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一种光固化的导电胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种光固化的导电胶，其包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料15~30份、导电填料40~80份、活性单体助剂3~10份、光引发剂1~2份、光固化剂1~3份、活性稀释交联剂8~20份、增塑改性剂3~8份；所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂；所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子；本发明同时公开了一种光固化的导电胶的制备方法。本发明提供的一种光固化的导电胶无需高温加热即可实现固化，而且导电性能优良，这样不但将光固化的优点全部体现于导电胶的使用上面，而且具备省时、降耗、易于加工等优点，非常适合于常规耐温能力较低的电子元器件的加工。

Description

一种光固化的导电胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电胶及其制备领域，具体涉及一种光固化的导电胶及其制备方法。
背景技术
大量使用的Pb/Sn金属合金焊料强度高、熔点低、加工塑性好、成本低，广泛应用于汽车、数码产品、家电等领域。但是，采用Pb/Sn金属合金焊料存在有潜在的重金属污染问题，随着人们环保意识的提高及环保法律的制约，具有绿色、环保、无铅化的导电胶材料逐渐得到人们的认可。导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂。伴随着电子元器件的小型化、微型化以及印刷电路板的高度集成化和高密度化的迅速发展，导电胶以其可以制成浆料并可在适宜的固化温度进行粘接的特性，以实现很高的线分辨率，因此获得了快速发展。同时导电胶实施工艺简单、易于操作，可提高生产效率，所以导电胶是替代铅锡焊接，实现导电连接的理想选择。
光固化导电胶材料是将紫外光固化的技术应用于导电胶，从而赋予导电胶新的性能并扩大了导电胶的应用范围。虽然光固化技术具有诸多优点，但现有的应用于导电胶的树脂粘料和导电填料多为不透明材质，在使用过程中，UV光不能穿透导电胶材料，使得导电胶材料固化不完全。因此，现有技术中解决光固化导电胶固化不完全的问题多采用加热的方法协同固化，且加热温度较高，达到120-200℃，需要额外的技术投入，而且使用导电胶的部件需要经受高温考验，同时也比较耗费能源。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种仅需在UV固化的条件下即可实现良好固化性的导电胶以及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种光固化的导电胶，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料15~30份、导电填料40~80份、活性单体助剂3~10份、光引发剂1~2份、光固化剂1~3份、活性稀释交联剂8~20份、增塑改性剂3~8份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为1~3:1；
所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为6~10:1；所述纳米级SnO2微粉兼具超细粒子和SnO2的物理化学性能，与一定量的银纳米粒子复合具备一定的透明特性，同时协同导电性良好。
进一步地，所述活性单体助剂为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酰胺和双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
进一步地，所述的光固化剂为苯偶酰衍生物、苯甲酰甲酸酯、二烷氧基苯乙酮、α-氨烷基苯酮、二苯甲酮中的至少一种。
进一步地，所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)、二苯甲酮(BP)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)中的至少一种。
进一步地，所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为1~3:1。
进一步地，所述的增塑改性剂为丙烯酸异辛酯、环氧脂肪酸丁酯、石油磺酸苯酯、环氧脂肪酸辛酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
进一步地，所述一种光固化的导电胶的制备方法，包括以下步骤：
1）按照所述重量份数备取原料；
2）将光敏树脂粘料于120~140℃下混合均匀，然后降温至70~80℃，于避光条件下依次加入增塑改性剂、活性单体助剂、活性稀释剂交联剂、导电填料、光引发剂和光固化剂，每次加入原料后经搅拌均匀后再加入另一种原料，待原料全部加入并搅拌均匀后得到本发明的导电胶。
在使用时，本发明的导电胶仅需在UV照射的条件下固化200~400s，UV灯功率1000W，照射距离为12~15cm即可实现导电胶的固化，继而得到电性能优良的导电胶。
与现有技术相比，本发明具备的优点：本发明提供的一种光固化的导电胶无需高温加热即可实现固化，而且导电性能优良，这样不但将光固化的优点全部体现于导电胶的使用上面，而且具备省时、降耗、易于加工等优点，非常适合于常规耐温能力较低的电子元器件的加工。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：一种光固化的导电胶，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料22份、导电填料60份、活性单体助剂6份、光引发剂1.5份、光固化剂2份、活性稀释交联剂14份、增塑改性剂5份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为2:1；所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为8:1。
进一步地，所述活性单体助剂为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酰胺和双季戊四醇五丙烯酸酯；所述的光固化剂为苯偶酰衍生物和二烷氧基苯乙酮；所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)；所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为2:1；所述的增塑改性剂为丙烯酸异辛酯和石油磺酸苯酯。
进一步地，所述一种光固化的导电胶的制备方法，包括以下步骤：
1）按照所述重量份数备取原料；
2）将光敏树脂粘料于130℃下混合均匀，然后降温至75℃，于避光条件下依次加入增塑改性剂、活性单体助剂、活性稀释剂交联剂、导电填料、光引发剂和光固化剂，每次加入原料后经搅拌均匀后再加入另一种原料，待原料全部加入并搅拌均匀后得到本发明的导电胶。
实施例2：一种光固化的导电胶，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料15份、导电填料40份、活性单体助剂3份、光引发剂1份、光固化剂1份、活性稀释交联剂8份、增塑改性剂3份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为1:1；所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为6:1。
进一步地，所述活性单体助剂为甲基丙烯酰胺；所述的光固化剂为α-氨烷基苯酮；所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)和二苯甲酮(BP)；所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为1:1；所述的增塑改性剂为环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯和环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯。
进一步地，所述一种光固化的导电胶的制备方法，其具体步骤同实施例1。
实施例3：一种光固化的导电胶，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料30份、导电填料80份、活性单体助剂10份、光引发剂2份、光固化剂3份、活性稀释交联剂20份、增塑改性剂8份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为3:1；所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为10:1。
进一步地，所述活性单体助剂为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酰胺和双季戊四醇五丙烯酸酯；所述的光固化剂为苯甲酰甲酸酯和二苯甲酮；所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)；所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为3:1；所述的增塑改性剂为环氧脂肪酸辛酯和环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯。
进一步地，所述一种光固化的导电胶的制备方法，其具体步骤同实施例1。
实施例4：一种光固化的导电胶，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料30份、导电填料40份、活性单体助剂10份、光引发剂1份、光固化剂3份、活性稀释交联剂8份、增塑改性剂8份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为1:1；所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为10:1。
进一步地，所述活性单体助剂为甲基丙烯酰胺；所述的光固化剂为苯偶酰衍生物和苯甲酰甲酸酯；所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)；所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为5:2；所述的增塑改性剂为丙烯酸异辛酯。
进一步地，所述一种光固化的导电胶的制备方法，其具体步骤同实施例1。
实施例5：一种光固化的导电胶，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料20份、导电填料70份、活性单体助剂5份、光引发剂1份、光固化剂2份、活性稀释交联剂10份、增塑改性剂5份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为3:2；所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为7:1。
进一步地，所述活性单体助剂为丙烯酸六氟丁酯；所述的光固化剂为苯甲酰甲酸酯；所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)；所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为3:2；所述的增塑改性剂为丙烯酸异辛酯和环氧脂肪酸辛酯。
进一步地，所述一种光固化的导电胶的制备方法，其具体步骤同实施例1。
将实施例1-5所得的导电胶可以在UV照射的条件下固化300s，UV灯功率1000W，照射距离为13cm即可实现导电胶的固化，并将此固化的导电胶进行性能测试，具体结果如下表所示。

Claims (7)

1.一种光固化的导电胶，其特征在于，包括以下重量份数的原料：光敏树脂粘料15~30份、导电填料40~80份、活性单体助剂3~10份、光引发剂1~2份、光固化剂1~3份、活性稀释交联剂8~20份、增塑改性剂3~8份；
所述光敏树脂粘料为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂，其质量比为1~3:1；
所述导电填料为纳米级SnO2微粉和银纳米粒子，其质量比为6~10:1。
2.根据权利要求1所述的一种光固化的导电胶，其特征在于：所述活性单体助剂为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酰胺和双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种光固化的导电胶，其特征在于：所述的光固化剂为苯偶酰衍生物、苯甲酰甲酸酯、二烷氧基苯乙酮、α-氨烷基苯酮、二苯甲酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种光固化的导电胶，其特征在于：所述光引发剂为安息香双甲醚(DMPA)、二苯甲酮(BP)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种光固化的导电胶，其特征在于：所述的活性稀释交联剂为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基冰烷三缩水甘油醚，其质量比为1~3:1。
6.根据权利要求1所述的一种光固化的导电胶，其特征在于：所述的增塑改性剂为丙烯酸异辛酯、环氧脂肪酸丁酯、石油磺酸苯酯、环氧脂肪酸辛酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
7.权利要求1-6任一所述的一种光固化的导电胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照所述重量份数备取原料；
2）将光敏树脂粘料于120~140℃下混合均匀，然后降温至70~80℃，于避光条件下依次加入增塑改性剂、活性单体助剂、活性稀释剂交联剂、导电填料、光引发剂和光固化剂，每次加入原料后经搅拌均匀后再加入另一种原料，待原料全部加入并搅拌均匀后得到本发明的导电胶。
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