[发明专利]导电胶的制备方法及导电胶

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器技术领域，尤其涉及一种导电胶的制备方法及导电胶。

背景技术

目前，常用的导电胶主要由聚合物粘结基体和金属导电填料组成，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。导电胶中常用的导电粒子有金(Au),银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)等金属粉末。Cu、Al、Ni价格便宜，导电性好，但是温度升高时，在空气中易氧化，使导电性变坏，使用的稳定性和可靠性受到限制。银粉具有优良的导电性和化学稳定性，在胶层中几乎不氧化，但是其相对密度较大，易沉淀，潮湿环境下有电移迁出的现象。为解决以上问题，将表面镀有镍金属的塑料粒子表面镀上一层金，形成导电金球进行导电连接。然而，导电金球存在这些缺陷：(1)塑料层和金属层的界面作用力较差，导致长期使用后导电性和机械性能变差；(2)金球的生产过程中电镀工艺对环境污染严重；(3)金是贵重稀有金属。

石墨烯是一种新型的碳纳米材料，具有优异的导电、导热性能。将其作为导电胶中的导电填料，将为导电胶提供优异的导电性。而且，由于石墨烯是片状结构，与球状的导电粒子之间通过点接触形成导电通道相比，石墨烯之间形成的面接触更多，形成的导电通道的概率更高。石墨烯具有良好的导热性，通过石墨烯片层在导电胶中的均匀分散，保证了该导电胶的散热性能，利用这种优异的导热性，有利于导电胶在实际应用中及时将电流的欧姆效应产生的热量散去，降低导电胶温度，防止导电胶失效。

石墨烯本身具有优异的机械强度和延展性。因此，使用该导电胶用于粘结物体时，当粘结处收到较大外力破坏时，石墨烯的片状结构和延展性保证粘结和导电性的稳定。在粘结基体中还能起到补强作用，改善导电胶的粘结强度。

目前，将石墨烯作为导电填料用在导电胶和其它复合材料中的研究已广泛报道，然而发挥石墨烯的导电性最关键的因素是石墨烯在聚合物基体中能否均匀分散。导电胶中常用的聚合物粘结基体有环氧树脂、聚丙烯酸酯内树脂，酚醛树脂，聚氨酯数据，有机硅树脂等。这些树脂中都含有极性基团，而石墨烯表面没有任何官能团，加上其超高的比表面积，使石墨烯无法在导电基体中分散开来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电胶的制备方法，通过在石墨烯表面引入含有极性基团的功能化分子，从而改善了功能化石墨烯在粘结树脂中的分散性。

本发明的目的还在于提供一种导电胶，采用功能化石墨烯作为导电粒子的一部分或者全部，制得的导电胶中导电粒子分散均匀，且该导电胶具有优异的导电、导热性能和粘结强度。

为实现上述目的，本发明提供一种导电胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备氧化石墨烯；

步骤2、提供功能化试剂，并与所述氧化石墨烯反应，制得功能化石墨烯；

步骤3、提供固化剂与有机溶剂，与一定量的导电粒子混合后，经过超声波处理，制得导电粒子分散液；所述导电粒子为功能化石墨烯或者功能化石墨烯与其它导电粒子的混合物；

步骤4、提供粘结树脂，并采用步骤3所述的有机溶剂稀释该粘结树脂；

步骤5、将经步骤4稀释过的粘结树树脂与所述导电粒子分散液混合制得导电胶预混合物，将该导电胶预混合物重复搅拌均匀，并进一步采用超声波分散后，去除有机溶剂，制得导电胶。

所述步骤1中制备氧化石墨烯的方法为Hummers法；所述步骤5中去除有机溶剂的方法为减压蒸馏法。

所述功能化试剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

所述其它导电粒子为纳米银颗粒、微米银粉、导电聚吡咯颗粒或导电金球。

所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐、苯基-二甲脲，三乙胺、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、3-氨丙基咪唑或甲基咪唑中的一种或多种的混合物；所述有机溶剂为乙腈、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、水、丙酮、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、丙醇、异丙醇或乙二醇中的一种或多种的混合溶剂。

所述粘结树脂为环氧树脂，所述环氧树脂为缩水甘油醚类双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、脂肪族环氧树脂或脂环族环氧树脂中的一种或多种的混合物。

本发明还提供一种导电胶，包括导电粒子、粘结树脂和固化剂；其中，所述导电粒子为功能化石墨烯或者功能化石墨烯与其它导电粒子的混合物；所述其他导电粒子为纳米银颗粒、微米银粉、导电聚吡咯颗粒或导电金球。