专利名称：一种超低电阻导电膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于导电高分子材料领域，具体的涉及一种超低电阻导电膜材料。
背景技术：
随着材料科学的发展，导电膜在电子电路及显示技术领域中的应用越来越广泛。目前公知的导电膜，一般利用真空吸附的方法，把导电材料，例如银、铝等金属附着在塑料等载体上，使其表面形成导电膜，其导电电阻随着添加导电材料量的变化而变化。这种方法做成的导电膜，表面电阻容易随着摩擦折弯或高温高湿而改变，产生很大的误差。现有技术中还有一种导电膜，是将炭黑和塑料(主要是PE、PVC等)颗粒混和再利用吹膜或流延的方法形成的，这个方法的产品导电性能不佳，最低的电阻约为几千欧姆，而且表面电阻不均匀，可能产生大概20 %的误差，使得这种导电膜在电子和医疗方面无法使用。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提出一种导电膜及其制备方法。本发明的膜材料具有电阻低，且表面电阻均匀的特点，且抗拉、阻燃、不易破裂，适合应用于电子和医疗领域，例如可应用于大型平板显示屏幕。本发明的膜材料制备工艺简单，特别适合于
工业生产。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高分子聚合物导 电膜，按照重量份计，由以下组分组成:聚氨基甲酸酯(PU):100 ；苯类有机溶剂:15-30 ;炭黑:15-25;分散剂:1-3。所述炭黑为导电炭黑、超导炭黑和乙炔黑中的一种或几种。所述分散剂为本领域内常用分散剂。一种所述高分子聚合物导电膜的制备方法，包括混合、研磨、刮涂步骤。首先在密闭容器内将炭黑和苯类有机溶剂按照一定比例混合，并经过研磨机进行研磨，使炭黑和有机溶剂充分混合。在研磨后的溶剂和炭黑混合物中加入分散剂。充分研磨后加入聚氨基甲酸酯树脂，即PU树脂。按照重量份计，各组分加入量为:聚氨基甲酸酯(PU):100 ;苯类有机溶剂:15-30 ;炭黑:15-25 ;分散剂:1-3。加入树脂后经过搅拌机搅拌均匀，得到膜预制体。将膜预制体放置一段时间进行脱泡，使得膜预制体里面的气体气泡充分破裂。采用刮刀将膜预制体刮涂在淋膜纸上，采用烘干设备烘干后形成导电膜。为了保证导电膜的导电性能和表面的光滑性，炭黑采用粉末状，优选粒径为50微米。导电膜的厚度为45-55微米时,综合导电效果最好。
所述脱泡的时间为24-48小时。所述烘干设备为烘箱。烘干温度为分三个区，第一个区40-50摄氏度大概10米，第二个区50-60摄氏度大概15米，第三个区130-150摄氏度大概20米。本发明中分散剂的加入增加了炭黑、树脂和溶剂的亲和性，加速溶剂渗入到导电粒子缝隙中，取代粒子间的表面吸附的空气，从而帮助填料团粒的打开。本发明的导电膜为黑色，其使用时间长久，电阻均匀，长时间摩擦揉搓不易破裂，不易改变产品本身性能。本发明的制备方法中炭黑和有机溶剂充分研磨混合后再加入聚氨基甲酸酯树脂再次研磨，使得原料混合更加均匀，从而使得导电膜的电阻均匀性提高。本发明克服了表面吸附导电材料容易脱落和电阻比较大且不均匀的两种弊端，电阻最小可做到几十欧姆，局部误差小于2%，且表面电阻不会因为摩擦温度湿度而变化。本发明大大降低了导电膜的表面电阻，并不影响膜本身的特性，比如抗拉力、阻燃、不易破裂等。
:附图1显示导电炭黑的含量对导电性能的影响。附图2显示导电炭黑的粉末粒径对导电性能的影响。附图3显示导电膜的厚度对导电性能的影响。
具体实施方式
实施例1:在密闭容器内将微米级粉末状超导炭黑和苯类有机溶剂按照1:1的比例混合，超导炭黑完全溶解在溶剂里，成粘稠状。经过研磨机进行研磨，使超导炭黑和有机溶剂充分混合。在研磨后的溶剂和超导炭黑混合物中加入分散剂。充分研磨后后加入聚氨基甲酸酯树脂，即PU树脂。按照重量份计，各组分加入量为:聚氨基甲酸酯(PU):100;苯类有机溶剂:15-30 ;分散剂:1-3 ;超导炭黑:在0-25的范围内采用不同的加入量。加入树脂后经过搅拌机搅拌均匀，得到膜预制体。将膜预制体放置48小时进行脱泡，使得膜预制体里面的气体气泡充分破裂。采用刮刀将膜预制体刮涂在淋膜纸上，采用烘干设备烘干后形成黑色导电膜。采用万用表测量电阻值，电阻测量探头为10mm。从上图可以看出，导电炭黑所占比例对导电膜本身的表面导电性影响很大。导电炭黑占树脂含量在0% -5%时，表面积电阻极大。含量在5% -10%时候电阻下降缓慢，在10% -20%时候下降明显，低于20%下降缓慢，所以导电炭黑占树脂含量高于25%后继续加大炭黑含量对导电性能是没有太大改变的，反而会影响膜的性能。不利于膜本身的品质保证。因此炭黑占树脂含量的百分比确定为15-25%。实施例2:采用不同粒径的导电炭黑制备导电膜，制备方法同实施例1。导电炭黑占树脂含量的百分比为20%。得到导电膜后检测表面电阻，如图2所示。参照图2可见随着导电炭黑粒径的减小，导电膜表面电阻会增加。在没有研磨的原料中，导电粒子聚集体没有被破坏，而研磨会破坏原来体系中形成的导电网络，降低导电粒子的接触几率，从而使得导电性能降低。导电炭黑粒子粒径越小，越容易被有机溶剂包住，而有机溶剂是绝缘的，所以导电炭黑粒径越小导电膜表面电阻越高。但是粒径大会对表面外观有所影响，导致膜表面粗糙。相反粒径小导电膜表面效果最好，但是电阻高。导电炭黑粒径在50微米时配料再研磨得到的导电膜效果最好。实施例3:制备不同厚度的导电膜，制备方法同实施例1。导电炭黑占树脂含量的百分比为20%。得到导电膜后检测表面电阻，如图3所示。膜厚度增加导电膜表面电阻会降低，当膜厚度到一定时候，表面电阻随膜厚度增加而变化不大 。导电膜的厚度为45-55微米时，导电效果最为理想。
权利要求
1.一种高分子聚合物导电膜，按照重量份计，由以下组分组成: 聚氨基甲酸酯(PU):100 ； 苯类有机溶剂:15-30 ； 炭黑:15-25 ； 分散剂:1_3。
2.根据权利要求1所述的高分子聚合物导电膜，其特征在于，所述炭黑为导电炭黑、超导炭黑和乙炔黑中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高分子聚合物导电膜，其特征在于，所述炭黑为粉末状，其粒径为50微米。
4.根据权利要求1所述的高分子聚合物导电膜，其特征在于，所述导电膜的厚度为45-55微米。
5.一种制备如权利要求1所述高分子聚合物导电膜的方法，其特征在于包括混合、研磨、刮涂步骤，首先在密闭容器内将炭黑和苯类有机溶剂按照一定比例混合，并经过研磨机进行研磨，使炭黑和有机溶剂充分混合，在研磨后的溶剂和炭黑混合物中加入分散剂，充分研磨后加入聚氨基甲酸酯树脂(PU)，按照重量份计，各组分加入量为:聚氨基甲酸酯(PU):100 ;苯类有机溶剂:15-30 ;炭黑:15-25 ;分散剂:1_3，加入树脂后经过搅拌机搅拌均匀，得到膜预制体，将膜预制体放置一段时间进行脱泡，使得膜预制体里面的气体气泡充分破裂，采用刮刀将膜预制体刮涂在淋膜纸上，采用烘干设备烘干后形成导电膜。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述脱泡的时间为24-48小时。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述烘干设备为烘箱，烘干温度为分三个区，第一个区40-50摄氏度大概10米，第二个区50-60摄氏度大概15米，第三个区130-150摄氏度大概20米。
全文摘要
本发明属于高分子材料领域，涉及一种导电膜及其制备方法。导电膜的组分为聚氨基甲酸酯(PU)、苯类有机溶剂、炭黑和分散剂。制备工艺包括混合、研磨、刮涂步骤。本发明的导电膜具有较低的表面电阻，为几十欧姆，电阻值均匀，电阻局部误差小于2％，且表面电阻不会因为摩擦温度湿度而变化。
文档编号H01B1/24GK103247363SQ20121043466
公开日2013年8月14日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者杨立双 申请人:杨立双