导电胶带及其制备工艺、及使用该导电胶带的电路构建装置

技术领域

本发明属于电工设备技术领域，具体涉及一种导电胶带及其制备工艺、及使用该导电胶带的电路构建装置。

背景技术

电工工程师在分析电路时，通常需要构建电路图来辅助分析。现有技术中，电工工程师通常通过纸笔画图，或使用导线来搭建测试电路。如果使用纸笔画图来分析电路，难免会有错算漏算，并且无法测试，难以保证可靠性。使用导线搭建的电路，导线错综交叠，难以整理和排查故障。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的是提供一种导电胶带及其制备工艺、及使用该导电胶带的电路构建装置。

本发明提供了如下的技术方案：

一种导电胶带，包括厚度为0.4～0.6毫米的聚氯乙烯载体带，聚氯乙烯载体带一侧涂布有导电涂层，聚氯乙烯载体带另一侧涂布有厚度为0.1～0.2毫米的有机硅防粘层；所述导电涂层包括40～50重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体，4～10重量份的增粘剂，6～10重量份的增塑剂，20～30重量份的金属粉，20～30重量份的疏基功能化的石墨烯。

所述环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体为环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体或环氧化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体。

所述增粘剂为松香或萜烯聚合物。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二丁酯。

所述金属粉直径为1.7～2.3微米，金属粉为银粉、金粉、铜粉或铝粉；所述疏基功能化的石墨烯直径为1.5～2.5微米。

一种导电胶带的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1)：将聚氯乙烯制成厚度为0.4～0.6毫米的载体带；

步骤2)：将步骤1)制成的载体带一面涂布0.1～0.2毫米的有机硅防粘层；

步骤3)：将40～50重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体和6～10重量份的增塑剂混合搅拌；

步骤4)：将4～10重量份的增粘剂加热搅拌至熔融；

步骤5)：将步骤3)的产物缓慢加入步骤4)的产物中，搅拌至熔融；

步骤6)：在冰水浴中，往三口烧瓶中加入1～10毫升的98wt％浓硫酸，再依次加入1～100克的石墨、1～10克的硝酸钠，在搅拌状态下缓慢加入1～20克的高锰酸钾，接着控制整个体系在35～100摄氏度下反应1小时，然后缓慢加入去离子水，控制体系温度在80摄氏度下反应45～90分钟，反应结束后，将产物加100～500毫升去离子水进行稀释，并加入过氧化氢终止反应，接着将产物用稀盐酸洗涤除去金属离子，再用去离子水洗涤至中性，将得到的产物常温晾干或冷冻干燥，制得氧化石墨烯；将氧化石墨烯分散于去离子水中，超声0.5～1小时，得到氧化石墨烯/水分散液，加入含有巯基的硅烷偶联剂，所述含有巯基的硅烷偶联剂占所述氧化石墨烯的1wt％～10wt％，加热搅拌5～10小时，然后加入水合肼,在50～80摄氏度下搅拌10～24小时，洗涤除去多余的改性剂分子，干燥后制得巯基功能化的石墨烯；对干燥后制得的疏基功能化的石墨烯研磨；

步骤7)：将20～30重量份步骤6)制得的疏基功能化的石墨烯加入步骤5)制得的产物中，超声波分散2～3小时，再在室温下搅拌15～25分钟得到混合物；

步骤8)：对金属粉研磨，再将20～30重量份研磨后的金属粉加入步骤7)制得的混合物中，再在室温下搅拌15～25分钟得到混合物，将混合物在室温下研磨3～30分钟制得均匀混合物；

步骤9)：将步骤8)的产物在20～40摄氏度下通过真空搅拌脱除气泡制得原料；

步骤10)：将步骤9)制得的原料涂布到载体带另一面，通过80摄氏度热压制得厚度为0.9～1.1毫米的导电涂层，制成导电胶带；

步骤11)：将导电胶带裁剪成宽度为6～8毫米的带状导电胶带；

步骤12)：将带状导电胶带卷绕到转盘上。

所述疏基功能化的石墨烯研磨为直径1.5～2.5微米；所述金属粉研磨为直径1.7～2.3微米。

所述巯基功能化的石墨烯为单层石墨烯。

一种电路构建装置，包括盒体，盒体内可转动地安装有原料盘和收纳盘；原料盘包括啮合盘一和安装柱；收纳盘包括啮合盘二和转盘一，啮合盘一与啮合盘二相适配地啮合，转盘一上设有带端固定装置；所述安装柱上安装有转盘二，转盘二上卷绕有导电胶带；盒体一端设有划带嘴，盒体另一端可滑动地安装有滑杆，滑杆靠近盒体内部一端与盒体间连接有弹簧，滑杆背离盒体内部一端安装有刮刀；位于滑杆一侧的盒体上可滑动地安装有卡杆一，滑杆上固接有卡块一，卡块一上相对应于卡杆一设有卡槽一。

所述带端固定装置包括可滑动地安装在所述转盘一上的卡杆二，位于卡杆二一端的转盘一上设有滑槽，滑槽内可滑动地安装有滑块，滑块上安装有卡块二，卡块二上相对应于卡杆二设有卡槽二。

本发明的有益效果是：本发明可以将导电涂层粘附到目标平面上，画出可以导电的测试线路，从而构建可以通电的电路图，方便电工工程师分析电路；本发明方便携带，并且画完的电路方便修改，兼具纸笔电路图的简明性和传统测试电路的可测性。

附图说明

图1是本发明的导电胶带结构示意图；

图2是本发明的电路构建装置结构示意图；

图3是图2中A处放大图。

图中标记为：划带嘴101、盒体102、张紧柱一103、转盘二104、张紧柱二105、啮合盘一106、啮合盘二107、转盘一108、安装柱109、弹簧110、卡杆一111、卡块一112、滑杆113、刮刀114、滑块115、卡块二116、卡杆二117。

具体实施方式

如图所示，一种导电胶带，包括厚度为0.4～0.6毫米的聚氯乙烯载体带，聚氯乙烯具有良好的机械性能，抗张强度为60Mpa左右，适合作为基带体使用。在聚氯乙烯载体带一侧涂布有导电涂层，导电涂层与目标平面的粘附力大于导电涂层与聚氯乙烯载体带的粘附力，从而使得当导电涂层与目标平面受力吸附后，导电涂层会与聚氯乙烯载体带分开。聚氯乙烯载体带另一侧涂布有厚度为0.1～0.2毫米的有机硅防粘层，有机硅防粘层是为了避免导电胶带卷绕后，导电涂层会与聚氯乙烯载体带的另一面黏附，造成放卷不顺畅，从而影响使用体验。

具体地，导电涂层包括40～50重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体，4～10重量份的增粘剂，6～10重量份的增塑剂，20～30重量份的金属粉，20～30重量份的疏基功能化的石墨烯。优选地，环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体为环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体或环氧化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体。增粘剂为松香或萜烯聚合物。增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二丁酯。金属粉直径为1.7～2.3微米，金属粉为银粉、金粉、铜粉或铝粉；疏基功能化的石墨烯直径为1.5～2.5微米。由于石墨烯具有高比表面积，容易团聚，导致其在有机物基体中很难分散，因此需要对石墨烯进行表面功能化，使得石墨烯能够较好的分散在基体中。

一种导电胶带的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1)：将聚氯乙烯制成厚度为0.4～0.6毫米的载体带；

步骤2)：将步骤1)制成的载体带一面涂布0.1～0.2毫米的有机硅防粘层；

步骤3)：将40～50重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体和6～10重量份的增塑剂混合搅拌；

步骤4)：将4～10重量份的增粘剂加热搅拌至熔融；

步骤5)：将步骤3)的产物缓慢加入步骤4)的产物中，搅拌至熔融；

步骤6)：在冰水浴中，往三口烧瓶中加入1～10毫升的98wt％浓硫酸，再依次加入1～100克的石墨、1～10克的硝酸钠，在搅拌状态下缓慢加入1～20克的高锰酸钾，接着控制整个体系在35～100摄氏度下反应1小时，然后缓慢加入去离子水，控制体系温度在80摄氏度下反应45～90分钟，反应结束后，将产物加100～500毫升去离子水进行稀释，并加入过氧化氢终止反应，接着将产物用稀盐酸洗涤除去金属离子，再用去离子水洗涤至中性，将得到的产物常温晾干或冷冻干燥，制得氧化石墨烯；将氧化石墨烯分散于去离子水中，超声0.5～1小时，得到氧化石墨烯/水分散液，加入含有巯基的硅烷偶联剂，所述含有巯基的硅烷偶联剂占所述氧化石墨烯的1wt％～10wt％，加热搅拌5～10小时，然后加入水合肼,在50～80摄氏度下搅拌10～24小时，洗涤除去多余的改性剂分子，干燥后制得巯基功能化的石墨烯；对干燥后制得的疏基功能化的石墨烯研磨至直径1.5～2.5微米；巯基功能化的石墨烯为单层石墨烯。

步骤7)：将20～30重量份步骤6)制得的疏基功能化的石墨烯加入步骤5)制得的产物中，超声波分散2～3小时，再在室温下搅拌15～25分钟得到混合物；

步骤8)：对金属粉研磨至直径1.7～2.3微米，再将20～30重量份研磨后的金属粉加入步骤7)制得的混合物中，再在室温下搅拌15～25分钟得到混合物，将混合物在室温下研磨3～30分钟制得均匀混合物；

步骤9)：将步骤8)的产物在20～40摄氏度下通过真空搅拌脱除气泡制得原料；

步骤10)：将步骤9)制得的原料涂布到载体带另一面，通过80摄氏度热压制得厚度为0.9～1.1毫米的导电涂层，制成导电胶带；

步骤11)：将导电胶带裁剪成宽度为6～8毫米的带状导电胶带；

步骤12)：将带状导电胶带卷绕到转盘上。

实施例1：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例2：取用43重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例3：取用45重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例4：取用48重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例5：取用50重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例6：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、7重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例7：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、8重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例8：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、9重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例9：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、10重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例10：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用6重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例11：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用7重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例12：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用8重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例13：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用10重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例14：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用23重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例15：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用24重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例16：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用25重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例17：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用28重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例18：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用30重量份的疏基功能化的石墨烯、取用20重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例19：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用23重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例20：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用25重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例21：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用26重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例22：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用27重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例23：取用40重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、6重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用20重量份的疏基功能化的石墨烯、取用30重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例24：取用46重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、8重量份的增塑剂、取用4重量份的增粘剂、取用23重量份的疏基功能化的石墨烯、取用26重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例25：取用47重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、7重量份的增塑剂、取用6重量份的增粘剂、取用24重量份的疏基功能化的石墨烯、取用27重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例26：取用49重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、9重量份的增塑剂、取用6重量份的增粘剂、取用27重量份的疏基功能化的石墨烯、取用27重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

实施例27：取用47重量份的环氧化苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、10重量份的增塑剂、取用9重量份的增粘剂、取用30重量份的疏基功能化的石墨烯、取用26重量份的金属粉按上述步骤制得导电涂层。

一种电路构建装置，包括盒体102，盒体102一端设有划带嘴101。盒体102内可转动地安装有原料盘和收纳盘；原料盘包括啮合盘一106和安装柱109；收纳盘包括啮合盘二107和转盘一108，啮合盘一106与啮合盘二107相适配地啮合。

转盘一108上设有带端固定装置。具体地，带端固定装置包括可滑动地安装在转盘一108上的卡杆二117，位于卡杆二117一端的转盘一108上设有滑槽，滑槽内可滑动地安装有滑块115，滑块115上安装有卡块二116，卡块二116上相对应于卡杆二117设有卡槽二。当需要将导电胶带的一端固定在转盘一108上时，将导电胶带一端插在滑块115和滑槽之间的缝隙中，再使用卡杆二117插进卡块二116上设有的卡槽二内，使得滑块115位置相对固定，使导电胶带被夹紧，不会松动。

安装柱109上安装有转盘二104，转盘二104上卷绕有导电胶带。安装柱109的柱面上设有卡条，转盘二104设有轴向通孔，轴向通孔的孔壁上设有卡槽。转盘二104通过卡接安装在安装柱109上。转盘二104上的导电胶带一端绕在转盘一108上，并通过带端固定装置固定。

在盒体102上设有张紧柱一103和张紧柱二105，张紧柱一103和张紧柱二105用于防止导电胶带被啮合盘一106或啮合盘二107夹住，导致使用不便。

当因摩擦力拉动导电胶带时，导电胶带带动转盘二104放卷，同时啮合盘一106转动，转动的啮合盘一106带动啮合盘二107转动，啮合盘二107转动时，转盘一108一起转动，从而对使用掉导电涂层的导电胶带进行收卷。

由于将导电涂层涂附到目标平面上之后，有时候会需要修改线路，如需断路等，因此在盒体102另一端可滑动地安装有滑杆113，滑杆113靠近盒体102内部一端与盒体102间连接有弹簧110，滑杆113背离盒体102内部一端安装有刮刀114。位于滑杆113一侧的盒体102上可滑动地安装有卡杆一111，滑杆113上固接有卡块一112，卡块一112上相对应于卡杆一111设有卡槽一。需要使用刮刀114使，通过推动卡块一112使滑杆113一端安装的刮刀114推出，再将卡杆一111一端插进卡槽一内，使刮刀114位置固定，可使用刮刀114刮除目标平面上的导电涂层。当不需要使用刮刀114时，将卡杆一111拨离卡槽一，刮刀114会在弹簧110弹力的作用下回位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。