CN104774573A - 一种含石墨烯的高性能导电银胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含石墨烯的高性能导电银胶,由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂10~50份,环氧稀释剂10~40份,石墨烯-环氧微球5~50份,表面改性剂0.5~5份,银片240~990份;所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:(4-19)的氧化石墨烯与环氧树脂微球制成。本发明还公开了一种含石墨烯的高性能导电银胶的制备方法。本发明含石墨烯的高性能导电银胶具有成本低、导电性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电银胶及其制备方法,具体涉及一种含石墨烯的高性能导电银胶及其制备方法。
背景技术
石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料,其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性,如最高的强度和载流子迁移率、金刚石3倍的热导率、室温量子霍尔效应及铁磁性等特殊性质。人们普遍预测石墨烯在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景,可望在21世纪掀起一场新的技术革命。
石墨烯的优异的性能、较低的生产成本和极大的比表面积非常适合于高性能复合材料的开发,由于石墨烯能在低填充量下能产生性能突破性的提高引起了学术和工业的兴趣,许多企业和学者热衷用不同方法研究制备各种有机聚合物基的石墨烯纳米复合材料。石墨烯已在如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等材料中研究应用,使填充复合材料的导电、导热、耐热和其他性能得到较大提升。
但是,石墨烯表面呈惰性状态,与其他介质相互作用较弱,并且容易产生聚集,难溶于水及常用的有机溶剂,使其进一步研究和应用造成了极大的困难。另一方面,常用的石墨烯/聚合物复合材料的制备方法,如熔融共混法、原位聚合法、溶液混合法和乳液混合法,均存在不同程度的困难,很难得到分散均匀的石墨烯网络结构。过多表面修饰也会使石墨烯的表面形成有机膜,影响电子和热量的传播。
本发明针对导电银胶在大功率器件中应用时导电性和导热性不足,通过引入石墨烯纳米材料,提供一种能够制备高性能导电银胶的方法,从而能够满足大功率器件的需求。
通过不完全相反转技术制备得到的微米级环氧树脂多孔微球,具有化学稳定性好、力学强度高、pH值适用范围广、吸附可逆等优点。石墨烯沉积在环氧微球的方法可以保持石墨烯优良的电子特性,同时达到良好的分散程度。使用这种方法将石墨烯加入到环氧树脂中,石墨烯-环氧微球由于和基体间相容性良好得以分散均匀,以较低含量实现石墨烯三维网络的构建,不会造成粘度的巨大升高,也保证加入微米级银粉得以顺利实现。这样制备的石墨烯-银的三维叠加网络使导电胶在较低石墨烯用量时具有高导电率和高导热的同时,具有高粘接强度,可以在大功率器件等高热要求条件下使用,为石墨烯在封装中的应用提供前景和思路。
发明内容
本发明提供了一种含石墨烯的高性能导电银胶,本发明的电银胶在银和石墨烯的含量较低的情况下的导电、导热能力,在较低含量条件下保证导电胶的导电性、导热性和粘接强度。
一种含石墨烯的高性能导电银胶,其中,所述含石墨烯的高性能导电银胶由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂10~50份,环氧稀释剂10~40份,石墨烯-环氧微球5~50份,表面改性剂0.5~5份,银片240~990份;
所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:(4-19)的氧化石墨烯与环氧树脂微球制成。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,优选的,所述含石墨烯的高性能导电银胶由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂20~45份,环氧稀释剂15~25份,石墨烯-环氧微球10~30份,表面改性剂1~3份,银片600~950份。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,其中,所述氧化石墨烯为单层氧化石墨烯、多层氧化石墨烯纳米片中的至少一种,厚度为1~100nm。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,其中,所述石墨烯-环氧树脂微球为石墨烯均匀的以单层结构分布在环氧树脂微球表面并形成网络结构;所述石墨烯厚度范围为1~10nm。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,其中,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂;所述环氧稀释剂为1,4-丁二醇缩水甘油醚、1,4-环己烷缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、1,4-环己烷二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,其中,所述表面改性剂为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)丙基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷,γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷,γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,其中,优选的粒径范围为所述片状银粉粒径为1~50μm。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶,其中,所述固化剂为自苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)及其改性物、2-乙基-4-甲基咪唑、氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)、苄基二甲胺的改性物、甲基咪唑、二氨基二苯砜、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2,4-二氨基-6-(2-十一烷基咪唑-1-乙基)-S-三嗪及其衍生物和盐中其改性物中的至少一种。
一种含石墨烯的高性能导电银胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备氧化石墨烯-环氧微球:将氧化石墨烯的水溶液加入阳离子含量为20~50wt%环氧树脂微球乳液中,在pH值为2~5的蒸馏水中通过静电自组装形成复合材料,洗涤后氮气氛围烘干得到所述氧化石墨烯-环氧微球,所述氧化石墨烯的水溶液浓度为0.5~2.5mg/ml,所述改性环氧树脂微球溶液的浓度为0.5~5mg/ml;所述氧化石墨烯的水溶液中的氧化石墨烯与环氧树脂微球乳液中的环氧树脂微球质量比为1:(4-19);
(2)将所需质量份的氧化石墨烯-环氧树脂微球在还原剂中反应,反应温度为50~90℃,反应时间为2~10h,得到石墨烯-环氧树脂微球的乳液,将所述石墨烯-环氧树脂微球的乳液在1000~3000rpm的转速下离心10~40min,冲洗后真空干燥,得到石墨烯-环氧树脂微球;所述还原剂为水合肼、乙二胺、氢碘酸、硼氢化钠、抗坏血酸中的至少一种;
(3)将所需重量份的环氧树脂和环氧稀释剂混匀,然后向其中加入所需重量份的所述石墨烯-环氧树脂微球,在室温下预搅拌分散10~20min,再使用超声分散10~30min,得到石墨烯-环氧树脂微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物;
(4)将所需重量份的表面改性剂和银粉加入所述混合物中,搅拌10~30min,然后使用三辊机在室温下混合30~90min成为细腻的均匀混合物;所述银粉为片状银粉,所述片状银粉粒径为0.5~100μm;
(5)向所述细腻的均匀混合物中加入所需重量份固化剂,搅拌10~30min,得到所述含石墨烯的高性能导电银胶。
本发明所述含石墨烯的高性能导电银胶的制备方法,其中,所述石墨烯-环氧树脂微球中的石墨烯含量通过控制氧化石墨烯与环氧树脂微球的质量比进行调节;所述环氧树脂微球为阳离子改性的通过不完全相反转技术制备得到的微米级环氧树脂多孔微球。
与现有技术相比,本发明含石墨烯的高性能导电银胶及其制备方法的优点如下:
第一,本发明通过静电自组装方式得到氧化石墨烯-环氧树脂微球,而后还原形成石墨烯-环氧树脂微球,与传统的石墨烯功能化方法相比,有效减少石墨烯之间的有机介质含量,提高复合材料的电导率和热导率。
第二,本发明中氧化石墨烯-环氧树脂微球的制备方法中的溶剂为水,无需有机溶剂,节能环保,方便可行。
第三,本发明中石墨烯-环氧树脂微球与环氧树脂基体具有良好的形容性,使石墨烯得以均匀分散,以较低含量形成三维网络结构。
第四,本发明协同发挥银和石墨烯的导电、导热能力,在较低含量条件下保证导电胶的导电性、导热性和粘接强度。
具体实施方式
实施例1
一种含石墨烯的高性能导电银胶,由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂10份,环氧稀释剂10份,石墨烯-环氧微球5份,表面改性剂0.5份,银片240份;所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:4的氧化石墨烯与环氧树脂微球组成。
实施例2
一种含石墨烯的高性能导电银胶,由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂50份,环氧稀释剂40份,石墨烯-环氧微球50份,表面改性剂5份,银片990份;所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:19的氧化石墨烯与环氧树脂微球组成。
实施例3
一种石墨烯的高性能导电银胶,由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂20份,环氧稀释剂15,石墨烯-环氧微球10份,表面改性剂1份,银片600份;所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:8的氧化石墨烯与环氧树脂微球组成。
实施例4
一种含石墨烯的高性能导电银胶,由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂45份,环氧稀释剂25份,石墨烯-环氧微球30份,表面改性剂3份,银片950份;所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:15的氧化石墨烯与环氧树脂微球组成。
实施例5
2、根据权利要求1所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述含石墨烯的高性能导电银胶由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂30份,环氧稀释剂20份,石墨烯-环氧微球20份,表面改性剂2份,银片800份。所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:9的氧化石墨烯与环氧树脂微球组成。
实施例6~13所需原料的组分含量见表1。
表1实施例6~13组分含量
实施例6
一种含石墨烯的高性能导电银胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.1g氧化石墨烯与0.9g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为4~5,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌15min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末;将4g上述粉末置于200ml去离子水中,加入7ul的80%水合肼,75ul的30%氨水,温度为95℃,反应5h,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球;
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例6指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌3min,再使用超声分散10min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物。在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌10min,在三辊研磨机上室温下进行研磨30min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌10min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶。固化条件为150℃恒温1h;固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例7
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.2g氧化石墨烯与0.6g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为3~4,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌20min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末;将4g上述粉末置于200ml四氢呋喃中,加入16g硼氢化钠、0.04g碘,温度为60℃,反应2h,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球;
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例7指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌10min,再使用超声分散10min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物。在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌20min,在三辊研磨机上室温下进行研磨40min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌15min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶;固化条件为150℃恒温1h;固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例8
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.4g氧化石墨烯与1g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为2~3,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌20min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末;将4g上述粉末置于200ml去离子水中,加入8g柠檬酸钠,温度为90℃,反应10h并加强烈搅拌,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球;
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例8指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌10min,再使用超声分散30min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物。在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌30min,在三辊研磨机上室温下进行研磨80min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌20min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶;固化条件为150℃恒温1h。固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例9
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.3g氧化石墨烯与0.6g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为2~3,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌15min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末,将4g上述粉末置于200ml浓度为30%的抗坏血酸溶液中,温度为90℃,反应2.5h并加强烈搅拌,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球;
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例9指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌15min,再使用超声分散50min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物;在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌15min,在三辊研磨机上室温下进行研磨50min,成为细腻的均匀混合物;加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌10min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶;固化条件为150℃恒温1h;固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例10
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.1g氧化石墨烯与0.9g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为4~5,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌15min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末。将4g上述粉末置于200ml去离子水中,加入7ul的80%水合肼,75ul的30%氨水,温度为95℃,反应5h,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球。
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例5指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌3min,再使用超声分散10min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物;在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌10min,在三辊研磨机上室温下进行研磨30min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌10min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶;固化条件为150℃恒温1h。固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例11
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.2g氧化石墨烯与0.6g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为3~4,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌20min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末。将4g上述粉末置于200ml四氢呋喃中,加入16g硼氢化钠、0.04g碘,温度为60℃,反应2h,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球。
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例6指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌10min,再使用超声分散10min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物。在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌20min,在三辊研磨机上室温下进行研磨40min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌15min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶。固化条件为150℃恒温1h。固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例12
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.4g氧化石墨烯与1g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为2~3,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌20min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末;将4g上述粉末置于200ml去离子水中,加入8g柠檬酸钠,温度为90℃,反应10h并加强烈搅拌,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球。
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例7指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌10min,再使用超声分散30min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物。在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌30min,在三辊研磨机上室温下进行研磨80min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌20min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶。固化条件为150℃恒温1h。固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
实施例13
(1)制备石墨烯-环氧微球
将0.3g氧化石墨烯与0.6g阳离子改性环氧树脂微球乳液分别分散在200ml去离子水中,将溶液的PH值调节为2~3,搅拌均匀,将两种溶液加入空置容器,搅拌15min,将凝聚物抽滤、洗涤、烘干得到粉末;将4g上述粉末置于200ml浓度为30%的抗坏血酸溶液中,温度为90℃,反应2.5h并加强烈搅拌,然后洗涤、烘干,得到石墨烯-环氧树脂微球。
(2)制备导电胶
在常温下,分别按照表1中实施例8指定的各组分,将石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂在室温下搅拌15min,再使用超声分散50min,得到石墨烯-环氧微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物。在混合物中依次加入银片和偶联剂,室温下搅拌15min,在三辊研磨机上室温下进行研磨50min,成为细腻的均匀混合物。加入按配比称取的固化剂,并通过搅拌10min混合均匀,得到含石墨烯的高性能导电银胶。固化条件为150℃恒温1h。固化后用四点探针法计算导电胶初始体积电阻率,并采用ASTM D 5470标准测定导热率。
将实施例6~13测得的结果与不添加石墨烯-环氧微球,直接添加银片制备的导电胶进行对比,所述电导胶的组分含量为:双酚F型环氧树脂100份,固化剂2-乙基-4-甲基咪唑25份,环氧稀释剂1,4-丁二醇缩水甘油醚25份,表面改性剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷2份,银片700份;其制备方法为将环氧树脂、固化剂、稀释剂及银片混合,搅拌10min,再经过三辊机室温下低速研磨混合60min,得到环氧导电银胶。固化条件为150℃下保持1h。固化后材料的电阻率的测试按照四点探针方法进行,导热率的测试按照ASTM D 5470标准来进行;对比结果对比表见表2。
表2各导电胶实施例测试结果比较
上述表2表明:本发明通过分散良好的石墨烯大幅度提高导电胶的导热性能和导电性能,同时保持较好的粘接性能(剪切强度),石墨烯-环氧微球的设计降低石墨烯使用量保证较低成本,石墨烯-银的双重网络结构提供良好的导电导热性能,可以满足在大功率半导体封装和航空航天领域的应用。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述含石墨烯的高性能导电银胶由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂10~50份,环氧稀释剂10~40份,石墨烯-环氧微球5~50份,表面改性剂0.5~5份,银片240~990份;
所述石墨烯-环氧微球由质量比为1:(4-19)的氧化石墨烯与环氧树脂微球制成。
2.根据权利要求1所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述含石墨烯的高性能导电银胶由如下重量份的原料组成:环氧树脂100份,固化剂20~45份,环氧稀释剂15~25份,石墨烯-环氧微球10~30份,表面改性剂1~3份,银片600~950份。
3.根据权利要求2所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述氧化石墨烯为单层氧化石墨烯、多层氧化石墨烯纳米片中的至少一种,厚度为1~100nm。
4.根据权利要求3所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述石墨烯-环氧树脂微球为石墨烯均匀的以单层结构分布在环氧树脂微球表面并形成网络结构;所述石墨烯厚度范围为1~10nm。
5.根据权利要求4所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂;所述环氧稀释剂为1,4-丁二醇缩水甘油醚、1,4-环己烷缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、1,4-环己烷二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求5所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述表面改性剂为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)丙基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷,γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷,γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
7.根据权利要求6所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述片状银粉粒径为1~50μm。
8.根据权利要求7所述含石墨烯的高性能导电银胶,其特征在于,所述固化剂为自苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)及其改性物、2-乙基-4-甲基咪唑、氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)、苄基二甲胺的改性物、甲基咪唑、二氨基二苯砜、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2,4-二氨基-6-(2-十一烷基咪唑-1-乙基)-S-三嗪及其衍生物和盐中其改性物中的至少一种。
9.一种权利要求1~8中任意一种所述含石墨烯的高性能导电银胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备氧化石墨烯-环氧微球:将氧化石墨烯的水溶液加入阳离子含量为20~50wt%环氧树脂微球乳液中,在pH值为2~5的蒸馏水中通过静电自组装形成复合材料,洗涤后氮气氛围烘干得到所述氧化石墨烯-环氧微球,所述氧化石墨烯的水溶液浓度为0.5~2.5mg/ml,所述改性环氧树脂微球溶液的浓度为0.5~5 mg/ml;所述氧化石墨烯的水溶液中的氧化石墨烯与环氧树脂微球乳液中的环氧树脂微球质量比为1:(4-19);
(2)将所需质量份的氧化石墨烯-环氧树脂微球在还原剂中反应,反应温度为50~90℃,反应时间为2~10h,得到石墨烯-环氧树脂微球的乳液,将所述石墨烯-环氧树脂微球的乳液在1000~3000rpm的转速下离心10~40min,冲洗后真空干燥,得到石墨烯-环氧树脂微球;所述还原剂为水合肼、乙二胺、氢碘酸、硼氢化钠、抗坏血酸中的至少一种;
(3)将所需重量份的环氧树脂和环氧稀释剂混匀,然后向其中加入所需重量份的所述石墨烯-环氧树脂微球,在室温下预搅拌分散10~20min,再使用超声分散10~30min,得到石墨烯-环氧树脂微球、环氧树脂和环氧稀释剂的混合物;
(4)将所需重量份的表面改性剂和银粉加入所述混合物中,搅拌10~30min,然后使用三辊机在室温下混合30~90min成为细腻的均匀混合物;所述银粉为片状银粉,所述片状银粉粒径为0.5~100μm;
(5)向所述细腻的均匀混合物中加入所需重量份固化剂,搅拌10~30min,得到所述含石墨烯的高性能导电银胶。
10.根据权利要求9所述含石墨烯的高性能导电银胶的制备方法,其特征在于,所述石墨烯-环氧树脂微球中的石墨烯含量通过控制氧化石墨烯与环氧树脂微球的质量比进行调节;所述环氧树脂微球为阳离子改性的通过不完全相反转技术制备得到的微米级环氧树脂多孔微球。
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