CN107603544A

CN107603544A - 一种柔性薄膜电容器用高介电体电子胶黏剂及其制备方法

Info

Publication number: CN107603544A
Application number: CN201710793463.1A
Authority: CN
Inventors: 杨文虎; 李峰; 陶玉红; 卢星华
Original assignee: Shenzhen Peak Swimming Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Peak Swimming Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开了一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂及其制备方法。该胶黏剂由包括热固性树脂、固态填料、偶联剂、分散剂、流平剂、固化剂、促进剂、溶剂等制备而得。各组份初步混合后在球磨罐中以100rpm～3000rpm的转速球磨0.5～72小时，然后再超声分散4～72小时，即得。本发明的胶黏剂介电性能、分散效果、阻燃性能优异，可用于嵌入式电容器、埋入式电容器、滤波器、或者作为功能性材料应用在其他相关领域。

Description

一种柔性薄膜电容器用高介电体电子胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种柔性薄膜电容器用高介电体电子胶黏剂及其制备方法。

背景技术

环氧胶黏剂广泛地应用于航空、航天、兵器、电力、电子等诸多领域。近年来，以智能手机为代表的智能移动终端产品发展迅猛，电子元件和器件逐渐向小型化、多能化、轻薄化方向发展，这直接导致了对高介电薄膜电容类元件需求不断增大。传统的SMT贴片电容一般都是通过表面贴装技术贴装在印制板表面，占据面积较大，而且其物理尺寸已经接近极限、很难再进一步缩小，因此开发高介电柔性薄膜电容器正好体现了这一发展趋势。

传统薄膜电容器的介质材料主要包括非极性的聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚酰亚胺等，但是由于介电常数或电容密度过低，目前常用的是由这些高分子和无机填料构成的复合材料。但是这些薄膜电容材料封装后形成的电容器尺寸仍然很大，很难满足现代电子产品对电容平面化，薄膜化的技术要求。

发明内容

基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，所述胶黏剂由包括以下重量百分比的原料制备而得：

在其中一些实施例中，所述胶黏剂由包括以下重量百分比的原料制备而得：

在其中一些实施例中，所述热固性树脂为双酚A型环氧树脂(如亨斯迈生产的GY 2600，GY 507、国内的E44，E51等)、双酚F型环氧树脂(如亨斯迈PY 313、南亚的NPEF-170、NPEF-164X等)、双酚S 型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、脂环族二环氧化物、聚丁二烯环氧树脂有机硅环氧树脂、柔韧性环氧树脂、水性环氧树脂中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述固态填料为钙钛矿或类钙钛矿结构陶瓷填料、半导体金属氧化物、碳、碳化物、氮化物中的一种或几种，所述固态填料的粒径为 10纳米～20微米。

在其中一些实施例中，所述钙钛矿或类钙钛矿结构陶瓷填料为钛酸钡 (BaTiO₃)、钛酸铜钙(CaCu₃Ti₄O₁₂)、钛酸锶(SrTiO₃)、钛酸锶钡(Ba_1-xSr_xTiO₃)、锆钛酸钡、锆钛酸锶钡((Ba_xSr_1-x)(Zr_1-yTi_y)O₃，x,y＝0.1～0.9)、钛酸铋钠(Bi_1-x Na_xTiO₃，x＝0.1～0.9)、铁酸钡(BaFeO₃)、铌酸锶(Nb₂SrO₆)、锆酸锶(SrZrO₃) 中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述半导体金属氧化物为氧化钡(BaO)、氧化锌(ZnO)、氧化镍(NiO)、二氧化锡(SnO₂)、氧化铜(CuO)、氧化亚铜(Cu₂O)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、三氧化二铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、二氧化钛(TiO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、氧化铪(HfO₂)、氧化镧(La₂O₃)、二氧化铈(CeO₂)中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述碳和碳化物为碳纳米管、碳粉、还原氧化石墨烯、氧化石墨烯、富勒烯、黑磷、碳化硅、碳化钨中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述氮化物为氮化硼、氮化铝、氮化钛、氮化硅中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂(如国产KH550、KH560、 KH570、KH551；道康宁公司的OFS-6011、OFS-6020、OFS-6030、OFS-6518、OFS-6032、OFS-6518、OFS-6040、DowZ-6269、Dow Z-6132、DowZ-6224、Dow CorningToray EP-5518、Dow Z-6883；美国迈图的A-186 Silane、A-171 Silane、A-1120 Silane、A-1100 Silane、A-1170 Silane、A-174 Silane、A-189 Silane；日本信越KBM303、KBM503、KBM603、KBM403、KBE1003、KBE903等)、钛酸酯偶联剂(如旗宇化学的钛酸酯偶联剂-101、-102、-105、-130、-133，杜邦的TytanAP100、美国肯利奇 KENRICH的R-TTS、KR-38S、KR-12、KR-9S、TTOP-38S、天辰化工的TC-70等)、铝酸酯偶联剂(如杭州杰西卡化工的HY-133、HY-1804、HY-1805、HY-1108、HY-999、 HY-988等)、磷酸酯偶联剂(如国内的DN-27、DN-37、DN-307等)、铝钛复合偶联剂中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述分散剂为非离子型乳化剂、阳离子乳化剂和阴离子型乳化剂中的一种或几种。如磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、乙基纤维素、 DA型分散剂、PK系列分散剂中的一种或几种。如英国EASTAER公司的ED-5700、 ED-502、E4-5301、ED-5100、ED-53200、ED-5375、ED-5371、ED-5244、ED-52400、ED-5840、ED-5940、中国台湾超分散剂S-100、德国BYK-AT204、BYK-110、BYK-142、 BYK-164、BYK-180、EFKA-6745等。

在其中一些实施例中，所述流平剂为丙烯酸类(如MONENG-1154， MONENG-1153、ESTRON公司的Resiflow P-67、Resiflow PL-200、Resiflow PF-67、 Resiflow CP-77、Resiflow PH-241等)、有机硅类(如WE-D9000、欧晨KLE-41、 BYK-300、BYK-303、BYK-306、BYK-307、BYK-310等)、和氟碳化合物类(如 EFKA-3600、EFKA-E3500等)中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述固化剂为多元胺类固化剂(如聚醚二胺、乙二胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、三甲基己二胺、二乙烯三胺、三甲基六亚甲基二胺、二氨甲基环己烷等)、酸酐类固化剂(如甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐、苯酮四羧酸二酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、聚壬二酸酐、二氯代顺丁烯二酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、偏苯四酸二酐等)、聚酰胺固化剂(如双氰胺、三氟化硼苯乙胺、三氟化硼单乙胺、三氟化硼卞胺、三氟化硼邻甲基苯胺、三氟化硼吡啶、三氟化硼二甲基苯胺、三氟化硼乙基苯胺等)、咪唑类固化剂(如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等)、酮亚胺固化剂(如DT134)中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述促进剂为咪唑类、取代脲类、间苯二酚、双酚A、三氟化硼络合物中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述溶剂为可挥发的脂肪烃、芳香类(包括二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、六甲基苯、乙苯等)、卤代烃(如氯苯、二氯苯、二氯甲烷等)、醇(如甲醇、乙醇、异丙醇)、酮(如丙酮、2-丁酮、甲基异丁基甲酮等)、酸(如乙酸酯类)、缩醛(如甲缩醛等)、酰胺类(如N，N-二甲基乙酰胺、 N，N-二甲基甲酰胺等)中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述阻燃剂为磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯中的一种或几种。

本发明还提供了上述柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

将原料简单混合后，装入球磨罐中，然后以100rpm～3000rpm的转速球磨1～72 小时，然后再在超过20KHz的频率下超声并搅拌分散4-72小时，即得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过合理的配比，优选出适合的热固性树脂、填料、分散剂、流平剂、偶联剂、固化剂、催化剂、阻燃剂和溶剂的种类和用量，在通过一定的制备工艺可以获得介电性能(介电常数介于4-10000)、分散效果(粘度为7mPa·s～1 Pa·s)、阻燃性能优异的胶黏剂；

2、本发明的胶黏剂可涂覆于各种金属箔(如铜箔、铝箔、金箔、银箔、镍箔、锡箔等)聚酰亚胺薄膜PI、双向拉伸聚丙烯薄膜BOPP、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜、玻璃、陶瓷、硅片等各类基体材料上，在各种基材表面形成具有厚度为500纳米(1纳米＝10^-9米)～100微米(1微米＝10^-6米)高介电常数的柔性电介质层，可用于嵌入式电容器、埋入式电容器、滤波器、或者作为功能性材料应用在其他相关领域。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。以下实施例中所使用的试剂或原料，如无特殊说明，均来源于市售。

实施例1一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

本实施例的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂由以下重量份的原料制备而得：

本实施例的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

1、首先将环氧树脂E-51、丁酮25份混合，超声搅拌，待环氧树脂E-51充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三乙酯以及Resiflow P-67充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将BaTiO₃纳米填料分散于25份的丁酮溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300转/分钟)，然后加入OFS-6020和BYK-110并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例2一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂GY 2600、E-44、丁酮-甲苯混合液25份混合，超声搅拌，待树脂充分溶解后，加入固化剂DDS，搅拌均匀后加入固化促进剂2-乙基-4甲基咪唑，继续搅拌搅拌速度为300转/分钟，60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮-甲苯混合溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300转/分钟)，然后加入OFS-6020并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中，再加入磷酸三乙酯、BYK-306后以500rpm的转速球磨16 小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例3一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂E-21、丁酮25份混合，超声搅拌，待环氧树脂E-21充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三乙酯以及Resiflow P-67充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300 转/分钟)，然后加入ED-5375与OFS-6020并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例4一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂E-21、丁酮25份混合，超声搅拌，待环氧树脂E-21充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三乙酯以及BYK-303充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300 转/分钟)，然后加入六偏磷酸钠与OFS-6020并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例5一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂E-21、丁酮25份混合，超声搅拌，待环氧树脂E-51充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯以及Resiflow P-67充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300 转/分钟)，然后加入六偏磷酸钠与KH560并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例6一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂E-21、丁酮和二甲苯混合溶剂25份混合，超声搅拌，待环氧树脂E-51充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三(1-氯-2-丙基) 酯以及道康宁@56充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300 转/分钟)，然后加入KH560与六偏磷酸钠并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例7一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂E-21、丁酮和二甲苯混合溶剂25份混合，超声搅拌，待环氧树脂E-51充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三(1-氯-2-丙基) 酯以及道康宁DC@57充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮和二甲苯混合溶液中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300转/分钟)，混合均匀后加入KH560与六偏磷酸钠并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

实施例8一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂

1、首先将环氧树脂E-21、丁酮和二甲苯混合溶剂25份混合，超声搅拌，待环氧树脂F-51充分溶解后，再加入2-甲基咪唑、双氰胺、磷酸三乙酯以及道康宁DC@57充分搅拌(搅拌速度为300转/分钟)60分钟，形成溶液A；

2、将填料分散于25份的丁酮和二甲苯混合溶剂中，超声搅拌60分钟(搅拌速度为300转/分钟)，混合均匀后加入KH560与六偏磷酸钠并持续搅拌60分钟，然后将混合物与溶液A倒入球磨罐中以500rpm的转速球磨16小时，即可得到高介电体电子胶黏剂。

对实施例1～实施例9得到的电子胶黏剂的性能进行了测定，结果如下表所示。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂由包括以下重量百分比的原料制备而得：

2.根据权利要求1所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂由包括以下重量百分比的原料制备而得：

3.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述热固性树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、脂环族二环氧化物、聚丁二烯环氧树脂有机硅环氧树脂、柔韧性环氧树脂、水性环氧树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述固态填料为钙钛矿或类钙钛矿结构陶瓷填料、半导体金属氧化物、碳、碳化物、氮化物中的一种或几种，所述固态填料的粒径为10纳米～20微米。

5.根据权利要求4所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述钙钛矿或类钙钛矿结构陶瓷填料为钛酸钡、钛酸铜钙、钛酸锶、钛酸锶钡、锆钛酸钡、锆钛酸锶钡、钛酸铋钠、铁酸钡、铌酸锶、锆酸锶中的一种或几种；所述半导体金属氧化物为氧化钡、氧化锌、氧化镍、二氧化锡、氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化锆、二氧化钛、五氧化二钽、氧化铪、氧化镧、二氧化铈中的一种或几种；所述碳和碳化物为碳纳米管、碳粉、还原氧化石墨烯、氧化石墨烯、富勒烯、黑磷、碳化硅、碳化钨中的一种或几种；所述氮化物为氮化硼、氮化铝、氮化钛、氮化硅中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或几种。

7.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述分散剂为非离子型乳化剂、阳离子乳化剂和阴离子型乳化剂中的一种或几种。

8.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸类、有机硅类、和氟碳化合物类中的一种或几种。

9.根据权利要求1或2所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂，其特征在于，所述固化剂为多元胺类固化剂、酸酐类固化剂、聚酰胺固化剂、咪唑类固化剂、酮亚胺固化剂中的一种或几种；所述促进剂为咪唑类、取代脲类、间苯二酚、双酚A、三氟化硼络合物中的一种或几种；所述溶剂为可挥发的脂肪烃、芳香类、卤代烃、醇、酮、酸、缩醛、酰胺类中的一种或几种；所述阻燃剂为磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯中的一种或几种。

10.权利要求1～9任一项所述的柔性薄膜电容器用高介电体胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将原料简单混合后，装入球磨罐中，然后以100rpm～3000rpm的转速球磨0.5～72小时，然后在超过20KHz的频率下超声并搅拌分散4～72小时，即得。