CN104017529A - 一种单组份环氧树脂导电银胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环氧树脂胶黏剂领域，具体公开了一种单组份环氧树脂导电银胶组合物及其制备方法。所述组合物含有如下重量份数的各组份：环氧树脂10～25份，稀释剂1～5份，增韧剂0.5～3份，增强剂0.5～3份，溶剂0.5～3份，偶联剂0.5～3份，防老剂0.5～3份，固化剂1～5份，促进剂0.2～1份，银粉30～35份。所述组合物的制备方法为，在20～35℃条件下将除银粉外其他各组分充分混合均匀然后添加计量量的银粉，再充分混合均匀，在搅拌条件下经真空脱泡即得成品环氧树脂导电胶组合物。该组合物黏度低，固化物强度好，黏结力高，体积电阻率低，导热率高、适用期长，长期使用耐候性好、电性能稳定，广泛应用于电子行业及其它导电黏接行业。

Description

一种单组份环氧树脂导电银胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，具体涉及一种单组份环氧树脂导电银胶组合物及其制备方法。

背景技术

目前市场由于电子元件的微型化及电子产品的无铅化发展，使得传统的高温钎焊难以满足微型元件的安装及复杂线路的连接，因此导电胶成为电子行业中必不可少的新材料。目前最常用的导电胶属于环氧树脂导电胶，因其具有良好的黏结力和力学强度。而最常用的导电填料是金属银粉。导电银胶包括双组份导电银胶和单组分导电银胶，其中，双组份导电银胶在混合过程中所产生的气泡难以消除，容易造成断胶和出胶量不均匀的缺陷；而且，溶剂的挥发量较多，难以控制实际的胶量。因此，在实际应用中，单组份导电银胶被广泛使用。 然而，目前市面上的单组份导电银胶存在黏度高（市售单组份导电银胶黏度从十万到几十万个cPs，既黏又稠，使用很不方便）、易分层、适用期短（市售单组份导电银胶室温存储一般不超过7天，需要在零下20℃条件下才有6个月的储存期）使用不方便等多种问题，这些问题阻碍了导电胶的发展与应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中单组份环氧树脂导电银胶存在黏度高、易分层、适用期短的技术缺陷，提供一种单组份环氧树脂导电银胶组合物。

本发明的另一个目的是提供一种单组份环氧树脂导电银胶组合物的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种单组份环氧树脂导电银胶组合物，含有如下重量份数的各组份：

环氧树脂          10～20份；

稀释剂            0.5～3份；

增韧剂            0.5～3份；

增强剂            0.1～0.5份；

溶剂              0.1～0.5份；

偶联剂            0.1～0.5份；

防老剂            0.1～0.5份；

固化剂            0.5～5份；

促进剂            0.1～0.5份；

银粉              60～90份；

所述增强剂选自纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氮化铝中的一种或几种的组合物；

所述增韧剂选自端羧基液体丁腈橡胶、端羟基液体丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、端环氧基液体丁腈橡胶、端所及液体聚丁二烯橡胶、端羟基液体聚丁二烯橡胶、液体丁腈橡胶、羧基液体丁腈橡胶、液体聚丁二烯、液体聚氨酯、核壳橡胶乳液、超支化聚酯中的一种或几种的组合物；

所述稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、糠醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C12～C14缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、对叔丁基缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或几种的组合物。

本发明通过大量的探索性试验对单组份环氧树脂导电银胶的配方进行了改进，具体改进为：在增韧方法上使用了特殊端基橡胶中的一种或几种的组合物，使导电银胶的冲击强度由0.40J/cm²提高到1.50J/cm²；在稀释上使用了高活性反应型稀释剂和低沸点易挥发溶剂相结合的方法，使基胶黏度从3000cPs下降到500cPs，同时减少了15%的溶剂使用量，且高活性反应型稀释剂起到内增韧作用，拉伸剪切强度由2MPa提高到9MPa。

优选地，本发明所述环氧树脂选自双酚A 型、氢化双酚A 型、羟甲基双酚A 型、双酚F 型、711环氧树脂、731环氧树脂、AG-80环氧树脂、AG-90环氧树脂、TDE-85环氧树脂、脂环族环氧树脂、聚醚环氧树脂中的一种或几种的组合物。

优选地，本发明所述溶剂选自甲苯、环己烷、甲乙酮、乙酸乙酯、甲基环己烷中的一种或几种的组合物。

优选地，本发明所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中的一种或几种的组合物。

优选地，本发明所述固化剂选自双氰胺、己二酸二酰肼、葵二酸二酰肼、β,β′-二甲氨基乙基-1,3,6,2-三噁硼杂八环、β,β′-二甲基氨基乙氧基-1,3,2-三噁硼杂六环、三氟化硼-单乙胺络合物中的一种或几种的组合物。

优选地，本发明所述促进剂选自2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑、四甲基胍、2-乙基-4-甲基咪唑的己二酸盐、2-乙基-4-甲基咪唑的草酸盐中的一种或几种的组合物。

优选地，本发明所述银粉选自纳米银粉、2～6μm片状银粉、2～6μm近球状银粉、10～15μm片状银粉、10～15μm近球状银粉中的一种或几种的组合物。

优选地，一种单组份环氧树脂导电银胶组合物，含有如下重量份数的各组份：

双酚F型环氧树脂                    12～18份；

    烯丙基缩水甘油醚                    1～2份；

    端羟基液体聚丁二烯橡胶              1～2份；

    纳米二氧化钛                        0.2～0.3份；

    乙酸乙酯                            0.3～0.5份；

    γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷        0.1～0.2份；

    2-(2′-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑       0.1～0.2份；

    葵二酸二酰肼                        1～3份；

    四甲基胍                            0.1～0.3份；

10～15μm片状银粉                  80～85份。

最优选地，一种单组份环氧树脂导电银胶组合物，含有如下重量份数的各组份：

双酚F型环氧树脂                    15份；

    烯丙基缩水甘油醚                    1.5份；

    端羟基液体聚丁二烯橡胶              1份；

    纳米二氧化钛                        0.2份；

    乙酸乙酯                            0.3份；

    γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷        0.1份；

    2-(2′-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑       0.1份；

    葵二酸二酰肼                        1份；

    四甲基胍                            0.2份；

    10～15μm片状银粉                  80.6份。

本发明所述单组份环氧树脂导电银胶组合物的制备方法为，在20～35℃条件下，将除银粉以外的其他各组分充分混合均匀，然后添加计量量的银粉，再充分混合均匀，在搅拌条件下经真空脱泡即得成品环氧树脂导电胶组合物。

本发明的有益效果是：本发明所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物的黏度低（在稀释上使用了高活性反应型稀释剂和低沸点易挥发溶剂相结合的方法，使基胶黏度从3000cPs下降到500cPs），固化物强度好（在增韧方法上使用了特殊端基橡胶中的一种或几种的组合物，形成“海岛结构”），黏结力高（高活性反应型稀释剂起到内增韧作用），体积电阻率低、导热率高（片状银粉或片状银粉与球状银粉的组合使得固化物导通能力大幅度提高）、适用期长（使用了室温潜伏性固化体系，室温储存2月，零度储存大于6月），长期使用耐候性好、电性能稳定，室温储存稳定性好，使用方便。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂、设备为本技术领域常规试剂和设备。

实施例1

    一种单组份环氧树脂导电胶组合物，含有如下重量份数的各组份：

    双酚A型环氧树脂                   10份；

    正丁基缩水甘油醚                    2份；

    端羧基液体丁腈橡胶                  0.5份；

    纳米二氧化硅                        0.1份；

    甲苯                                0.2份；

    γ-氨丙基三乙氧基硅烷               0.1份；

    2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮            0.1份；

    双氰胺                              1份；

    2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚            0.1份；

    2～6μm片状银粉                    85.9份；

制备方法：在20～35℃条件下除银粉外将其他各组分充分混合均匀然后添加计量量的银粉，再充分混合均匀，在搅拌条件下经真空脱泡即得成品环氧树脂导电胶组合物。

本实施例所述组合物的黏度为25000cPs，体积电阻率为1.3×10^-4Ω.cm，导热率为3.2W/(m.k)。

实施例2

    一种单组份环氧树脂导电胶组合物，含有如下重量份数的各组份：

    双酚F型环氧树脂                    15份；

    烯丙基缩水甘油醚                    1.5份；

    端羟基液体聚丁二烯橡胶              1份；

    纳米二氧化钛                        0.2份；

    乙酸乙酯                            0.3份；

    γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷        0.1份；

    2-(2′-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑       0.1份；

    葵二酸二酰肼                        1份；

    四甲基胍                            0.2份；

    10～15μm片状银粉                  80.6份；

制备方法：在20～35℃条件下除银粉外将其他各组分充分混合均匀然后添加计量量的银粉，再充分混合均匀，在搅拌条件下经真空脱泡即得成品环氧树脂导电胶组合物。

本实施例所述组合物的黏度为19000 cPs，体积电阻率为5.5×10^-4Ω.cm，导热率为2.5 W/(m.k)。

实施例3

    一种单组份环氧树脂导电胶组合物，含有如下重量份数的各组份：

    双酚A型环氧树脂                              10份；

    663聚醚环氧树脂                               10份；

    间苯二酚二缩水甘油醚                           1份；

    液体聚氨酯                                     1份；

    纳米氧化铝                                     0.3份；

    甲基环己烷                                     0.2份；

    异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯                0.1份；

    2-(2′-羟基-3,5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑     0.1份；

    三氟化硼-单乙胺络合物                           0.5份；

    2-乙基-4-甲基咪唑的己二酸盐                      0.1份；

    10～15μm近球状银粉                            76.7份；

    制备方法：在20～35℃条件下除银粉外将其他各组分充分混合均匀然后添加计量量的银粉，再充分混合均匀，在搅拌条件下经真空脱泡即得成品环氧树脂导电胶组合物。

本实施例所述组合物的黏度为14000cPs，体积电阻率为8.2×10^-4Ω.cm，导热率为1.7 W/(m.k)。

Claims (10)

1.一种单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于,含有如下重量份数的各组份：

环氧树脂          10～20份；

稀释剂            0.5～3份；

增韧剂            0.5～3份；

增强剂            0.1～0.5份；

溶剂              0.1～0.5份；

偶联剂            0.1～0.5份；

防老剂            0.1～0.5份；

固化剂            0.5～5份；

促进剂            0.1～0.5份；

银粉               60～90份；

所述增强剂选自纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝或纳米氮化铝中的一种或几种的组合物；

所述增韧剂选自端羧基液体丁腈橡胶、端羟基液体丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、端环氧基液体丁腈橡胶、端所及液体聚丁二烯橡胶、端羟基液体聚丁二烯橡胶、液体丁腈橡胶、羧基液体丁腈橡胶、液体聚丁二烯、液体聚氨酯、核壳橡胶乳液或超支化聚酯中的一种或几种的组合物；

所述稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、糠醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C12～C14缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、对叔丁基缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚或间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或几种的组合物。

2.根据权利要求1 所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A 型、氢化双酚A 型、羟甲基双酚A 型、双酚F 型、711环氧树脂、731环氧树脂、AG-80环氧树脂、AG-90环氧树脂、TDE-85环氧树脂、脂环族环氧树脂、聚醚环氧树脂中的一种或几种的组合物。

3.根据权利要求1 所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述防老剂选自2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2′-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-3,5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑中的一种或几种的组合物。

4.根据权利要求1 所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、环己烷、甲乙酮、乙酸乙酯、甲基环己烷中的一种或几种的组合物。

5.根据权利要求1 所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中的一种或几种的组合物。

6.根据权利要求1 所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述固化剂选自双氰胺、己二酸二酰肼、葵二酸二酰肼、β,β′-二甲氨基乙基-1,3,6,2-三噁硼杂八环、β,β′-二甲基氨基乙氧基-1,3,2-三噁硼杂六环、三氟化硼-单乙胺络合物中的一种或几种的组合物。

7.根据权利要求1 所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述促进剂选自2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑、四甲基胍、2-乙基-4-甲基咪唑的己二酸盐、2-乙基-4-甲基咪唑的草酸盐中的一种或几种的组合物。

8.根据权利要求1所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，所述银粉选自纳米银粉、2～6μm片状银粉、2～6μm近球状银粉、10～15μm片状银粉、10～15μm近球状银粉中的一种或几种的组合物。

9.根据权利要求1至8任一项所述的单组份环氧树脂导电银胶组合物，其特征在于，含有如下重量份数的各组份：

双酚F型环氧树脂                            12～18份；

烯丙基缩水甘油醚                            1～2份；

端羟基液体聚丁二烯橡胶                   1～2份；

纳米二氧化钛                                  0.2～0.3份；

乙酸乙酯                                        0.3～0.5份；

γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷          0.1～0.2份；

 2-(2′-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑        0.1～0.2份；

葵二酸二酰肼                                  1～3份；

四甲基胍                                        0.1～0.3份；

10～15μm片状银粉                         80～85份。

10.权利要求1至9任一项所述单组份环氧树脂导电银胶组合物的制备方法，其特征在于，在20～35℃条件下，将除银粉外的其他各组分充分混合均匀，然后添加计量量的银粉，再充分混合均匀，在搅拌条件下经真空脱泡即得成品环氧树脂导电胶组合物。