干货丨导电胶导电原理及五大基本配方解密（强烈建议收藏）

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发表时间：2021-03-08

导电胶也叫导电银浆，可以分为聚合物导电浆料和烧结型银导电浆料，其区别在于前者以聚合物作为粘结相，后者以玻璃或氧化物作为粘结相。

一穿流理论

当导电填料的填充量达到一定量后，原本处于独立分散状态的金属导电粒子开始相互接触，形成连续的网络结构，使导电胶具有导电性能。可以认为导电胶的电阻是内部一系列电阻的串并联总和，也就是金属导电粒子本身的电阻和金属粒子之间形成的串并联电路网络所具有的电阻的总和。穿流理论主要的不足在于不能解释导电胶只有在基体树脂固化后才能表现出良好的导电性能的事实。所以有人提出了第二种理论。

二隧穿效应

该理论着重点是聚合物的绝缘性，认为金属粒子上一般覆盖了一层绝缘的聚合物薄膜，粒子与粒子之间很难直接的接触，只有通过粒子之间的电子跳跃，电子才能穿过绝缘层，达到传导的效果(即隧穿效应)。可以理解为在树脂固化以前，片状银粉在树脂中松散分布，且银表面覆盖着一层绝缘的聚合物薄膜，这时导电胶是绝缘的；在树脂固化过程中，随着溶剂的挥发和树脂体积的收缩，填料粒子开始部分地聚集在一起，形成稳定连续的接触；其中树脂的收缩使填料粒子间产生了足够的压力，粒子与粒子之间的接触更为紧密，这是导电胶电导建立的主要原因。

三导电胶的组成

导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成。基体主要包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氯酯等。虽然高度共轭类型的高分子本身结构也具有导电性，如大分子吡啶类结构等，可以通过电子或离子导电，但这类导电胶的导电性最多只能达到半导体的程度，不能具有像金属一样低的电阻，难以起到导电连接的作用。市场上使用的导电胶大都是填料型。

填料型导电胶的树脂基体，原则上讲，可以采用各种胶勃剂类型的树脂基体，常用的一般有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、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使导电填料粒子形成通道。由于环氧树脂可以在室温或低于150℃固化，并且具有丰富的配方可设计性能，环氧树脂基导电胶占主导地位。

导电胶要求导电粒子本身要有良好的导电性能粒径要在合适的范围内，能够添加到导电胶基体中形成导电通路。导电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。

导电胶中另一个重要成分是溶剂。由于导电填料的加入量至少都在50% 以上，所以导电胶的树脂基体的黏度大幅度增加，常常影响了胶黏剂的工艺性能。为了降低黏度，实现良好的工艺性和流变性，除了选用低黏度的树脂外，一般需要加入溶剂或者活性稀释剂，其中活性稀释剂可以直接作为树脂基体，反应固化。溶剂或者活性稀释剂的量虽然不大，但在导电胶中起到重要作用，不但影响导电性，而且还影响固化物的力学性能。常用的溶剂(或稀释剂)一般应具有较大的分子量，挥发较慢，并且分子结构中应含有极性结构如碳一氧极性链段等。溶剂的加入量要控制在一定范围内，以免影响导电胶胶体的胶接整体性能。

除树脂基体、导电填料和稀释剂外，导电胶其他成分和胶黏剂一样，还包括交联剂、偶联剂、防腐剂、增韧剂和触变剂等。

四导电胶配方参考

4.1 常规配方参考及各成分作用

4.2 高导电导热导电胶配方

双酚A型环氧树脂30份

石墨烯2份

酚醛树脂10份

氮化硼2份

二氧化硅气凝胶1.5份

稀释剂3份

固化剂1份

偶联剂2份

促进剂0.5份。

关键材料作用：环氧树脂主要起粘结固定作用，石墨烯使得导电胶的导电性提高，石墨烯纳米片和氮化硼纳米片使导电胶具有优异的导热性能，二氧化硅气凝胶使得该导电胶的力学性能得到改善，抗冲击性能大大提高，且其耐热性能增加。

原料性能介绍：纳米六方氮化硼是一种类石墨烯的二维材料，而同时也是一种性能优异并具有很大发展潜力的新型陶瓷材料，因其具有高温抗氧化性、耐辐射、高导热率、高温润滑性、介电性能和绝缘性能良好的特点，在冶金、航天航空、电子和核工业等领域有着广泛的应用。六方氮化硼粉体材料是基于二维的氮化硼纳米片通过空间交联形成的三维网状结构，除了具有二维氮化硼纳米片的性质，三维氮化硼纳米材料在空间导热，催化剂载体及吸声防震等。

4.3 碳纳米管改性导电胶配方

纳米银胶体1份

纳米铜胶体1份

碳纳米管2份

氯化钯1份

离子液体5份

油酸修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒1份

氧化锌纳米线3份

基础树脂40份

填充油8份

润滑剂0.5份

无机填料2.5份