本發(fā)明涉及材料，具體地說是一種含間隔層的導(dǎo)電微球、超分散異方性導(dǎo)電膜及制備方法。

背景技術(shù)：

1、異方性導(dǎo)電膠膜(anisotropicconductivefilm,acf)主要應(yīng)用于顯示行業(yè)中上下層界面的粘接和線路導(dǎo)通。隨著顯示屏的精度越來越高，單位面積上下像素越來越高，顯示屏各界面線路的pitch越來越小，線路之間的間隙也越來越小。為了滿足這種fine?pitch的要求，避免導(dǎo)電微球在線路之間的間隙出現(xiàn)堆積，從而引起短路，行業(yè)里出現(xiàn)了超分散異方性導(dǎo)電膠膜的產(chǎn)品。該產(chǎn)品主要解決導(dǎo)電微球在acf膠膜中均勻分散和團聚的問題，實現(xiàn)導(dǎo)電微球之間均勻隔開一定的間距。

2、現(xiàn)有的acf膠膜主要由導(dǎo)電微球和樹脂膠粘結(jié)劑組成，其中，導(dǎo)電微球的選擇對產(chǎn)品的性能有重要影響。導(dǎo)電粒子分為炭黑和石墨等炭粒子、金屬粒子和表面鍍覆有金屬層的聚合物粒子、多層結(jié)構(gòu)導(dǎo)電微球等。

3、中國專利cn?204689937?u公開了采用含鎳的導(dǎo)電微球，通過施加磁場，可以形成導(dǎo)電微球的70%以上與相鄰的其他導(dǎo)電微球分隔開的狀態(tài)。導(dǎo)電微球可以是金、銀等鉑系貴金屬類，也可以用金等貴金屬類被覆鎳的表面。進一步，也可以使用上述金屬等的導(dǎo)電物質(zhì)被覆非導(dǎo)電性的玻璃、陶瓷、塑料等所得的材料，這種情況下也可以設(shè)置鎳層而形成多層結(jié)構(gòu)。雖然導(dǎo)電微球有二層或多層結(jié)構(gòu)，已經(jīng)通過過篩去除掉團聚的部分，保證粒粒分明。在制備acf膠膜時還需要加入樹脂膠粘結(jié)劑，通過磁場控制和涂布過程中，依然沒有辦法保證能把每一顆導(dǎo)電微球都均勻分散開，有一定的團聚的概率。

4、中國專利cn?115772369?a公開一種采用三層核殼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電球，中心為熱塑性樹脂材料，提供彈性，可避免后期使用過程中基板損壞；中間導(dǎo)通層；最外層為熱固性樹脂材料，作為絕緣層，避免使用過程中導(dǎo)電球碰撞發(fā)生短路的同時，還可以與氧化石墨烯形成氫鍵，提高分散性；并且固化后，由于其具有無可逆性，故而形狀恢復(fù)率低，導(dǎo)通性好。該導(dǎo)電微球雖然能夠在一定程度上避免團聚，但是不能百分百消除團聚現(xiàn)象。即使導(dǎo)電微球已經(jīng)通過過篩去除掉團聚的部分，保證粒粒分明。但是在制備acf膠膜導(dǎo)電層時還需要加入氧化石墨烯與聚合物的復(fù)合材料，由于靜電吸附等原因，依然沒有辦法保證能把每一顆導(dǎo)電微球都均勻分散開，有一定的團聚的概率。另外，其制備的acf膠膜包括三層結(jié)構(gòu)，工藝復(fù)雜，且無法完全解決導(dǎo)電微球聚集的問題。

5、因此，亟需開發(fā)一種含間隔層的導(dǎo)電微球、超分散異方性導(dǎo)電膜及制備方法，從根本上杜絕導(dǎo)電微球聚集的問題，進一步降低短路的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種含間隔層的導(dǎo)電微球、超分散異方性導(dǎo)電膜及制備方法。本發(fā)明設(shè)計了一種特殊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微球，自內(nèi)而外依次包括導(dǎo)電層、絕緣層和間隔層，或者自內(nèi)而外依次包括核心導(dǎo)電層和間隔層。間隔層為樹脂及其固化劑，在后續(xù)制備acf膠膜的分散和涂布過程中，因為有間隔層的存在，導(dǎo)電微球的導(dǎo)電層部分不可能碰在一起，這樣就徹底解決了超分散acf膠膜中一定比例導(dǎo)電微球團聚的問題。

2、本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采取以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種含間隔層的導(dǎo)電微球，自內(nèi)而外依次包括核心導(dǎo)電層、絕緣層和間隔層，或者自內(nèi)而外依次包括核心導(dǎo)電層和間隔層；所述間隔層為丙烯酸酯樹脂及其固化劑、環(huán)氧樹脂及其固化劑、聚氨酯樹脂及其固化劑中的一種或組合。

4、優(yōu)選地，所述核心導(dǎo)電層為金屬球、或者表面被覆金屬層的聚合物微球或二氧化硅微球。

5、優(yōu)選地，所述金屬球或金屬層所用金屬選自鎳合金、金、錫合金、銀、銅合金等具有導(dǎo)電性的金屬。

6、優(yōu)選地，所述絕緣層為聚合物顆?；蚨趸桀w粒在核心導(dǎo)電層外包裹形成。

7、優(yōu)選地，所述核心導(dǎo)電層的直徑為d。所述絕緣層平均厚度11在10-500納米。所述間隔層厚度12在0.25-2d之間。

8、在一些實施例中，所述核心導(dǎo)電層的直徑d=3.0±0.1um；所述絕緣層平均厚度11=0.3um；所述間隔層厚度12=2.0±0.2um。或者核心導(dǎo)電層的直徑d=3.0±0.1um；絕緣層平均厚度11=0.3um；間隔層厚度12=1.0±0.2um。

9、優(yōu)選地，所述導(dǎo)電微球通過以下步驟制備而成：

10、（1）核心導(dǎo)電層的制備：通過金屬造粒制備金屬球，或者在聚合物微球或二氧化硅微球表面鍍上金屬層；

11、（2）對核心導(dǎo)電層進行絕緣層包覆：核心導(dǎo)電層表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理吸附一層疏水的絕緣小球，形成絕緣層，絕緣小球的直徑為10-500納米；

12、（3）包覆間隔層：將包覆絕緣層的核心導(dǎo)電層分散在含有親水型可聚合單體的水中，加入疏水引發(fā)劑，引發(fā)劑富集在導(dǎo)電微球表面，在加熱或者uv光照的情況下，在導(dǎo)電微球表面聚合形成間隔層；

13、所述親水型可聚合單體的添加量為包覆有絕緣層的導(dǎo)電微球總質(zhì)量的20~300%，所述引發(fā)劑的添加量為單體總質(zhì)量0.01~25%；所述間隔層包裹時，親水型可聚合單體在引發(fā)劑作用下部分聚合，聚合程度為10~80%。

14、或者，所述導(dǎo)電微球通過以下步驟制備而成：

15、（1）核心導(dǎo)電層的制備：通過金屬造粒制備金屬球，或者在聚合物微球或二氧化硅微球表面鍍上金屬層；

16、（2）包覆間隔層：將金屬球或包覆導(dǎo)電層的導(dǎo)電微球經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后分散在含有親水型可聚合單體的水中，加入疏水引發(fā)劑，引發(fā)劑富集在導(dǎo)電微球表面，在加熱或者uv光照的情況下，在導(dǎo)電微球表面聚合形成間隔層；

17、所述親水型可聚合單體的添加量為金屬球或包覆導(dǎo)電層的導(dǎo)電微球總質(zhì)量的20~300%，所述引發(fā)劑的添加量為單體總質(zhì)量0.01~25%；所述間隔層包裹時，親水型可聚合單體在引發(fā)劑作用下部分聚合，聚合程度為10~80%。

18、優(yōu)選地，所述的親水型可聚合單體為(甲基)丙烯酸、羧基型（甲基）丙烯酸酯、氨基型（甲基）丙烯酸酯、羥基型（甲基）丙烯酸酯、磺酸基（甲基）丙烯酸酯、親水型丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂、聚氧乙烯環(huán)氧樹脂、聚氧丙烯環(huán)氧樹脂、聚乙二醇環(huán)氧樹脂、親水型丙烯酸酯改性聚氨酯的一種或組合；所述的疏水引發(fā)劑為有機過氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑、疏水胺類、光聚合引發(fā)劑中的一種或組合。

19、優(yōu)選地，所述光聚合自由基體系引發(fā)劑為苯偶姻醚、?；⒀跷?、二苯甲酮、硫雜蒽酮中一種或組合。

20、優(yōu)選地，將制備的導(dǎo)電微球進行過篩處理，去除非單顆包覆的導(dǎo)電微球，確保制得的導(dǎo)電微球是單顆包覆。

21、本發(fā)明的另一目的在于公開一種超分散異方性導(dǎo)電膜，所述超分散異方性導(dǎo)電膜由導(dǎo)電膜層和非電膜層構(gòu)成，所述導(dǎo)電膜層含有上述導(dǎo)電微球。

22、本發(fā)明的又一目的在于公開一種超分散異方性導(dǎo)電膜的制備方法，包括以下步驟：

23、（1）將上述導(dǎo)電微球與溶劑混合，涂布在基材上，并通過加熱、uv光照或輕壓的方式將間隔層形成連續(xù)相，制得導(dǎo)電膜層；

24、（2）將環(huán)氧樹脂及其固化劑、丙烯酸酯樹脂及其固化劑、聚氨酯樹脂及其固化劑中的一種或組合，通過涂布方式成膜，制得非導(dǎo)電膜層；

25、（3）將導(dǎo)電膜層與非導(dǎo)電膜層復(fù)合，形成雙層的超分散異方性導(dǎo)電膜。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

27、本發(fā)明設(shè)計了一種特殊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電微球，自內(nèi)而外依次包括導(dǎo)電層、絕緣層和間隔層，或者自內(nèi)而外依次包括核心導(dǎo)電層和間隔層。間隔層為樹脂及其固化劑，在后續(xù)制備acf膠膜的分散和涂布過程中，因為有間隔層的存在，導(dǎo)電微球的導(dǎo)電層部分不可能碰在一起，這樣就徹底解決了超分散acf膠膜中一定比例導(dǎo)電微球團聚的問題。

28、本發(fā)明通過控制導(dǎo)電微球間隔層的厚度，控制導(dǎo)電微球核心導(dǎo)電層部分之間分散的距離，和控制導(dǎo)電微球核心導(dǎo)電層在acf單位面積中的數(shù)量。

29、本發(fā)明制備的超分散異方性導(dǎo)電膜，通過導(dǎo)電微球的間隔層將每個導(dǎo)電微球隔開，使得制得的超分散異方性導(dǎo)電膜中每個導(dǎo)電微球的導(dǎo)電部分均勻分散開，從根本上解決了傳統(tǒng)導(dǎo)電微球的團聚問題，從而進一步降低短路的風(fēng)險。

30、本發(fā)明的超分散異方性導(dǎo)電膜采用導(dǎo)電膜層和非導(dǎo)電膜層雙層結(jié)構(gòu)復(fù)合制備而成，導(dǎo)電膜層通過導(dǎo)電微球與溶劑混合后涂布形成，非導(dǎo)電膜層通過樹脂及其固化劑涂布成膜，結(jié)構(gòu)簡單，易操作，并且完全解決了導(dǎo)電微球聚集的問題。