CN111100574A - 一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，属于复合膜生产技术领域，一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，包括基材层，基材层上侧复合有阻燃层，阻燃层上侧设有阻隔层，基材层的下侧设有粘接剂层，基材层为复合有石墨烯弹性层的绝缘基材，石墨烯弹性层采用石墨烯弹性复合材料制成，粘接剂层为粘接剂均匀涂布在基材层上得到，本发明的高粘度复合膜，包括基材层、阻燃层、阻隔层和粘接剂层，不仅能够有效提高复合膜的阻燃、阻隔效果，且具备高粘度的特性，满足电子封装的使用需求，且复合膜还具有高导电、高附着、高粘度等特性，可应用于电磁屏蔽、远红外电采暖产品、柔性导电电极等领域，应用范围广。

Description

一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法
技术领域
本发明涉及复合膜生产技术领域，更具体地说，涉及一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法。
背景技术
柔性电子是一种技术的通称，是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。但是相应的技术要求同样制约了柔性电子的发展。首先，柔性电子在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性，对电路的制作材料提出了新的挑战和要求；其次，柔性电子的制备条件以及组成电路的各种电子器件的性能相对于传统的电子器件来说仍然不足，也是其发展的一大难题。
柔性电子封装是柔性电子技术实施过程中非常重要的一环，即利用复合膜对柔性电子进行封装，现有的复合膜大多用于包装行业，但大多数复合膜的阻燃效果和粘度低，不能满足柔性电子封装的使用需求。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，本发明的高粘度复合膜，包括基材层、阻燃层、阻隔层和粘接剂层，不仅能够有效提高复合膜的阻燃、阻隔效果，且具备高粘度的特性，满足电子封装的使用需求，且复合膜还具有高导电、高附着、高粘度等特性，可应用于电磁屏蔽、远红外电采暖产品、柔性导电电极等领域，应用范围广。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜，包括基材层，所述基材层上侧复合有阻燃层，所述阻燃层上侧设有阻隔层，所述基材层的下侧设有粘接剂层，所述基材层为复合有石墨烯弹性层的绝缘基材，所述石墨烯弹性层采用石墨烯弹性复合材料制成，所述粘接剂层为粘接剂均匀涂布在基材层上得到。
进一步的，所述石墨烯弹性复合材料包括以下按重量份计的组份：5-10份石墨烯微片，20-35份阻燃剂，10-30份热塑性弹性体，30-60份溶剂，1-1.5份助剂。
进一步的，所述石墨烯弹性复合材料中，所述阻燃剂为四溴邻苯二甲酸镁铝、四氯邻苯二甲酸镁铝、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三乙基酯、磷酸三苯基酯、红磷中的一种或两种以上的组合物；所述热塑性弹性体为SBS、SEBS、TPU、TPB、TCPE、TPO、TPF、TPEE、TPAE、TPS和TPE-IPN中的至少一种；所述溶剂未四氢呋喃、环己酮、N ,N-二甲基甲酰胺、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸二甲酯、二甲基亚砜、二氧六环中的至少一种；所述助剂包括分散剂和增稠剂，分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚羧酸钠盐中一种，增稠剂为乙基纤维素、聚丙烯腈粉末中的一种。
进一步的，所述石墨烯弹性复合材料的制备方法为：将热塑性弹性体、溶剂、阻燃剂按设计用量进行混合后，在高速剪切均质机下进行溶解分散，得到阻燃弹性树脂浆液；将石墨烯微片与助剂按设计用量进行混合搅拌后，在超声机中进行超声分散，得到石墨烯微片分散液；将阻燃弹性树脂浆液和石墨烯微片分散液进行混合搅拌形成浆料，将浆料在研磨机内研磨，使浆料的粒径≤30μm，得到石墨烯弹性复合材料。
进一步的，所述阻燃层为包括以下按重量份计的组份：聚乙烯50-150份、阻燃剂5-20份，其中，阻燃剂为十溴二苯醚、氮磷复合阻燃剂、包覆红磷阻燃剂中的一种。
进一步的，所述阻隔层由以下组分制备而成：尼龙40-60份、聚对苯二甲酸乙二醇酯40-60份、阻燃剂5-20份、成核剂0.1-1份、耐磨剂0.5-2份，其中，阻燃剂为十溴二苯醚、氮磷复合阻燃剂、包覆红磷阻燃剂中的一种，成核剂为滑石粉或碳酸钙，耐磨剂为二氧化硅。
进一步的，所述粘接剂层所用粘接剂包括以下按重量份计的组份：聚氨酯树脂40-50份、改性松香树脂20-30份、多异氰酸酯10-15份、溶剂60-80份，其中，改性松香树脂为氯化松香树脂与氢化松香树脂按重量比1：1配比组成的混合物，溶剂为醋酸丁酯和乙二酸二甲酯按重量比1：2配比组成的混合物。
进一步的，所述粘接剂的制备方法为：将溶剂醋酸丁酯和乙二酸二甲酯以重量比1：2混合均匀，加热至50-70℃，向溶剂中加入聚氨酯树脂、多异氰酸酯，混合均匀，搅拌0.5-1h，继续向其中加入氯化松香树脂和氢化松香树脂，确保二者重量比为1：1，继续搅拌1h，得到粘接剂。
一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜的加工方法，包括以下步骤：
S1、在绝缘基材上复合石墨烯弹性复合材料，得到基材层，复合方法为利用流延机将石墨烯弹性复合材料在绝缘基材表面上成型；
S2、利用干式复合工艺分别在基材层上进行复合形成阻燃层和阻隔层；
S3、在阻隔层的下表面均匀均匀涂布粘接剂，表面干燥固化，得到高粘度复合膜。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明的高粘度复合膜，包括基材层、阻燃层、阻隔层和粘接剂层，不仅能够有效提高复合膜的阻燃、阻隔效果，且具备高粘度的特性，满足电子封装的使用需求。
（2）本发明的基材层为复合有石墨烯弹性层的绝缘基材，石墨烯弹性层采用石墨烯阻燃弹性复合材料制成，石墨烯阻燃弹性复合材料热塑性弹性体、阻燃剂和溶剂作为成膜材料，以石墨烯微片作为导电填料，得到的复合材料具有阻燃、高导电、可弯折及高附着等特性，从而使得制得的复合膜也具备阻燃、高导电、可弯折及高附着等特性，可应用于电磁屏蔽、远红外电采暖产品、柔性导电电极等领域，应用范围广。
（3）本发明的阻燃层和阻隔层中均添加了阻燃剂，有效的起到了防火阻燃的目的，进一步提高复合膜的阻燃性能，并且在最外层的阻隔层中加入了耐磨剂，不仅提高了复合膜的阻隔性能，还能够有效提高复合膜的耐磨性能，实现防止划伤的功能。
（4）本发明的粘接剂层通过选择氯化松香树脂和氢化松香树脂并严格以1：1重量比混合，来与聚氨酯树脂混合制备胶粘剂，在保证良好胶粘效果的同时，实现了压合工艺和剥离强度的大大提升。
附图说明
图1为本发明的层状结构示意图；
图2为本发明的制备方法的流程示意图。
图中标号说明：
1基材层、2阻燃层、3阻隔层、4粘接剂层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜，包括基材层1，基材层1上侧复合有阻燃层2，阻燃层上侧设有阻隔层3，基材层1的下侧设有粘接剂层4，基材层1为复合有石墨烯弹性层的绝缘基材，石墨烯弹性层采用石墨烯弹性复合材料制成，粘接剂层4为粘接剂均匀涂布在基材层1上得到。
石墨烯弹性复合材料包括以下按重量份计的组份：5-10份石墨烯微片，20-35份阻燃剂，10-30份热塑性弹性体，30-60份溶剂，1-1.5份助剂。
石墨烯弹性复合材料中，阻燃剂为四溴邻苯二甲酸镁铝、四氯邻苯二甲酸镁铝、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三乙基酯、磷酸三苯基酯、红磷中的一种或两种以上的组合物；热塑性弹性体为SBS、SEBS、TPU、TPB、TCPE、TPO、TPF、TPEE、TPAE、TPS和TPE-IPN中的至少一种；溶剂未四氢呋喃、环己酮、N ,N-二甲基甲酰胺、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸二甲酯、二甲基亚砜、二氧六环中的至少一种；助剂包括分散剂和增稠剂，分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚羧酸钠盐中一种，增稠剂为乙基纤维素、聚丙烯腈粉末中的一种。
石墨烯弹性复合材料的制备方法为：将热塑性弹性体、溶剂、阻燃剂按设计用量进行混合后，在高速剪切均质机下进行溶解分散，得到阻燃弹性树脂浆液；将石墨烯微片与助剂按设计用量进行混合搅拌后，在超声机中进行超声分散，得到石墨烯微片分散液；将阻燃弹性树脂浆液和石墨烯微片分散液进行混合搅拌形成浆料，将浆料在研磨机内研磨，使浆料的粒径≤30μm，得到石墨烯弹性复合材料。
阻燃层2为包括以下按重量份计的组份：聚乙烯50-150份、阻燃剂5-20份，其中，阻燃剂为十溴二苯醚、氮磷复合阻燃剂、包覆红磷阻燃剂中的一种。
阻隔层3由以下组分制备而成：尼龙40-60份、聚对苯二甲酸乙二醇酯40-60份、阻燃剂5-20份、成核剂0.1-1份、耐磨剂0.5-2份，其中，阻燃剂为十溴二苯醚、氮磷复合阻燃剂、包覆红磷阻燃剂中的一种，成核剂为滑石粉或碳酸钙，耐磨剂为二氧化硅。
粘接剂层4所用粘接剂包括以下按重量份计的组份：聚氨酯树脂40- 50份、改性松香树脂20-30份、多异氰酸酯10-15份、溶剂60-80份，其中，改性松香树脂为氯化松香树脂与氢化松香树脂按重量比1：1配比组成的混合物，溶剂为醋酸丁酯和乙二酸二甲酯按重量比1：2配比组成的混合物。
粘接剂的制备方法为：将溶剂醋酸丁酯和乙二酸二甲酯以重量比1：2混合均匀，加热至50-70℃，向溶剂中加入聚氨酯树脂、多异氰酸酯，混合均匀，搅拌0.5-1h，继续向其中加入氯化松香树脂和氢化松香树脂，确保二者重量比为1：1，继续搅拌1h，得到粘接剂。
请参阅图2，一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜的加工方法，包括以下步骤：
S1、在绝缘基材上复合石墨烯弹性复合材料，得到基材层1，复合方法为利用流延机将石墨烯弹性复合材料在绝缘基材表面上成型；
S2、利用干式复合工艺分别在基材层1上进行复合形成阻燃层2和阻隔层3；
S3、在阻隔层3的下表面均匀均匀涂布粘接剂，表面干燥固化，得到高粘度复合膜。
本发明的高粘度复合膜，包括基材层1、阻燃层2、阻隔层3和粘接剂层4，不仅能够有效提高复合膜的阻燃、阻隔效果，且具备高粘度的特性，满足电子封装的使用需求。
本发明的基材层1为复合有石墨烯弹性层的绝缘基材，石墨烯弹性层采用石墨烯阻燃弹性复合材料制成，石墨烯阻燃弹性复合材料热塑性弹性体、阻燃剂和溶剂作为成膜材料，以石墨烯微片作为导电填料，得到的复合材料具有阻燃、高导电、可弯折及高附着等特性，从而使得制得的复合膜也具备阻燃、高导电、可弯折及高附着等特性，可应用于电磁屏蔽、远红外电采暖产品、柔性导电电极等领域，应用范围广。
本发明的阻燃层2和阻隔层3中均添加了阻燃剂，有效的起到了防火阻燃的目的，进一步提高复合膜的阻燃性能，并且在最外层的阻隔层中加入了耐磨剂，不仅提高了复合膜的阻隔性能，还能够有效提高复合膜的耐磨性能，实现防止划伤的功能。
本发明的粘接剂层4通过选择氯化松香树脂和氢化松香树脂并严格以1：1重量比混合，来与聚氨酯树脂混合制备胶粘剂，在保证良好胶粘效果的同时，实现了压合工艺和剥离强度的大大提升。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜，包括基材层（1），其特征在于：所述基材层（1）上侧复合有阻燃层（2），所述阻燃层上侧设有阻隔层（3），所述基材层（1）的下侧设有粘接剂层（4），所述基材层（1）为复合有石墨烯弹性层的绝缘基材，所述石墨烯弹性层采用石墨烯弹性复合材料制成，所述粘接剂层（4）为粘接剂均匀涂布在基材层（1）上得到。
2.根据权利要求1所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述石墨烯弹性复合材料包括以下按重量份计的组份：5-10份石墨烯微片，20-35份阻燃剂，10-30份热塑性弹性体，30-60份溶剂，1-1.5份助剂。
3.根据权利要求2所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述石墨烯弹性复合材料中，所述阻燃剂为四溴邻苯二甲酸镁铝、四氯邻苯二甲酸镁铝、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三乙基酯、磷酸三苯基酯、红磷中的一种或两种以上的组合物；所述热塑性弹性体为SBS、SEBS、TPU、TPB、TCPE、TPO、TPF、TPEE、TPAE、TPS和TPE-IPN中的至少一种；所述溶剂未四氢呋喃、环己酮、N ,N-二甲基甲酰胺、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸二甲酯、二甲基亚砜、二氧六环中的至少一种；所述助剂包括分散剂和增稠剂，分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚羧酸钠盐中一种，增稠剂为乙基纤维素、聚丙烯腈粉末中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述石墨烯弹性复合材料的制备方法为：将热塑性弹性体、溶剂、阻燃剂按设计用量进行混合后，在高速剪切均质机下进行溶解分散，得到阻燃弹性树脂浆液；将石墨烯微片与助剂按设计用量进行混合搅拌后，在超声机中进行超声分散，得到石墨烯微片分散液；将阻燃弹性树脂浆液和石墨烯微片分散液进行混合搅拌形成浆料，将浆料在研磨机内研磨，使浆料的粒径≤30μm，得到石墨烯弹性复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述阻燃层（2）为包括以下按重量份计的组份：聚乙烯50-150份、阻燃剂5-20份，其中，阻燃剂为十溴二苯醚、氮磷复合阻燃剂、包覆红磷阻燃剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述阻隔层（3）由以下组分制备而成：尼龙40-60份、聚对苯二甲酸乙二醇酯40-60份、阻燃剂5-20份、成核剂0.1-1份、耐磨剂0.5-2份，其中，阻燃剂为十溴二苯醚、氮磷复合阻燃剂、包覆红磷阻燃剂中的一种，成核剂为滑石粉或碳酸钙，耐磨剂为二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述粘接剂层（4）所用粘接剂包括以下按重量份计的组份：聚氨酯树脂40- 50份、改性松香树脂20-30份、多异氰酸酯10-15份、溶剂60-80份，其中，改性松香树脂为氯化松香树脂与氢化松香树脂按重量比1：1配比组成的混合物，溶剂为醋酸丁酯和乙二酸二甲酯按重量比1：2配比组成的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法，其特征在于：所述粘接剂的制备方法为：将溶剂醋酸丁酯和乙二酸二甲酯以重量比1：2混合均匀，加热至50-70℃，向溶剂中加入聚氨酯树脂、多异氰酸酯，混合均匀，搅拌0.5-1h，继续向其中加入氯化松香树脂和氢化松香树脂，确保二者重量比为1：1，继续搅拌1h，得到粘接剂。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的柔性电子封装应用类高粘度复合膜的加工方法，包括以下步骤：
S1、在绝缘基材上复合石墨烯弹性复合材料，得到基材层（1），复合方法为利用流延机将石墨烯弹性复合材料在绝缘基材表面上成型；
S2、利用干式复合工艺分别在基材层（1）上进行复合形成阻燃层（2）和阻隔层（3）；
S3、在阻隔层（3）的下表面均匀均匀涂布粘接剂，表面干燥固化，得到高粘度复合膜。
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