CN107189360A - 一种石墨烯导电封装材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯导电封装材料的制备方法，本发明取氧化石墨烯水溶液与硅烷偶联剂混合后超声分散后，加入水合肼进行改性得改性氧化石墨烯，将改性氧化石墨烯加入到封装材料后，使得材料在固化后的内应力变化值范围较小，机械性能和耐冲击性能优良，产品导电性能优良，且具有良好的分散性、相容性和耐热性。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件制造领域，具体涉及一种石墨烯导电封装材料的制备方法。
背景技术
随着微电子集成技术和组装技术的快速发展，电子器件的体积越来越小。电子器件加工过程中，经常需要采用合适的方式予以封装。封装是采用特定的封装材料将布置连接好的电子产品各元件固化在其中与环境隔离的保护措施。起到防止水分、尘埃及有害气体对电子元件的侵入，减缓震动，防止外力损伤和稳定元件参数的作用。
由于电子封装材料对电子器件的可靠性和使用寿命有重要的影响，近年来电子封装材料的研究受到了越来越多的关注。电子封装材料是用于承载电子元器件及其相互联线，起机械支撑、密封环境保护、信号专递等作用的基体材料。
聚合物基导电复合材料中的导电填料组分一般为炭黑、炭黑、金属及其化合物的纤维、微粒和纳米颗粒，它们作为填料分散于以聚合物为基体的材料中，常见的聚合物基体包括聚烯烃、树脂类物质等。这种聚合物基导电复合材料既具有导电组分的电学特性，同时又具有聚合物材料可拉伸、可变形、柔性和塑性好等特点，因此，二者的结合实现了优势互补，扩展了其在各自领域的应用范围。
当封装材料与电子产品组成的封装体系在温度骤变时，封装材料与电子产品的元件间会产生热应力，封装体系产生裂纹而开裂，导致嵌入元件的损坏。虽然添加填料可以在一定程度上减少封装材料的固化收缩、防止开裂、减小固化时的放热，但是填料在环氧树脂中的分散性较差，会使封装材料的起始粘度增大，降低工艺性，而且防止开裂的效果不好，制得的封装材料还是容易开裂。
发明内容
本发明提供一种石墨烯导电封装材料的制备方法，本发明取氧化石墨烯水溶液与硅烷偶联剂混合后超声分散后，加入水合肼进行改性得改性氧化石墨烯，将改性氧化石墨烯加入到封装材料后，使得材料在固化后的内应力变化值范围较小，机械性能和耐冲击性能优良，产品导电性能优良，且具有良好的分散性、相容性和耐热性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种石墨烯导电封装材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备改性氧化石墨烯
称取5-7重量份氧化石墨烯加入到600-900重量份的去离子水中，并加入400-600重量份无水乙醇，在300-400W功率下超声分散20-30min，分散后加入5-8重量份KH-560，继续超声分散2-3h，分散后以3000-4000r/min转速离心分离，得沉淀物后用去离子洗涤4-6次；
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:20加入去离子水中，在180-250W功率下超声分散30-40min后加入上述沉淀物质量的3-5倍的水合肼，在70-75℃温度下继续超声4-6h，超声后离心分离得沉淀物，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在120-150℃温度下干燥3-5h，即可得到改性后的氧化石墨烯；
（2）按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯 7-9份
正硅酸乙酯 2-5份
氟硅酸钠 3-6份
甲基纳迪克酸酐 1-1.5份
环氧树脂 18-20份
铝粉 0.5-1份
含氢硅油交联剂 1-3份；
（3）按上述组分按比例混合均匀，加热搅拌至混合均匀，将混合物在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为5-7h；
再将混合物加入模具中进行固化，固化温度为230℃-240℃，固化后冷却至室温，制备得到石墨烯导电封装材料。
具体实施方式
实施例一
称取5重量份氧化石墨烯加入到600重量份的去离子水中，并加入400重量份无水乙醇，在300W功率下超声分散20min，分散后加入5重量份KH-560，继续超声分散2h，分散后以3000r/min转速离心分离，得沉淀物后用去离子洗涤4次。
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:20加入去离子水中，在180W功率下超声分散30min后加入上述沉淀物质量的3倍的水合肼，在70℃温度下继续超声4h，超声后离心分离得沉淀物，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在120℃温度下干燥3h，即可得到改性后的氧化石墨烯。
按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯 7份
正硅酸乙酯 2份
氟硅酸钠 3份
甲基纳迪克酸酐 1份
环氧树脂 18份
铝粉 0.5份
含氢硅油交联剂 1份。
按上述组分按比例混合均匀，加热搅拌至混合均匀，将混合物在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为5h；再将混合物加入模具中进行固化，固化温度为230℃，固化后冷却至室温，制备得到石墨烯导电封装材料。
实施例二
称取7重量份氧化石墨烯加入到900重量份的去离子水中，并加入600重量份无水乙醇，在400W功率下超声分散30min，分散后加入8重量份KH-560，继续超声分散3h，分散后以4000r/min转速离心分离，得沉淀物后用去离子洗涤6次。
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:20加入去离子水中，在250W功率下超声分散40min后加入上述沉淀物质量的5倍的水合肼，在75℃温度下继续超声6h，超声后离心分离得沉淀物，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在150℃温度下干燥5h，即可得到改性后的氧化石墨烯。
按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯 9份
正硅酸乙酯 5份
氟硅酸钠 6份
甲基纳迪克酸酐 1.5份
环氧树脂 20份
铝粉 1份
含氢硅油交联剂 3份。
按上述组分按比例混合均匀，加热搅拌至混合均匀，将混合物在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为7h；再将混合物加入模具中进行固化，固化温度为240℃，固化后冷却至室温，制备得到石墨烯导电封装材料。
Claims (1)
1.一种石墨烯导电封装材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备改性氧化石墨烯
称取5-7重量份氧化石墨烯加入到600-900重量份的去离子水中，并加入400-600重量份无水乙醇，在300-400W功率下超声分散20-30min，分散后加入5-8重量份KH-560，继续超声分散2-3h，分散后以3000-4000r/min转速离心分离，得沉淀物后用去离子洗涤4-6次；
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:20加入去离子水中，在180-250W功率下超声分散30-40min后加入上述沉淀物质量的3-5倍的水合肼，在70-75℃温度下继续超声4-6h，超声后离心分离得沉淀物，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在120-150℃温度下干燥3-5h，即可得到改性后的氧化石墨烯；
（2）按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯 7-9份
正硅酸乙酯 2-5份
氟硅酸钠 3-6份
甲基纳迪克酸酐 1-1.5份
环氧树脂 18-20份
铝粉 0.5-1份
含氢硅油交联剂 1-3份；
（3）按上述组分按比例混合均匀，加热搅拌至混合均匀，将混合物在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为5-7h；
再将混合物加入模具中进行固化，固化温度为230℃-240℃，固化后冷却至室温，制备得到石墨烯导电封装材料。
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2017
- 2017-07-14 CN CN201710573372.7A patent/CN107189360A/zh active Pending
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