是导电银浆的介质材料致密度不够，有微小“缝隙”可能成为离子通道；第三是有湿气的存在，这是银离子迁移的一个很大诱因，其反应方程式如下：

H₂O→H⁺+OH^-；Ag⁺+OH-→AgOH；2AgOH→Ag₂O+H₂O。

为此，对银离子迁移现象的克服与预防对策，以往的技术是从以下二个方面来考虑的。一是着眼于导电银浆产品组成物的研究与开发：(1)对导电银浆料所用的银粉的制备和处理进行创新；(2)考虑如何使导电银浆料的介质更致密化；(3)改用合金化导体电极(一种丝印导电银浆除外的应用场合)。二是从既有导电银浆产品应用工艺方面做探索与改进：(1)在银浆电路印刷完毕后，再丝印一层碳浆覆盖于银浆上，限制银离子析出；(2)在银浆的上、下层涂敷绝缘保护涂料，形成保护夹层，阻止水分的浸入；(3)在银浆中加入碳浆或少量添加物如氧化物，对银离子产生一定阻隔。

但是，所有这些措施，面对导电银浆制成品可否完全不存在银离子迁移这样一个问题，还是无法作出肯定回答。客观地说，各种手段都只是起到了减缓或阻止银离子迁移的效果。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种减缓或阻止导电金属离子迁移的保护涂料。本保护涂料具备多种协同效用，可以减缓或阻止金属银离子迁移，防止因银离子迁移引起电阻变化造成产品性能下降或丧失，尤其适用于导电银浆或者银导线、银电极、银触点等场合。

本发明的技术方案如下：

一种减缓或阻止导电银离子迁移的保护涂料，所述保护涂料由以下重量份数的原料组成：绢云母粉7～12份；石墨粉0～5份；聚酯树脂溶液80～85份；二甲酯溶剂2～8份。

本申请还提供了所述保护涂料的制备方法，其具体制备方法如下：将绢云母粉单独或与石墨粉混合后加入到聚酯树脂溶液中，再加入二甲酯溶剂，首先进行搅拌预混合，然后在搅拌容器中搅拌30～60分钟，最后置于研磨容器中进行研磨，研磨后取出混合物于20～25℃条件下存放不少于24小时后备用。

所述绢云母粉为湿法制造的绢云母粉，其粒径≤5μm，能够过2500目筛。所述石墨粉为纳米级导电石墨粉，其粒径≤0.5μm，能够过15000目筛，其含碳量≥99％。所述聚酯树脂溶液的固含量为40～60％，粘度为1000～2000厘泊。

所述保护涂料的工艺指标为：细度≤5μm；粘度为2500～3000厘泊，固含量40～60％。

本申请还提供了所述保护涂料的应用，其具体用法为：将所述保护涂料丝印、辊涂或刷涂在导电银浆所制成的印刷电路上，或刷涂、点涂在银电极上，于室温即20～25℃放置1～3小时后，再在60～90℃下烘1～3小时，再升温至100～120℃烘1～2小时，确保涂层干透并与导电银浆及相关物质的粘结牢固。