導(dǎo)電彈性中空微球體、粘合劑組合物和粘合劑制品的制作方法
【專利說明】導(dǎo)電彈性中空微球體、粘合劑組合物和粘合劑制品
【背景技術(shù)】
[0001] 導(dǎo)電粘合劑在電子工業(yè)中使用以形成在電子部件的導(dǎo)電引線之間的導(dǎo)電粘結(jié)。導(dǎo) 電粘合劑通常具有包含導(dǎo)電粒子諸如金屬鍍膜玻璃微泡和/或?qū)щ娎w維的粘合劑基質(zhì)。
[0002] 導(dǎo)電粘合劑可在所有維度或僅在某些維度上是導(dǎo)電的。例如，導(dǎo)電粘合劑在其導(dǎo) 電性上可以是各向異性的，其中導(dǎo)電性僅在粘結(jié)厚度方向（Z軸）上顯現(xiàn)。
[0003] EMI屏蔽墊圈（EMI墊圈）在各種類型的電子設(shè)備上使用，以提供免于電磁能量 干擾的防護(hù)，電磁能量干擾包括射頻干擾（RFI)和常常稱為電磁干擾（EMI)的更廣泛的全 部頻帶的干擾。EMI屏蔽墊圈一般包括導(dǎo)電元件，它是絲網(wǎng)、導(dǎo)電填料或?qū)щ婂儗印⑼繉踊?織物，其防止外部EMI干擾電子設(shè)備和/或保護(hù)其它相鄰電子設(shè)備免于由電子設(shè)備發(fā)射的 EMI〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 對于多數(shù)應(yīng)用而言，粘結(jié)的導(dǎo)電性和/或耐久性是導(dǎo)電粘合劑的重要屬性。因此， 一直需要具有改善的性能屬性的導(dǎo)電粘合劑和粒子。
[0005] 在一個方面，本公開提供導(dǎo)電彈性中空微球體，其包含封閉彈性聚合物中空微球 體的導(dǎo)電層。在一些實(shí)施例中，彈性聚合物中空微球體包含丙烯腈和甲基丙烯腈的共聚物。 在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層包含銀或不銹鋼。
[0006] 在另一方面，根據(jù)本公開的導(dǎo)電彈性中空微球體可通過這樣的方法制備，該方法 包括使彈性聚合物中空微球體與在10毫托（13. 3Pa)到100毫托（133Pa)(包括端值在內(nèi)） 范圍內(nèi)的壓力下的金屬蒸汽接觸至少足以使基本上均勻和完整的金屬層沉積到彈性有機(jī) 微球體的表面上的時間。
[0007] 根據(jù)本公開的導(dǎo)電彈性中空微球體適用于例如導(dǎo)電粘合劑和EMI屏蔽墊圈。
[0008] 因此，在另一方面，本公開提供了一種粘合劑組合物，該粘合劑組合物包含：
[0009]絕緣粘合劑組分；和
[0010] 根據(jù)本公開的導(dǎo)電彈性中空微球體。在一些實(shí)施例中，絕緣粘合劑組分包括丙烯 酸系粘合劑或硅氧烷粘合劑中的至少一種。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電粘合劑是壓敏粘合劑。在 一些實(shí)施例中，壓敏粘合劑還包含導(dǎo)電填料粒子。
[0011] 有利地，根據(jù)本公開的導(dǎo)電彈性中空微球體適用于包含在粘合劑中，其中粘合劑 層的可壓縮性是重要的（例如如就泡沫帶和/或墊圈而言）。在此類應(yīng)用中，導(dǎo)電彈性中空 微球體可提供耐用的粘結(jié)，其是Z軸導(dǎo)電的，并且提供在x軸和y軸方向上的EMI屏蔽。
[0012] 因此，在另一方面，本公開提供包含根據(jù)本公開的粘合劑組合物層的粘合劑制品， 其中粘合劑組合物層可剝離地粘附到第一基板的第一主表面。在一些實(shí)施例中，粘合劑制 品還包括第二基板，其中粘合劑組合物層可剝離地粘附到第二基板的主表面，并且其中粘 合劑組合物層設(shè)置在第一基板和第二基板之間。在一些實(shí)施例中，基板具有與第一主表面 相對的第二主表面，并且其中粘合劑組合物層可剝離地粘附到第一基板的第二主表面。
[0013] 如本文所用：
[0014] 術(shù)語"導(dǎo)電的"是指至少在表面處導(dǎo)電的（例如具有大于或等于不銹鋼、鎳或銀的 導(dǎo)電性的表面導(dǎo)電性）；
[0015] 術(shù)語"中空微球體"是指在0. 1微米至1000微米粒度范圍內(nèi)的中空基本上球形的 粒子；
[0016] 術(shù)語"可剝離地粘附"是指通過手可移除，而不需借助工具（例如撬棍、鉗子、鑿 子），且不會對它附著到的基板導(dǎo)致基本的物理損壞；和
[0017] 術(shù)語"彈性"是指在大幅彎曲、拉伸、壓縮或其它變形之后能夠恢復(fù)其初始形狀或 位置。
[0018] 在考慮【具體實(shí)施方式】以及所附權(quán)利要求書之后，將進(jìn)一步理解本發(fā)明的特征和優(yōu) 點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1是根據(jù)本公開的示例性導(dǎo)電彈性中空微球體的橫截面示意性側(cè)視圖；
[0020] 圖2是根據(jù)本公開的示例性粘合劑制品的橫截面示意性側(cè)視圖；和
[0021] 圖3是根據(jù)本公開的另一個示例性粘合劑制品的橫截面示意性側(cè)視圖。
[0022] 在說明書和附圖中參考字符的重復(fù)使用旨在表示本公開的相同或類似特征或元 素。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠想到落入本公開原理的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)的許多其他修 改和實(shí)施例。圖可能未按比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 現(xiàn)在參考圖1，示例性導(dǎo)電粒子100包含封閉彈性聚合物中空微球體120的導(dǎo)電層 110〇
[0024] 可用的彈性聚合物中空微球體可包含一種或多種有機(jī)聚合物諸如例如其量足以 賦予柔軟性和彈性的彈性聚合物（即彈性體）和/或橡膠、基本上由該彈性聚合物和/或 橡膠組成（即包含基本上不影響彈性聚合物中空微球體彈性的一種或多種另外的組分）， 或甚至由該彈性聚合物和/或橡膠組成。
[0025] 合適的彈性體的例子包括彈性體聚氨酯、丙烯酸類樹脂彈性體（例如丙烯腈-甲 基丙烯腈彈性體）、乙烯共聚物諸如乙烯-乙酸乙烯醋、乙烯/丙烯共聚物彈性體、娃氧烷彈 性體、氟代硅氧烷彈性體、非硅氧烷含氟彈性體、分段熱塑性彈性體（分段聚酯熱塑性彈性 體、分段聚氨酯熱塑性彈性體、共混有其它熱塑性材料的分段聚氨酯熱塑性彈性體、分段聚 酰胺熱塑性彈性體，和離子鍵熱塑性彈性體）。如本文所用，術(shù)語"分段熱塑性彈性體"是指 基于聚合物的熱塑性彈性體的子類，所述聚合物是高當(dāng)量多官能單體和低當(dāng)量多官能單體 的反應(yīng)產(chǎn)物。前述彈性體彼此的共混物或與改性非彈性體的共混物也可被使用。
[0026] 合適的橡膠的例子包括天然和合成橡膠（例如，乙烯丙烯二烯單體（EPDM)橡膠、 腈橡膠、氯丁二烯橡膠、碳氟化合物橡膠、乙烯丙烯（EPM)橡膠，和硅橡膠）。
[0027] 彈性聚合物中空微球體可商購獲得。例如，包含丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物的彈 性中空微球體以商品名稱MP11(每立方厘米約0. 1克（g/mL)的堆密度，抗壓力>20毫帕斯 卡（mPa)，平均粒徑15-30微米）和MP14 (約0? 01g/mL的堆密度，抗壓力>20mPa，平均粒 徑20-100微米）得自中國廣東省廣州市的廣州市伊高貿(mào)易有限公司（Guangzhou Eco. and Chemie Trading Co. Ltd. of Guangzhou, Guangdong, China)。另外的彈性聚合物中空微球 體可以PM 6550H0LL0W SPHERES (柔性塑料中空球體堆密度0. 05g/mL，平均粒度100微米， 平均粒度范圍10-200微米，密度0. 030g/mL)得自田納西州查塔努加的Sphere One公司 (Sphere One Inc. of Chattanooga, Tennessee)〇
[0028] 典型的導(dǎo)電彈性中空微球體直徑在0. 1微米至500微米的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選在1 微米至200微米的范圍內(nèi)，盡管其它直徑可被使用。導(dǎo)電層可以是任何的導(dǎo)電材料。例如， 導(dǎo)電層可包含導(dǎo)電聚合物、無機(jī)氧化物或金屬。通常，導(dǎo)電層包含至少一種金屬。合適金屬 的例子包括鎳、金、銀、不銹鋼、鋁、鉑、鈀、鉻、銅。合金和金屬（包括例如前述金屬）的組合 也可被使用。導(dǎo)電層可具有任何厚度，但通常具有在一納米（nm)至一微米的范圍內(nèi)，有利 地在10nm至200nm的范圍內(nèi)，并且更有利地在20nm至60nm的范圍內(nèi)的厚度。通過任何合 適的方法，包括例如化學(xué)法（例如化學(xué)氣相沉積）和物理法諸如熱氣相沉積或濺射沉積，導(dǎo) 電層可設(shè)置在彈性聚合物中空微球體上。其中物理氣相沉積（PVD)是優(yōu)選的。
[0029]金屬的PVD是涂覆技術(shù)中行之有效的操作。導(dǎo)電層的物理氣相沉積可以各種不同 的方式進(jìn)行。代表性的方法包括濺射沉積、蒸發(fā)、激光燒蝕和陰極電弧沉積。雖然PVD技術(shù) 的性質(zhì)會影響所得到的活性，但本發(fā)明的過程中可以采用這些或其它的PVD方法中的任何 一種。PVD技術(shù)的能量可影響沉積金屬的移動性，并因此影響其聚結(jié)和形成包封每個彈性聚 合物中空微球體的連續(xù)薄膜的趨勢。
[0030] 一般來講，沉積物質(zhì)的能量取決于在沉積期間的過程（對于蒸發(fā)更低并且對于濺 射更高）和后臺過程壓力。一般來講，在低壓條件下的金屬沉積導(dǎo)致致密連續(xù)的薄膜。此 外，由于高能沖擊和金屬蒸汽的冷凝，因此金屬沉積到的基板溫度將顯著增高。該致密膜也 可引起在塑料中空微球體中的壓縮應(yīng)力。這些效應(yīng)可降低金屬涂覆彈性聚合物中空微球體 的彈性，并且可甚至在一些情況下使它們塌縮。此外，致密金屬膜不具有如基板塑料泡沫的 可壓縮屬性，并且它們可在壓縮時破碎。
[0031] 濺射沉積通常在小于約10毫托（1. 33Pa)的沉積壓力下進(jìn)行。然而，為了實(shí)現(xiàn)在 具有彈性以及導(dǎo)電性的彈性聚合物中空微球體上的金屬涂層，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在此 種條件下沉積金屬，使得金屬蒸汽冷凝到具有低能量的基板上，這可通過在濺射沉積過程 期間使用相對高壓條件來實(shí)現(xiàn)。
[0032] 本發(fā)明人已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)，通過在此種條件下使用多約2Pa的氣相沉積壓 力，使得金屬蒸汽冷凝到具有低能量的基板上，可以涂覆金屬（例如銀）到彈性聚合物中空 微球體上，而不使微球體塌縮。另外，金屬涂覆彈性聚合物中空微球體示出與未涂覆彈性聚 合物中空微球體類似的可壓縮性，而不具有大量的破損，并同時保持高水平的電導(dǎo)率。由于 降低的產(chǎn)量和/或收率，因此希望具有小于或等于約1〇〇毫托（13. 3Pa)的最大沉積壓力。 優(yōu)選地，在物理氣相沉積期間的金屬沉積壓力在從2Pa至13Pa，更優(yōu)選從2Pa至8Pa，并且 更優(yōu)選2Pa至5Pa的范圍內(nèi)。
[0033] 根據(jù)本公開的導(dǎo)電彈性中空微球體是可用的；例如，在粘合劑組合物（例如導(dǎo)電 粘合劑組合物和/或EMI屏蔽粘合劑組合物）的制劑中。粘合劑組合物可以例如是熱固 性、熱塑性、壓敏性或它們的組合。示例性粘合劑組合物包含根據(jù)本公開的絕緣粘合劑組 分和導(dǎo)電彈性中空微球體。示例性熱固性絕緣粘合劑組分包含環(huán)氧樹脂、可自由基聚合的 丙稀酸類樹脂（例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯）、氰酸酯樹脂、聚氨酯前體、可聚合的硅氧 烷以及它們的組合。示例性熱塑性絕緣粘合劑組分包含聚酰胺、聚烯烴、聚酯、熱塑性聚氨 酯（TPU)、聚醚、纖維素酯以及它們的組合。示例性壓敏絕緣粘合劑組分包含：增粘的天然 橡膠；合成橡膠；增粘的直鏈、輻射狀、星形和支鏈和漸縮的苯乙烯嵌段共聚物，諸如苯乙 烯-丁二烯、苯乙烯-乙烯/ 丁烯和苯乙烯-異戊