CN105086908B

CN105086908B - 一种中温快速固化的水相导电银胶

Info

Publication number: CN105086908B
Application number: CN201510646143.4A
Authority: CN
Inventors: 陈善勇; 关有为; 刘碧桃; 李璐; 阮海波
Original assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2017-10-27
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: CN105086908A

Abstract

本发明公布了一种中温快速固化的水相导电银胶，其组成包括：片状银粉，50‑60%；双酚A 环氧树脂，10‑20%；非离子乳化及表面活化剂，5‑10%；固化剂，2‑5%；固化促进剂，0.5‑1%；水，5‑10%；羟丙基甲基纤维素，1‑3%；对苯二甲酸，0.5‑1%；纳米二氧化硅，0.5‑1%；水溶性消泡剂，0.1‑0.5%；ICAM8401或8402，0.1‑0.5%。该导电银胶使用水作为溶剂，无污染。在中常温下即可快速固化，方便使用。

Description

一种中温快速固化的水相导电银胶

技术领域

本发明属于导电胶领域，具体涉及一种中温快速固化的水相导电银胶。

背景技术

当前，消费电子行业是全世界最大的行业之一。在电子行业中，很多地方都涉及到在两个物体之间构建导电通路。目前，构建导电通路的方法主要有：焊接和导电胶。其中，焊接仍是最常用的方式。但焊接会产生重金属污染。最重要的是，焊接所需的高温会对手机、平板等电子产品的构件产生损害。为避免这个问题，人们发明了由有机基体和导电填料构成的导电胶。其中，银材料以其导电导热性能最好、抗氧化能力和价格适中而成为导电胶中最合适的导电填料。由银材料制备的导电银胶在很多领域取得了广泛应用，继而推动了导电银胶的研究。

专利CN104388009A、CN104559880A、CN103666322A等分别使用不同助剂配制了性能不一的导电银胶并在很多方面取得了应用。但是这些银胶使用的稀释剂或溶剂是有机类溶剂。而有机溶剂会产生环境污染，是应尽量避免使用的一类物质。相比于有机溶剂，水环保无污染，是理想的溶剂。但可惜的是，目前还没有导电银胶专利使用水作为溶剂。在我们正在申请的一个专利中，我们使用环氧树脂乳液配制了水相导电银胶。但使用环氧树脂乳液受限于厂家能提供的型号，自我选择度不大。要配制各种各样的水相导电银胶，需要自制环氧树脂乳液。但自制环氧树脂乳液进而配制水相导电银胶的专利还没有。

为此，如何自制合适的环氧树脂乳液进而配制出优异的水相导电银胶是导电胶领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明在于提供一种中温快速固化的水相导电银胶，以解决目前导电银胶的有机溶剂污染问题。本发明制备的导电银胶环保无污染、能在较低温度下快速固化、储存时间长，能广泛用于诸多领域。该导电银胶的配方为：

片状银粉，50-60％；

双酚A环氧树脂，10-20％；

非离子乳化及表面活化剂，5-10％

固化剂，2-5％；

固化促进剂，0.5-1％；

水，5-10％；

羟丙基甲基纤维素，1-3％；

对苯二甲酸，0.5-1％；

纳米二氧化硅，0.5-1％；

水溶性消泡剂，0.1-0.5％；

ICAM8401或8402，0.1-0.5％；

本发明所用银粉为10μm片状银粉；

本发明所用双酚A环氧树脂为常见的E44、E51等环氧树脂中的一种或几种的混合；

本发明所用非离子乳化及表面活化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚；

本发明所用固化剂为T31固化剂、2-乙基-4-甲基咪唑、2，2，4-三甲基-1，6-己二胺、间苯二甲胺、亚甲基二苯胺、间苯二胺、N-(氨乙基)对二氮己环、三甲基氨甲基酚、三(二甲基氨甲基)酚等固化剂中的一种或几种的混合；

本发明所用固化促进剂为2，4，6-三-(二甲胺基甲基)-苯酚、苯甲醇改性咪唑类固化促进剂、异丁醇改性咪唑类固化促进剂等促进剂中的一种或几种的混合；

本发明所用水性消泡剂为高级醇、脂肪酸、脂肪酸酯、酰胺类、磷酸酯类、有机硅类、聚醚类等消泡剂中的一种或几种的混合；

水为溶剂，羟丙基甲基纤维素为粘结剂、增塑剂，对苯二甲酸为导电促进剂，纳米二氧化硅为触变剂，ICAM8401或8402为稳定剂；

本发明导电银胶配制过程为：先配制一定浓度的环氧树脂乳液和羟丙基甲基纤维素溶液。然后计算所有物质应加的量。将银粉加入到环氧树脂乳液中，搅拌均匀。然后加入其它助剂，在真空抽气的情况下搅拌脱泡到各种物质混合均匀即得成品导电银胶；

本发明导电银胶的优点在于：(1)水作为溶剂避免了有机溶剂的污染，因而产品环保无污染；(2)自制环氧树脂乳液，大大增加了产品的选择性；可根据需求配置不同的乳液，得到不同的导电银胶；(3)精心选择了能实现中温快速固化的树脂、固化剂以及固化促进剂，使本发明产品在70℃下25分钟内即可完全固化，大大扩展了其应用范围；(4)产品的储存稳定性、涂覆性能好，后处理方便。

具体实施例

实施例：

选用10μm银粉作为导电填料，E51环氧树脂为树脂，辛基酚聚氧乙烯醚为非离子乳化及表面活化剂，T31为固化剂，2，4，6-三-(二甲胺基甲基)-苯酚为固化促进剂，羟丙基甲基纤维素为粘结剂和增塑剂，水为溶剂，对苯二甲酸为导电促进剂，纳米二氧化硅为触变剂，正庚醇为消泡剂，ICAM8401为稳定剂。浆料的具体配方为：

片状银粉，60％；

E51环氧树脂，10％；

辛基酚聚氧乙烯醚，10％；

T31，1％；

2，4，6-三-(二甲胺基甲基)-苯酚，0.5％；

羟丙基甲基纤维素，2％；

水，14％；

对苯二甲酸，1％；

纳米二氧化硅，0.8％；

正庚醇，0.2％；

ICAM8401，0.5％；

取20g羟丙基甲基纤维素加入到80g水中，加热80℃下搅拌，直至溶液澄清。冷却至室温后，过滤除去胶体，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；

取100g E51环氧树脂、100g辛基酚聚氧乙烯醚加入到60g水中，搅拌半小时得到E51环氧树脂乳液；

取600g10μm银粉加入到含有260g E51环氧树脂乳液的搅拌釜中，搅拌1小时。然后将10g T31固化剂、5g 2，4，6-三-(二甲胺基甲基)-苯酚、100g羟丙基甲基纤维素水溶液、10g对苯二甲酸、8g纳米二氧化硅、2g环己醇、5g ICAM8401加入到釜中。搅拌1小时后得到最终产品；

该导电银胶在80℃下固化15分钟完成固化，测得其体积电阻率为1.5×10^-6Ω·cm，导热率33W/(m.k)。

以上详细描述了本发明的较佳实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的实验与技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种中温快速固化的水相导电银胶，其特征在于，其配方包括：

10μm片状银粉，50-60% ；

双酚A 环氧树脂，10-20% ；所用双酚A 环氧树脂为E44、E51环氧树脂中的一种或两种的混合；

非离子乳化及表面活化剂，5-10% ；所用非离子乳化及表面活化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚；

固化剂，2-5% ；所用固化剂为T31 固化剂、2- 乙基-4- 甲基咪唑，2,2,4- 三甲基-1,6- 己二胺、间苯二甲胺、亚甲基二苯胺、间苯二胺、N-（氨乙基）对二氮己环、三甲基氨甲基酚、三（二甲基氨甲基）酚固化剂中的一种或几种的混合；

固化促进剂，0.5-1% ；所用固化促进剂为2,4,6- 三-（二甲胺基甲基）- 苯酚、苯甲醇改性咪唑类固化促进剂、异丁醇改性咪唑类固化促进剂中的一种或几种的混合；

水，5-10% ；所述水为溶剂；

羟丙基甲基纤维素，1-3% ；所述羟丙基甲基纤维素为粘结剂、增塑剂；

对苯二甲酸，0.5-1% ；所述对苯二甲酸为导电促进剂；

纳米二氧化硅，0.5-1% ；所述纳米二氧化硅为触变剂；

水溶性消泡剂，0.1-0.5% ；所用水性消泡剂为高级醇、脂肪酸、脂肪酸酯、酰胺类、磷酸酯类、有机硅类、聚醚类消泡剂中的一种或几种的混合；

ICAM8401 或8402，0.1-0.5%；所述ICAM8401 或8402 为稳定剂；

配制过程为：先配制一定浓度的环氧树脂乳液和羟丙基甲基纤维素溶液；然后计算所有物质应加的量；将银粉加入到环氧树脂乳液中，搅拌均匀；然后加入其它助剂，在真空抽气的情况下搅拌脱泡到各种物质混合均匀即得成品导电银胶。