本发明涉及一种透明丙烯酸导电胶黏剂组合物，具体地，本发明涉及一种透明丙烯酸导电胶黏剂组合物及其制备和在导电胶带中的应用。
背景技术：
导电胶是一种同时具有粘结和导电性能的胶黏剂，将其均匀的涂布在导电基材上，可实现多种材料的连接，实现xyz全方向导电，同时导电胶还具有优良的电磁屏蔽性能。作为电子元件传导导电的介质，导电胶广泛用于石英晶体谐振器、半导体晶片、led发光二极管、ptc陶瓷发热元件、滤波器、压电陶瓷、电路修补等设计和生产中，同时，导电胶还用于微电子封装、印刷电路板、导电线路粘接、电磁屏蔽等领域。
市售的导电胶由有机聚合物基体和导电填料经固化而获得，除此之外，还包括稀释剂、分散剂、固化剂和其他助剂。目前市场上的导电胶大部分为填料型导电胶，基体通常为热固性胶黏剂，如环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等，这些树脂在固化后形成分子骨架结构，为导电胶提供力学性能和粘接性能，并使导电填料形成导电通道。导电填料是导电胶导电性能的主要来源，常用的导电填料有金属填料、无机填料和混合填料等。金属填料常见的有金粉、银粉、铜粉、镍粉及合金粉，无机填料有碳黑、碳纳米管、石墨烯、银纳米线，混合填料则是将金属填料与无机填料综合运用，如碳纳米管表面镀银、微米银片和微米银球及酸化单壁碳纳米管混合等新型导电填料。
现有导电胶添加有大量的导电金属填料物质，由于金属填料的密度大于基体树脂，极易发生沉降而导致胶面局部不导电；金属填料极易发生团聚，从而造成胶面黑点或颗粒点等表面外观不良等问题；若要使制得的产品在小面积使用时需加入大量的金属填料，由此大大降低了导电胶膜的透明性，同时也造成工艺制程中的一系列问题。
本发明为了克服上述缺点，同时配方简单，工艺实现难度较低，本发明所述具有特殊粘接功能透明导电胶膜在柔性电子器件、软功能材料领域有着许多潜在的应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种透明导电胶黏剂组合物，采用加入离子型导电化合物的方式，其易溶于常用溶剂，可与基体树脂在分子级别实现掺杂共混，不存在沉降和表观等问题，改善现有技术中导电胶导电性差、外观不良等问题。
根据该目的，本发明提供了一种透明导电胶黏剂组合物，其组成和重量分数为：(a)混合单体100份；(b)交联剂5-6份；(c)离子型导电化合物1-10份；(d)固化剂1.0-2.0份；(e)溶剂20-50份。
作为本发明的优选方案，所述混合单体包含：（ⅰ）碳原子数目为1~10的丙烯酸类单体或烷基取代丙烯酸类单体，重量份为80~98；和（ⅱ）含有交联基团的单体，重量份为2~20。
进一步地，所述碳原子数目为1~10的丙烯酸类单体或烷基取代丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯腈中的至少一种。
进一步地，所述含有交联基团的单体包含（甲基）丙烯酸乙烯酯、环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、（新）戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇二（甲基）丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、己二醇二（甲基）丙烯酸酯中的至少一种。
丙烯酸酯类单体中含有酯基、羧基、羟基、环氧基等官能团，具有很强的极性，对各种表面的粘接性能良好。丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等软单体结构中含有相对较长的烷基链段，其玻璃化转变温度较低（-10℃以下），可赋予胶黏剂组合物良好的初黏、柔韧性和成膜性；甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等结构中含有甲基、羧基的硬单体，其玻璃化转变温度也较高（100℃左右），加入硬单体目的在于提高树脂硬度和内聚力。交联单体中通常含有功能性基团，如羟基、羧基、烯基、氨基、环氧基等，可在分子链结构中引入官能性基团或交联密度点，使胶黏剂的附着力、耐溶剂、耐温等性能提升。如上单体相互搭配，可实现胶水配方的耐热性、耐候性、耐油性等常规性能。
作为本发明的优选方案，所述离子型导电化合物为聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、双（三氟甲基磺酰亚胺）锂盐、氯化锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂中的至少一种。
上述离子型导电化合物在空气中具有高的稳定性，其使用离子作为导电载流子，在聚合物链段间通过离子传输实现导电。离子型导电化合物的加入，一方面为胶黏剂提供导电性，另一方面为所获得的导电胶黏剂提供透明性（可见光透过率＞98%）、粘性、弹性和稳定性，而传统导电填料很难同时达到如上性能。
作为本发明的优选方案，所述交联剂通过其结构中的羧基、羟基、烯基、氨基、环氧基等与软硬单体中的烯基发生反应来增加粘合剂的内聚力，可以为如下中的至少一种：聚二丙烯酸乙二醇酯、丁二烯、异戊二烯、辛二烯、十八碳二烯中的至少一种，特别优选使用聚二丙烯酸乙二醇酯。
作为本发明的优选方案，所述非醇类溶剂可以为酯类、脂肪烃类、芳香烃类、脂环烃类、酮类中的至少一种，如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、正己烷、正庚烷、甲苯、苯、环己烷、甲基环己烷、甲乙酮、丁酮、甲基异丁基酮等，可单独使用或者两种及以上组合使用。选用醇类溶剂会因相容性问题导致溶质析出。
作为本发明的优选方案，所述固化剂为异氰酸酯类固化剂，特别优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲基二异氰酸酯。
本发明的第二个目的在于提供所述透明导电胶黏剂组合物的制备方法。
作为本发明的优选方案，所述制备方法包括溶液聚合法、本体聚合法。特别优选溶液聚合法制备，优选聚合温度为25~130℃。
按如下比例进行取料：丙烯酸类单体或烷基取代丙烯酸类单体重量份为80~98，含有交联基团的单体重量份为2~20，离子型导电化合物1-10份，固化剂1.0-2.0份，非醇类溶剂20-45份。
制备方法如下：除固化剂外，将如上重量份的各物质依次加入到反应瓶中，反应物的总体积占反应瓶总体积的1/3-2/3，机械搅拌，加热反应瓶，使其内部反应物温度为50-60℃，待形成均一透明的溶液后，向反应瓶中滴加溶剂（5份）和固化剂的混合液，滴加完毕后继续升温至70-80℃搅拌反应3-4h。待反应体系的温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
本发明的第三个目的在于提供所述的透明导电胶黏剂组合物在导电胶带中的应用，所述导电胶带包括基材层、位于基材层一侧或两侧的透明胶黏层，并辅以离型膜，其中所述胶黏层为采用本发明的透明导电胶黏剂组合物经涂布而成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的效果。
（1）采用离子型导电化合物取代传统无机填料实现导电的方式，将传统电子导电转换为离子传输导电，同时实现粘性、导电性、透明性、稳定性等性能。
（2）本发明实施采用溶液聚合反应体系，将不同玻璃化转变温度的单体进行调配，通过交联剂和固化剂的量来调节高分子链的结构、分子量及其分布，得到不同粘性的透明导电胶黏剂组合物。
具体实施方式
下面将结合实施方式对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
实施例1。
将甲基丙烯酸丁酯（84份）、甲基丙烯酸甲酯（10份）、丙烯酸乙烯酯（6份）、双（三氟甲基磺酰亚胺）锂（5份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（5份）和甲苯（40份）加入反应瓶中，混合均匀并形成均一透明的溶液后，将反应瓶温度加热升温至50-60℃，将甲苯二异氰酸酯（15份）用甲苯（2份）溶解并稀释后，滴加入反应瓶内，继续升温至70-80℃搅拌反应3-4h。待反应体系的温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶粘剂组合物在pet离型膜上涂布25μm的干胶薄膜，110℃热固化，再转涂至45μm铜箔基材上，胶层透明，贴合铜箔后呈现铜箔原色。测试其180°剥离强度（sus）为1850gf/in，水平电阻为155mω/sq，垂直电阻为50mω/in2。
实施例2。
将甲基丙烯酸乙酯（80份）、丙烯酸乙烯酯（13份）、甲基丙烯酸（7份）、氯化锂（8份）、聚丙烯酸钠（2份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（5份）、甲苯（40份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至55℃，加入过氧化苯甲酰（12份）的甲苯（2份）溶液，继续升温至80℃搅拌反应5h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在pet离型膜上涂布15μm的干胶薄膜，uv光照（365nm，500w）10min后，再转涂至45μm铜箔基材上，胶层透明，贴合铜箔后呈现铜箔原色。测试其180°剥离强度（sus）为1000gf/in，水平电阻为137mω/sq，垂直电阻为57mω/in2。
实施例3。
将甲基丙烯酸异丙酯（86）、（甲基）环氧丙烯酸酯（8份）、丙烯腈（6份）、双（三氟甲基磺酰亚胺）锂（9份）、聚苯乙烯磺酸钠（1份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（5份）和甲苯（45份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）和甲苯（5份）的混合溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在45μm铜箔基材上直接涂布20μm干胶薄膜，置于110℃烘箱中熟化3-5min，取出与pet离型膜进行贴合，胶层透明，贴合铜箔后呈现铜箔原色。测试其180°剥离强度（sus）为1450gf/in，水平电阻为133mω/sq，垂直电阻为34mω/in2。
实施例4。
将丙烯酸正丙酯（80份）、丙二醇二（甲基）丙烯酸酯（10份、丙烯酸甲酯（10份）、四氟硼酸锂（6份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（6份）和甲苯（40份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）和甲苯（5份）的混合溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在两张pet离型膜上刮涂25μm的干胶薄膜，110℃热固化，再转涂至45μm铜箔基材的两面，胶层透明，贴合铜箔后呈现铜箔原色。测试其180°剥离强度（sus）为一面为1790gf/in，一面为2000gf/in，水平电阻分别为106、135mω/sq，垂直电阻为38mω/in2。
实施例5。
将丙烯酸丁酯（85份）、氨基甲酸酯丙烯酸酯（15份）、双（三氟甲基磺酰亚胺）锂（8份）、聚乙烯磺酸钠（2份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（5份）、甲苯（35份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）的甲苯（5份）溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在pet离型膜上刮涂20μm的干胶薄膜，110℃热固化，再转涂至30μm导电布基材上，胶层透明，贴合铜箔后呈现铜箔原色。测试其180°剥离强度（sus）为2110gf/in，水平电阻为112mω/sq，垂直电阻为36mω/in2。
实施例6。
将甲基丙烯酸正丙酯（81份）、乙二醇二丙烯酸酯（10份）、丙烯酸乙酯（9份）、六氟磷酸锂（9份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（5份）、甲苯（40份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）和甲苯（4份）混合溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在pet离型膜上刮涂15μm的干胶薄膜，uv光照（365nm，500w）10min后，再转涂至30μm导电布基材上，胶层透明，贴合导电布后呈现导电布原色灰色。测试其180°剥离强度（sus）为1500gf/in，水平电阻为121mω/sq，垂直电阻为62mω/in2。
实施例7。
将甲基丙烯酸叔丁酯（83份）、丁二醇二（甲基）丙烯酸酯（10份）、丙烯酸（7份）、双（三氟甲基磺酰亚胺）锂（7份）、聚甲基丙烯酸钠（3份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（5份）和甲苯（40份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）的甲苯（4份）溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在30μm导电布基材上直接涂布20μm干胶薄膜，置于110℃烘箱中熟化3-5min，取出与pet离型膜进行贴合，胶层透明，贴合导电布后呈现导电布原色灰色。测试其180°剥离强度（sus）为1850gf/in，水平电阻为133mω/sq，垂直电阻为34mω/in2。
实施例8。
将丙烯酸甲酯（85份）、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯（5份）、丙烯酸叔丁酯（10份）、双（三氟甲基磺酰亚胺）锂（7份）、聚丙烯酸钠（3份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（6份）、甲苯（35份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一透明的溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）的甲苯（5份）溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在两张pet离型膜上刮涂25μm的干胶薄膜，110℃热固化，再转涂至30μm导电布基材的两面，胶层透明，贴合导电布后呈现导电布原色灰色。测试其180°剥离强度（sus）为一面为2280gf/in，一面为1860gf/in，水平电阻分别为97、114mω/sq，垂直电阻为41mω/in2。
对比例。
将丙烯酸甲酯（85份）、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯（5份）、丙烯酸叔丁酯（10份）、导电镍粉（10份）、聚二丙烯酸乙二醇酯（6份）、甲苯（35份）同时加入到反应瓶中，搅拌使其混合均匀并形成均一的灰色溶液，将反应瓶温度升至60℃，加入甲苯二异氰酸酯（15份）的甲苯（5份）溶液，继续搅拌反应4h。待反应体系温度降至室温（25-30℃），将上述反应液过滤出料，即得到本发明所述透明导电胶黏剂组合物。
将上述本发明导电胶黏剂组合物在两张pet离型膜上刮涂25μm的干胶薄膜，110℃热固化，再转涂至30μm导电布基材的两面。由于镍粉本身是分散到胶水体系中，固化后呈黑色点状分布在胶面，胶层透明性下降（＜90%）。贴合导电布后仍呈现导电布原色灰色。
本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。