專利名稱：一種超低電阻導電膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導電高分子材料領(lǐng)域，具體的涉及一種超低電阻導電膜材料。
背景技術(shù)：
隨著材料科學的發(fā)展，導電膜在電子電路及顯示技術(shù)領(lǐng)域中的應用越來越廣泛。目前公知的導電膜，一般利用真空吸附的方法，把導電材料，例如銀、鋁等金屬附著在塑料等載體上，使其表面形成導電膜，其導電電阻隨著添加導電材料量的變化而變化。這種方法做成的導電膜，表面電阻容易隨著摩擦折彎或高溫高濕而改變，產(chǎn)生很大的誤差?，F(xiàn)有技術(shù)中還有一種導電膜，是將炭黑和塑料(主要是PE、PVC等)顆?；旌驮倮么的せ蛄餮拥姆椒ㄐ纬傻?，這個方法的產(chǎn)品導電性能不佳，最低的電阻約為幾千歐姆，而且表面電阻不均勻，可能產(chǎn)生大概20 %的誤差，使得這種導電膜在電子和醫(yī)療方面無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種導電膜及其制備方法。本發(fā)明的膜材料具有電阻低，且表面電阻均勻的特點，且抗拉、阻燃、不易破裂，適合應用于電子和醫(yī)療領(lǐng)域，例如可應用于大型平板顯示屏幕。本發(fā)明的膜材料制備工藝簡單，特別適合于
工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高分子聚合物導 電膜，按照重量份計，由以下組分組成:聚氨基甲酸酯(PU):100 ；苯類有機溶劑:15-30 ;炭黑:15-25;分散劑:1-3。所述炭黑為導電炭黑、超導炭黑和乙炔黑中的一種或幾種。所述分散劑為本領(lǐng)域內(nèi)常用分散劑。一種所述高分子聚合物導電膜的制備方法，包括混合、研磨、刮涂步驟。首先在密閉容器內(nèi)將炭黑和苯類有機溶劑按照一定比例混合，并經(jīng)過研磨機進行研磨，使炭黑和有機溶劑充分混合。在研磨后的溶劑和炭黑混合物中加入分散劑。充分研磨后加入聚氨基甲酸酯樹脂，即PU樹脂。按照重量份計，各組分加入量為:聚氨基甲酸酯(PU):100 ;苯類有機溶劑:15-30 ;炭黑:15-25 ;分散劑:1-3。加入樹脂后經(jīng)過攪拌機攪拌均勻，得到膜預制體。將膜預制體放置一段時間進行脫泡，使得膜預制體里面的氣體氣泡充分破裂。采用刮刀將膜預制體刮涂在淋膜紙上，采用烘干設(shè)備烘干后形成導電膜。為了保證導電膜的導電性能和表面的光滑性，炭黑采用粉末狀，優(yōu)選粒徑為50微米。導電膜的厚度為45-55微米時,綜合導電效果最好。
所述脫泡的時間為24-48小時。所述烘干設(shè)備為烘箱。烘干溫度為分三個區(qū)，第一個區(qū)40-50攝氏度大概10米，第二個區(qū)50-60攝氏度大概15米，第三個區(qū)130-150攝氏度大概20米。本發(fā)明中分散劑的加入增加了炭黑、樹脂和溶劑的親和性，加速溶劑滲入到導電粒子縫隙中，取代粒子間的表面吸附的空氣，從而幫助填料團粒的打開。本發(fā)明的導電膜為黑色，其使用時間長久，電阻均勻，長時間摩擦揉搓不易破裂，不易改變產(chǎn)品本身性能。本發(fā)明的制備方法中炭黑和有機溶劑充分研磨混合后再加入聚氨基甲酸酯樹脂再次研磨，使得原料混合更加均勻，從而使得導電膜的電阻均勻性提高。本發(fā)明克服了表面吸附導電材料容易脫落和電阻比較大且不均勻的兩種弊端，電阻最小可做到幾十歐姆，局部誤差小于2%，且表面電阻不會因為摩擦溫度濕度而變化。本發(fā)明大大降低了導電膜的表面電阻，并不影響膜本身的特性，比如抗拉力、阻燃、不易破裂等。


:附圖1顯示導電炭黑的含量對導電性能的影響。附圖2顯示導電炭黑的粉末粒徑對導電性能的影響。附圖3顯示導電膜的厚度對導電性能的影響。
具體實施方式
實施例1:在密閉容器內(nèi)將微米級粉末狀超導炭黑和苯類有機溶劑按照1:1的比例混合，超導炭黑完全溶解在溶劑里，成粘稠狀。經(jīng)過研磨機進行研磨，使超導炭黑和有機溶劑充分混合。在研磨后的溶劑和超導炭黑混合物中加入分散劑。充分研磨后后加入聚氨基甲酸酯樹脂，即PU樹脂。按照重量份計，各組分加入量為:聚氨基甲酸酯(PU):100;苯類有機溶劑:15-30 ;分散劑:1-3 ;超導炭黑:在0-25的范圍內(nèi)采用不同的加入量。加入樹脂后經(jīng)過攪拌機攪拌均勻，得到膜預制體。將膜預制體放置48小時進行脫泡，使得膜預制體里面的氣體氣泡充分破裂。采用刮刀將膜預制體刮涂在淋膜紙上，采用烘干設(shè)備烘干后形成黑色導電膜。采用萬用表測量電阻值，電阻測量探頭為10mm。從上圖可以看出，導電炭黑所占比例對導電膜本身的表面導電性影響很大。導電炭黑占樹脂含量在0% -5%時，表面積電阻極大。含量在5% -10%時候電阻下降緩慢，在10% -20%時候下降明顯，低于20%下降緩慢，所以導電炭黑占樹脂含量高于25%后繼續(xù)加大炭黑含量對導電性能是沒有太大改變的，反而會影響膜的性能。不利于膜本身的品質(zhì)保證。因此炭黑占樹脂含量的百分比確定為15-25%。實施例2:采用不同粒徑的導電炭黑制備導電膜，制備方法同實施例1。導電炭黑占樹脂含量的百分比為20%。得到導電膜后檢測表面電阻，如圖2所示。參照圖2可見隨著導電炭黑粒徑的減小，導電膜表面電阻會增加。在沒有研磨的原料中，導電粒子聚集體沒有被破壞，而研磨會破壞原來體系中形成的導電網(wǎng)絡(luò)，降低導電粒子的接觸幾率，從而使得導電性能降低。導電炭黑粒子粒徑越小，越容易被有機溶劑包住，而有機溶劑是絕緣的，所以導電炭黑粒徑越小導電膜表面電阻越高。但是粒徑大會對表面外觀有所影響，導致膜表面粗糙。相反粒徑小導電膜表面效果最好，但是電阻高。導電炭黑粒徑在50微米時配料再研磨得到的導電膜效果最好。實施例3:制備不同厚度的導電膜，制備方法同實施例1。導電炭黑占樹脂含量的百分比為20%。得到導電膜后檢測表面電阻，如圖3所示。膜厚度增加導電膜表面電阻會降低，當膜厚度到一定時候，表面電阻隨膜厚度增加而變化不大 。導電膜的厚度為45-55微米時，導電效果最為理想。
權(quán)利要求
1.一種高分子聚合物導電膜，按照重量份計，由以下組分組成: 聚氨基甲酸酯(PU):100 ； 苯類有機溶劑:15-30 ； 炭黑:15-25 ； 分散劑:1_3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子聚合物導電膜，其特征在于，所述炭黑為導電炭黑、超導炭黑和乙炔黑中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子聚合物導電膜，其特征在于，所述炭黑為粉末狀，其粒徑為50微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子聚合物導電膜，其特征在于，所述導電膜的厚度為45-55微米。
5.一種制備如權(quán)利要求1所述高分子聚合物導電膜的方法，其特征在于包括混合、研磨、刮涂步驟，首先在密閉容器內(nèi)將炭黑和苯類有機溶劑按照一定比例混合，并經(jīng)過研磨機進行研磨，使炭黑和有機溶劑充分混合，在研磨后的溶劑和炭黑混合物中加入分散劑，充分研磨后加入聚氨基甲酸酯樹脂(PU)，按照重量份計，各組分加入量為:聚氨基甲酸酯(PU):100 ;苯類有機溶劑:15-30 ;炭黑:15-25 ;分散劑:1_3，加入樹脂后經(jīng)過攪拌機攪拌均勻，得到膜預制體，將膜預制體放置一段時間進行脫泡，使得膜預制體里面的氣體氣泡充分破裂，采用刮刀將膜預制體刮涂在淋膜紙上，采用烘干設(shè)備烘干后形成導電膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述脫泡的時間為24-48小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述烘干設(shè)備為烘箱，烘干溫度為分三個區(qū)，第一個區(qū)40-50攝氏度大概10米，第二個區(qū)50-60攝氏度大概15米，第三個區(qū)130-150攝氏度大概20米。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種導電膜及其制備方法。導電膜的組分為聚氨基甲酸酯(PU)、苯類有機溶劑、炭黑和分散劑。制備工藝包括混合、研磨、刮涂步驟。本發(fā)明的導電膜具有較低的表面電阻，為幾十歐姆，電阻值均勻，電阻局部誤差小于2％，且表面電阻不會因為摩擦溫度濕度而變化。
文檔編號H01B1/24GK103247363SQ20121043466
公開日2013年8月14日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者楊立雙 申請人:楊立雙