CN116042131B - 一种纳米导电粘接剂的制备方法 - Google Patents
一种纳米导电粘接剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116042131B CN116042131B CN202310047924.6A CN202310047924A CN116042131B CN 116042131 B CN116042131 B CN 116042131B CN 202310047924 A CN202310047924 A CN 202310047924A CN 116042131 B CN116042131 B CN 116042131B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- epoxy resin
- nano
- curing agent
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 title claims abstract description 78
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 58
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011370 conductive nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 26
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 239000012874 anionic emulsifier Substances 0.000 claims description 10
- -1 glycidyl ester Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000012875 nonionic emulsifier Substances 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 claims description 6
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 claims description 5
- IYFATESGLOUGBX-YVNJGZBMSA-N Sorbitan monopalmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O IYFATESGLOUGBX-YVNJGZBMSA-N 0.000 claims description 5
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 claims description 5
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 5
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 5
- YSUQLAYJZDEMOT-UHFFFAOYSA-N 2-(butoxymethyl)oxirane Chemical compound CCCCOCC1CO1 YSUQLAYJZDEMOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017917 NH4 Cl Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LWZFANDGMFTDAV-BURFUSLBSA-N [(2r)-2-[(2r,3r,4s)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]-2-hydroxyethyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O LWZFANDGMFTDAV-BURFUSLBSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 235000011067 sorbitan monolaureate Nutrition 0.000 claims description 4
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ITZGNPZZAICLKA-UHFFFAOYSA-N bis(oxiran-2-ylmethyl) 7-oxabicyclo[4.1.0]heptane-3,4-dicarboxylate Chemical compound C1C2OC2CC(C(=O)OCC2OC2)C1C(=O)OCC1CO1 ITZGNPZZAICLKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 claims description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 20
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 15
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 10
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000587 hyperbranched polymer Polymers 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 description 5
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 2
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 2
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 2
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019219 chocolate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000011549 displacement method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229920006150 hyperbranched polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
- C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/50—Amines
- C08G59/56—Amines together with other curing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/50—Amines
- C08G59/56—Amines together with other curing agents
- C08G59/60—Amines together with other curing agents with amides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/12—Powdering or granulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
- C08J2363/02—Polyglycidyl ethers of bis-phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0806—Silver
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0831—Gold
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/085—Copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0856—Iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
- C08K2003/2275—Ferroso-ferric oxide (Fe3O4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3009—Sulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/01—Magnetic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
一种纳米导电粘接剂的制备方法,属于环氧树脂制备技术领域。所述方法为:将导电纳米颗粒、环氧树脂、稀释剂、固化剂1和亲油性乳化剂用高速分散机均匀混合分散,得分散液1;将电解质溶液恒速滴入分散液1,恒温高速搅拌得油包水乳液;恒温下,将去离子水、亲水性乳化剂和固化剂2用高速分散机均匀混合分散,得分散液2;将油包水乳液加入分散液2中,高速乳化得水包油包水乳液体系;对水包油包水乳液体系进行升温,持续搅拌,进行固化,离心、洗涤、干燥,高温处理即可。本发明实现了导电纳米粘接剂的合成,其粒径最小可达到50nm,因表面反应活性的保留以及潜伏性固化剂的存在,在特定温度下可通过后固化反应实现自粘接。
Description
技术领域
本发明属于粘结剂制备技术领域,具体涉及一种纳米导电粘接剂的制备方法。
背景技术
近年来,随着科学技术的进步,粘接技术作为一种连接不同物质的方法,被越来越广泛的使用。粘接技术,不同于其他连接方法。相比于焊接、铆接、夹接等其他连接方法,具有以下优点:(1)对粘接材料的破坏小,不损伤粘接材料;(2)质量轻,仅靠少量的粘接剂就将原本需要用钢钉、巧丝等固定的不同部件,连接到了一起;(3)成本低,粘接技术的费用相对于其他连接技术而言,具有成本低的优点;(4)操作简单,只要将粘接剂涂覆在被粘接物表面,将被粘物对接,经过一定处理后,就可以粘接到一起;(5)连接牢固,粘接技术一般力学性能优异,可很好的将被粘物连接到一起,并且经久耐用。
环氧树脂作为三大常用树脂之一,有许多其他树脂不具备的优异性能。作为粘接剂,其粘接强度大、固化收缩小、抗蠕变性强、尺寸稳定性能优异、耐化学腐蚀、耐老化、电学性能优良、制备工艺简单。环氧树脂的应用领域非常广泛,在国民生产、航空航天领域起到不可替代的作用。然而,传统环氧树脂粘接剂通常以液态形式存在,再通过液态固化剂的固化作用进行粘接,而很少有研究能实现固体粘接剂的合成。相较于液体粘接剂,固体粘接剂有许多突出优势并可应用于众多特殊场景,无需进一步添加固化剂即可用于锂电池电极粘接以及各种空心网状结构的固定。导电纳米粘接剂的合成需要在固体纳米粘接剂基础上引入导电颗粒,方法主要有两种,分别为导电颗粒直接混入内部和表面吸附并还原金属离子。
磁性纳米粒子具有比表面积大、成本低、环保、吸附效率高等优点,因此被广泛应用于生物医药、催化、磁性记录材料等领域,并且以其优越的磁分离特性和高的吸附效率,在水环境中重金属离子分离和富集方面也展现出良好性能。然而一般未改性的磁性纳米粒子在空气中易被氧化、在溶液中易团聚,分散性差,将降低其吸附性能。因此在磁性纳米粒子表面修饰具有特定活性功能基团的物质将是一个理想的选择,常见的活性功能基团主要包括氨基、含氧基团(羧基、羟基)以及含硫基团(巯基、磺酸基)等。这些基团的存在一方面可以提高纳米粒子的稳定性,防止团聚;另一方面功能基团可以通过络合效应、静电吸引或者离子交换的作用形式来对特定重金属离子选择性吸附,并且提高吸附效率。
支化高分子聚合物如聚乙烯亚胺,是一种典型的富胺型支链水溶性聚合物,具有良好的反应活性以及生物相容性。丰富的氨基基团对重金属离子具有很强的络合作用,可与重金属离子形成稳定的配位键,在特定条件下,还与重金属离子有静电吸引作用,因此支化高分子聚合物可有效吸附重金属离子。但由于其大多是水溶性的而无法直接作为吸附剂使用。因此,在成功合成固体纳米粘接剂的基础上,在其内部引入磁性纳米粒子,又在其表面接枝支化高分子聚合物,能同时解决上述技术难题,从而实现金属离子吸附的最高效率,进而通过还原获得导电性能优异的纳米粘接剂。
发明内容
本发明的第一目的是为了弥补现有技术的空白,提供一种纳米导电粘接剂的制备方法,该方法通过使用双重乳液法、导电粒子填充以及固化剂的成功潜伏获得纳米尺度的固体导电粘接剂。
本发明的第二目的是通过解决普通纳米粒子吸附重金属离子效率低的问题,从而优化纳米导电粘接剂制备方法及综合性能等问题,提供另一种纳米导电粘接剂的制备方法,该方法通过使用双重乳液法、磁性纳米粒子填充、超支化聚合物接枝、金属离子吸附及还原来获得纳米尺度的固体导电粘接剂。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种纳米导电粘接剂的制备方法,其特征在于:所述方法步骤为:
步骤一、将导电纳米颗粒、环氧树脂、稀释剂、固化剂1和亲油性乳化剂用高速分散机均匀混合分散,得分散液1;
步骤二、将电解质溶液恒速滴入分散液1,恒温高速搅拌,获得油包水乳液;
步骤三、恒温下,将去离子水、亲水性乳化剂和固化剂2用高速分散机均匀混合分散,得分散液2;
步骤四、将油包水乳液加入分散液2中,高速乳化,获得水包油包水乳液体系;
步骤五、对水包油包水乳液体系进行升温,持续搅拌,调整固化温度与时间,以控制环氧树脂球形成纳米颗粒并控制固化程度,并实现更多反应性基团的保留;
步骤六、将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥,得到纳米导电粘接剂;
步骤七、高温处理即可,该纳米导电粘接剂可实现多种场景下的粘接实验。
进一步地,步骤一中,所述导电纳米颗粒为银纳米粒子、金纳米粒子、铜纳米粒子、石墨烯、碳纳米管、导电石墨、导电炭黑、碳纤维中的至少一种;所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂,缩水甘油酯类环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一种;所述双酚A型环氧树脂为E55,E51和E44中的至少一种;所述缩水甘油酯类环氧树脂为711#,TDE-85#和731#中的至少一种;所述脂环族环氧树脂为W-95#,6221#和6206#中的至少一种;所述稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚,苯基缩水甘油醚,聚丙二醇二缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚中的至少一种;所述固化剂1为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、间苯二胺,3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷和4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种或混合物;所述亲油性乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的至少一种;所述环氧树脂与导电纳米颗粒的质量比为100:1-5;所述环氧树脂与稀释剂的质量比为3-6:1;所述环氧树脂与固化剂1的质量比为10:2-3;所述环氧树脂与亲油性乳化剂的质量比为5:2-5;步骤二中,所述环氧树脂与电解质溶液的质量比为5:2-5。
进一步地,步骤二中,所述电解质溶液为0.1mol/L的氯化钠溶液,0.1mol/L的氯化钾溶液,pH=10的NH3·H2O-NH4Cl缓冲液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液中的至少一种;恒定反应温度为40-60℃,时间为10-15min,搅拌速度2500-3000rpm。
进一步地,步骤三中,所述亲水性乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂中的一种或者混合物;所述非离子型乳化剂为聚氧乙烯醚、OP-10和聚乙烯醇中的至少一种;所述阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磷酸盐中的至少一种;所述固化剂2为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或混合物;步骤三中,所述去离子水与亲水性乳化剂的质量比为15-20:1;所述非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂的质量比为20:0-3(若复配使用情况下);所述去离子水与固化剂2的质量比为30-40:1;步骤四中,去离子水与油包水乳液的质量比为15-20:1。
进一步地,步骤三中,所述恒温温度为40-50℃;步骤五中,升温至60-80℃,升温过程加保温反应共25-30分钟;搅拌速度1000-1500rpm;步骤七中,所述高温为固化剂1的固化温度。
一种纳米导电粘接剂的制备方法,所述方法为:
步骤一、将环氧树脂、磁性纳米粒子、稀释剂、固化剂1和亲油性乳化剂用高速分散机均匀混合分散,得分散液1;
步骤二、将电解质溶液恒速滴入分散液1,恒温高速搅拌,获得油包水乳液;
步骤三、恒温下,将去离子水、亲水性乳化剂和超支化高分子固化剂2用高速分散机均匀混合分散,得分散液2;
步骤四、将油包水乳液加入分散液2中,高速乳化,获得水包油包水乳液体系;
步骤五、对水包油包水乳液体系进行升温,持续搅拌,调整固化温度与时间,以获得环氧树脂纳米颗粒并控制固化程度;
步骤六、对固化后的水包油包水乳液体系使用强力磁铁进行快速分离并进行清洗,得到纳米粘接剂;
步骤七、将纳米粘接剂研磨并分散于导电金属离子溶液中,并将该混合体系置于摇床中充分震荡,以在纳米粘接剂表面吸附一层金属离子;
步骤八、将纳米粘接剂表面的金属离子还原成纳米导电颗粒并附着在纳米粘接剂表面,从而实现纳米导电粘接剂的制备。
进一步地,步骤一中,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一种;所述双酚A型环氧树脂为E55、E51和E44中的至少一种;所述缩水甘油酯类环氧树脂为711#,TDE-85#和731#中的至少一种;所述脂环族环氧树脂为W-95#,6221#和6206#中的至少一种;所述磁性纳米粒子为Fe3S4和Fe3O4中的至少一种;所述稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚,苯基缩水甘油醚,聚丙二醇二缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚中的至少一种;所述固化剂1为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或混合物;所述亲油性乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的至少一种;所述环氧树脂与磁性纳米粒子的质量比为20:1-2;所述环氧树脂与稀释剂的质量比为3-6:1;所述环氧树脂与固化剂1的质量比为10:1-2;所述环氧树脂与亲油性乳化剂的质量比为5:2-5;步骤二中,环氧树脂与电解质溶液的质量比为5:2-5。
进一步地,步骤二中,所述电解质溶液为0.1mol/L的氯化钠溶液,0.1mol/L的氯化钾溶液,pH=10的NH3·H2O-NH4Cl缓冲液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液中的至少一种;恒定反应温度为40-60℃,反应10-15分钟,搅拌速度2500-3000rpm。
进一步地,步骤三中,所述亲水性乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂中的一种或者混合物;所述非离子型乳化剂为聚氧乙烯醚、OP-10和聚乙烯醇中的至少一种;所述阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磷酸盐中的至少一种;所述超支化高分子固化剂2为超支化聚酰胺胺,端氨基超支化聚酰亚胺,超支化聚乙烯亚胺和端羧基超支化聚酯中的一种或混合物;步骤三中,所述去离子水与亲水性乳化剂的质量比为15-20:1;所述非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂的质量比为20:0-3(若复配使用情况下);所述去离子水与超支化高分子固化剂2的质量比为30-40:1;步骤四中,去离子水与油包水乳液的质量比为15-20:1。
进一步地,步骤三中,初始温度40-50℃;步骤五中,升温至60-80℃,升温过程加保温反应共25-30分钟;搅拌速度1000-1500rpm;步骤七中,所述导电金属离子为铜离子,铁离子,铝离子和银离子中的至少一种;纳米粘接剂用量为0.04~0.08g,导电金属离子溶液浓度为20~100mg/L,体积为20~50mL;摇床震荡速度为100-200rpm,温度为25-55℃,时间5-250分钟;步骤八中,所述还原方法为电化学沉积法,置换法,液相化学还原法和辐照法中的至少一种;所述液相化学还原法使用水合肼、甲醛、抗坏血酸、多元醇、次亚磷酸钠和NaBH4中的至少一种;所述辐照法为γ射线法、等离子体法和紫外辐照法中的至少一种。
本发明相对于现有技术的有益效果为:
(1)本发明创新性地实现了导电纳米粘接剂的合成,其粒径最小可达到50nm,因表面反应活性的保留以及潜伏性固化剂的存在,在特定温度下可通过后固化反应实现自粘接。不同于大多数粘接剂,本发明中的纳米粘接剂不仅粘接强度高,具备一定导电性,且在粘接后可以保留大量孔洞,以供进行物质交换。
(2)本发明同时采用两种不同的固化剂,利用不同种类固化剂化学性质及固化工艺的差异性,使固化剂2作用于环氧粒子固化成型,从而实现固化剂1的成功潜伏。
(3)本发明选用电解质溶液作为油包水乳液的内水相,一是可以增加乳液内部渗透压,防止乳液之间发生融合,使粒径增大;二是部分电解质对环氧树脂环氧基的开环反应具有催化作用,可加速环氧树脂球形颗粒的成型。
(4)本发明步骤三中亲水性乳化剂选用非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的配合使用,适当的配比之下,实现了对油包水乳液更好的乳化效果。
(5)本发明步骤四、五中环氧树脂球形粒子的固化过程中,采用逐步梯度升温,而并非直接施加固化剂最佳固化温度,这避免了温度的突升对水包油包水乳液的破坏。乳化剂乳化作用一般对温度变化较为敏感,当温度超过临界点,乳化作用遭到破坏,乳液液滴发生破溃或并聚,从而导致最终的粒径偏大且分布不均匀。
(6)本发明实现了纳米导电粘接剂的合成,纳米尺度的球形意味着其表面积巨大、导电颗粒的引入会赋予其优异导电性能,并且该粘接剂延续了环氧树脂本身的强粘附性。
(7)通过在环氧树脂纳米颗粒内部添加磁性纳米粒子,可增强对导电金属离子的吸附效率,并且极大地提高环氧纳米颗粒制备后的分离速度。另外,又在表面引入超支化高分子固化剂,能在实现环氧纳米颗粒固化成型的基础上在其表面引入超支化结构,该结构能通过静电吸附和离子络合等作用吸附金属离子。最后采用适当途径将金属离子还原成纳米级金属颗粒并附着在纳米粘接剂表面,从而获得导电性。因表面反应活性的部分保留,在较高温度下可通过后固化反应实现粘接。
(8)本发明步骤一中固化剂1的加入能使油包水乳液合成中环氧树脂发生预固化,从而增加乳液黏度和稳定性,避免二次乳化中破乳现象的发生。
附图说明
图1为导电纳米粘接剂SEM图像。
图2为导电纳米粘接剂粘接前后的红外光谱对比图。
图3为固体导电纳米粘接剂的粘接效果示意图。
图4为磁性导电纳米粘接剂的SEM图像。
图5为步骤五所得磁性纳米颗粒对铜离子的吸附曲线图。
图6为实施例7中超支化聚乙烯亚胺以及环氧颗粒接枝聚乙烯亚胺的红外光谱图。
图7为磁性导电纳米粘接剂的粘接效果示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明,但并不局限于此,凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1:
步骤一、将0.1g纳米Ag颗粒、10g双酚A环氧树脂E44、3.3g乙二醇二缩水甘油醚、2g顺丁烯二酸酐和4g司盘80用高速分散机以2500rpm转速均匀混合分散,得分散液1;
步骤二、将4g氯化钠溶液恒速滴入分散液1,40℃下以2500rpm转速高速搅拌,获得油包水乳液;
步骤三、40℃下,将200g去离子水、13.3g聚氧乙烯醚和6.6g二乙烯三胺用高速分散机以1000rpm均匀混合分散,得分散液2;
步骤四、将13.3g油包水乳液加入分散液2中,1000rpm下高速乳化,获得水包油包水乳液体系;
步骤五、将水包油包水乳液体系升温至60℃,并持续搅拌,升温与保温反应时间共计25分钟,以控制环氧树脂球形成纳米尺度颗粒,并实现更多反应性基团的保留;
步骤六、将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥,得到纳米导电粘接剂;
步骤七、160℃下高温处理3小时后,该纳米导电粘接剂即可实现粘接。
实施例2:
步骤一、将0.5g纳米Au颗粒、10g双酚A环氧树脂E51、1.7g聚二醇二缩水甘油醚、3g4,4’-二氨基二苯甲烷和10g司盘60用高速分散机以3000rpm转速均匀混合分散,得分散液1;
步骤二、将10g氢氧化钠溶液恒速滴入分散液1,60℃下以3000rpm转速高速搅拌,获得油包水乳液;
步骤三、50℃下,将200g去离子水、10g OP-10和5g三乙烯四胺用高速分散机以1500rpm均匀混合分散,得分散液2;
步骤四、将10g油包水乳液加入分散液2中,1500rpm下高速乳化,获得水包油包水乳液体系;
步骤五、将水包油包水乳液体系升温至80℃,并持续搅拌,升温与保温反应时间共计30分钟,以控制环氧树脂球形成纳米尺度颗粒,并实现更多反应性基团的保留;
步骤六、将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥,得到纳米导电粘接剂;
步骤七、80℃下2小时加160℃2小时高温处理后,该纳米导电粘接剂即可实现粘接。
实施例3:
步骤一、将0.08g石墨烯、0.08g碳纤维、10g环氧树脂711#、1.25g丁基缩水甘油醚、1.25g聚二醇二缩水甘油醚、2.5g间苯二胺和6g司盘40用高速分散机以2700rpm转速均匀混合分散,得分散液1;
步骤二、将4g NH3·H2O-NH4Cl缓冲液、4g氯化钾溶液恒速滴入分散液1,50℃下以2700rpm转速高速搅拌,获得油包水乳液;
步骤三、45℃下,将200g去离子水、6g聚乙烯醇、6g OP-10和3g三乙烯四胺、3g四乙烯五胺用高速分散机以1300rpm均匀混合分散,得分散液2;
步骤四、将12g油包水乳液加入分散液2中,1300rpm下高速乳化,获得水包油包水乳液体系;
步骤五、将水包油包水乳液体系升温至70℃,并持续搅拌,升温与保温反应时间共计27分钟,以控制环氧树脂球形成纳米尺度颗粒,并实现更多反应性基团的保留;
步骤六、将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥,得到纳米导电粘接剂;
步骤七、80℃下2小时加150℃2小时高温处理后,该纳米导电粘接剂即可实现粘接。
实施例4:
步骤一、将0.07g炭黑、0.07g碳纳米管、10g环氧树脂W-95#、1.25g苯基缩水甘油醚、1.25g乙二醇二缩水甘油醚、2.5g邻苯二甲酸酐和6g司盘80用高速分散机以2800rpm转速均匀混合分散,得分散液1;
步骤二、将3g氯化钠、3g氢氧化钠溶液恒速滴入分散液1,50℃下以2800rpm转速高速搅拌,获得油包水乳液;
步骤三同实施例3
步骤四同实施例3
步骤五同实施例3
步骤六同实施例3
步骤七、100℃下2小时加150℃5小时高温处理后,该纳米导电粘接剂即可实现粘接。
图1为导电纳米粘接剂SEM图像。如图所示,本发明中的纳米粘接剂粒径为50nm左右,呈现出规则球形,且单分散性良好。
图2为导电纳米粘接剂粘接前后的红外光谱对比图。如图所示,粘接前,纳米粘接剂在927cm-1处存在未完全固化的环氧基特征峰,而经过粘接后,粘接剂位于927cm-1处的环氧基已经完全消失,这说明在粘接过程中,粘接剂中的潜伏固化剂与剩余环氧基发生了后固化反应,从而实现了粘接效果。
图3为固体导电纳米粘接剂的粘接效果示意图。如图所示,粘接强度较高。
实施例5:
步骤一、将10g双酚A环氧树脂E51、0.5g磁性Fe3S4、3.3g乙二醇二缩水甘油醚、1g乙二胺和4g司盘20用高速分散机以2500rpm转速均匀混合分散,得分散液1。
步骤二、将4g氯化钠溶液恒速滴入分散液1,40℃下以2500rpm转速高速搅拌10分钟,获得油包水乳液。
步骤三、40℃下,将200g去离子水、13.3g聚氧乙烯醚和6.6g超支化聚酰胺胺用高速分散机以1000rpm转速均匀混合分散,得分散液2。
步骤四、将13.3g油包水乳液加入分散液2中,1000rpm转速下高速乳化,获得水包油包水乳液体系。
步骤五、将水包油包水乳液体系均匀升温至60℃,1000rpm转速下持续搅拌,升温过程和保温反应时间共25分钟,以获得环氧树脂纳米颗粒并控制固化程度。
步骤六、对固化后的水包油包水乳液体系使用强力磁铁进行快速分离并进行清洗,得到纳米粘接剂。
步骤七、将0.08g环氧纳米粘接剂研磨并分散于20mL浓度为20mg/L的铜离子溶液中,并将该混合体系置于25℃摇床中以100rpm速度充分震荡5分钟,以在纳米粘接剂表面吸附一层金属离子。
步骤八、将纳米粘接剂表面的金属离子还原成更小粒径的纳米导电颗粒并附着在纳米粘接剂表面,从而实现纳米导电粘接剂的制备。
实施例6:
步骤一、将10g双酚A环氧树脂E55、1g磁性Fe3O4、1.6g苯基缩水甘油醚、2g二乙烯三胺和10g司盘40用高速分散机以3000rpm转速均匀混合分散,得分散液1。
步骤二、将10g氯化钾溶液恒速滴入分散液1,60℃下以3000rpm转速高速搅拌15分钟,获得油包水乳液。
步骤三、50℃下,将200g去离子水、10g OP-10和5g端氨基超支化聚酰亚胺用高速分散机以1500rpm转速均匀混合分散,得分散液2。
步骤四、将10g油包水乳液加入分散液2中,1500rpm转速下高速乳化,获得水包油包水乳液体系。
步骤五、将水包油包水乳液体系均匀升温至80℃,1500rpm转速下持续搅拌,升温过程和保温反应时间共30分钟,以获得环氧树脂纳米颗粒并控制固化程度。
步骤六同实施例5。
步骤七、将0.04g环氧纳米粘接剂研磨并分散于50mL浓度为100mg/L的铁离子溶液中,并将该混合体系置于55℃摇床中以200rpm速度充分震荡250分钟,以在纳米粘接剂表面吸附一层金属离子。
步骤八同实施例5。
实施例7:
步骤一、将10g环氧树脂711#、0.7g磁性Fe3O4、2.2g聚丙二醇二缩水甘油醚、1.5g三乙烯四胺和8g司盘60用高速分散机以2700rpm转速均匀混合分散,得分散液1。
步骤二、将8g氢氧化钠溶液恒速滴入分散液1,50℃下以2700rpm转速高速搅拌13分钟,获得油包水乳液。
步骤三、45℃下,将200g去离子水、10g OP-10、0.5g十二烷基硫酸钠和6g超支化聚乙烯亚胺用高速分散机以1300rpm转速均匀混合分散,得分散液2。
步骤四、将12g油包水乳液加入分散液2中,1300rpm转速下高速乳化,获得水包油包水乳液体系。
步骤五、将水包油包水乳液体系均匀升温至70℃,1300rpm转速下持续搅拌,升温过程和保温反应时间共27分钟,以获得环氧树脂纳米颗粒并控制固化程度。
步骤六同实施例5。
步骤七、将0.06g环氧纳米粘接剂研磨并分散于30mL浓度为60mg/L的银离子溶液中,并将该混合体系置于30℃摇床中以150rpm速度充分震荡120分钟,以在纳米粘接剂表面吸附一层金属离子。
步骤八同实施例5。
图4为磁性导电纳米粘接剂的SEM图像,可以看出该发明所得纳米粘接剂呈规则球形,比表面积较大,且粒径仅为50nm左右。
图5为实施例5中步骤五所得磁性纳米颗粒对铜离子的吸附曲线。如图所示,随着吸附时间的增加,磁性纳米颗粒的吸附量逐渐增大,最后趋于饱和。最大吸附量为44.1mg/g,这是内部磁性纳米粒子和表面超支化聚合物共同作用的结果。
吸附容量:每克吸附剂所吸附的重金属质量,单位是mg/g。其公式如下:
其中,C0-吸附前重金属的浓度(mg/L),C-吸附后重金属的浓度(mg/L),V-吸附过程中溶液的体积(L),m-该吸附过程所用吸附材料的质量(g)。
图6为实施例7中超支化聚乙烯亚胺以及环氧颗粒接枝聚乙烯亚胺的红外光谱图。如图所示,在接枝聚乙烯亚胺后,环氧纳米颗粒显示出聚乙烯亚胺的特征峰,即位于3360和3296cm-1处的伯胺的对称和反对称伸缩振动峰。
图7为磁性导电纳米粘接剂的粘接效果示意图。如图所示,本发明中的固体粘接剂在热处理后自粘接成块,同时实现载玻片的牢固粘接。
Claims (3)
1.一种纳米导电粘接剂的制备方法,其特征在于:所述方法步骤为:
步骤一、将导电纳米颗粒、环氧树脂、稀释剂、固化剂1和亲油性乳化剂均匀混合分散,得分散液1;所述固化剂1为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、间苯二胺,3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷和4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种或混合物;所述环氧树脂与导电纳米颗粒的质量比为100:1-5;所述环氧树脂与稀释剂的质量比为3-6:1;所述环氧树脂与固化剂1的质量比为10:2-3;所述环氧树脂与亲油性乳化剂的质量比为5:2-5;
步骤二、将电解质溶液恒速滴入分散液1,恒温高速搅拌,获得油包水乳液;所述电解质溶液为0.1 mol/L的氯化钠溶液,0.1 mol/L的氯化钾溶液,pH=10的NH3·H2O-NH4Cl缓冲液和0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中的至少一种;所述环氧树脂与电解质溶液的质量比为5:2-5;
步骤三、恒温下,将去离子水、亲水性乳化剂和固化剂2均匀混合分散,得分散液2;所述亲水性乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂中的一种或者混合物;所述非离子型乳化剂为聚氧乙烯醚和聚乙烯醇中的至少一种;所述阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磷酸盐中的至少一种;所述固化剂2为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或混合物;所述恒温温度为40-50℃;所述去离子水与亲水性乳化剂的质量比为15-20:1;所述非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂的质量比为20:0-3;所述去离子水与固化剂2的质量比为30-40:1;
步骤四、将油包水乳液加入分散液2中,高速乳化,获得水包油包水乳液体系;去离子水与油包水乳液的质量比为15-20:1;
步骤五、对水包油包水乳液体系进行升温,持续搅拌,进行固化;步骤五中,升温至60-80℃,升温过程加保温反应共25-30分钟;搅拌速度1000-1500 rpm;
步骤六、将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥,得到纳米导电粘接剂;
步骤七、高温处理即可;所述高温为固化剂1的固化温度。
2.根据权利要求1所述的一种纳米导电粘接剂的制备方法,其特征在于:步骤一中,所述导电纳米颗粒为银纳米粒子、金纳米粒子、铜纳米粒子、石墨烯、碳纳米管、导电石墨、导电炭黑、碳纤维中的至少一种;所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂,缩水甘油酯类环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一种;所述双酚A型环氧树脂为E55,E51和E44中的至少一种;所述缩水甘油酯类环氧树脂为711#,TDE-85#和731#中的至少一种;所述脂环族环氧树脂为W-95#,6221#和6206#中的至少一种;所述稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚,苯基缩水甘油醚,聚丙二醇二缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚中的至少一种;所述亲油性乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种纳米导电粘接剂的制备方法,其特征在于:步骤二中,恒定反应温度为40-60℃,时间为10-15min,搅拌速度2500-3000 rpm。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310047924.6A CN116042131B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
CN202410872769.6A CN118667490A (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310047924.6A CN116042131B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410872769.6A Division CN118667490A (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116042131A CN116042131A (zh) | 2023-05-02 |
CN116042131B true CN116042131B (zh) | 2024-07-23 |
Family
ID=86123656
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310047924.6A Active CN116042131B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
CN202410872769.6A Pending CN118667490A (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410872769.6A Pending CN118667490A (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN116042131B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103146149A (zh) * | 2013-03-10 | 2013-06-12 | 山东轻工业学院 | 一种固化剂组合物及其制备方法和应用 |
CN103194164A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-10 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种高温自修复型导电银胶及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1380108A (en) * | 1971-03-19 | 1975-01-08 | Unisearch Ltd | Aqueous emulsions of epoxy resins |
CA1287427C (en) * | 1985-09-25 | 1991-08-06 | Koichiro Oka | Epoxy type spherical particulate adhesive and process for preparation thereof |
TW289027B (zh) * | 1994-06-30 | 1996-10-21 | Hoechst Ag | |
EP1462487A1 (en) * | 2003-03-25 | 2004-09-29 | Nippon Paint Co., Ltd. | Oil-in-water emulsions |
SG11201907768WA (en) * | 2017-02-27 | 2019-09-27 | Showa Denko Kk | Curable aqueous resin emulsion composition |
CN107312484A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-03 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种环氧树脂型导电胶粘剂及其制备方法 |
CN109295724A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-01 | 浙江西大门新材料股份有限公司 | 阻燃抗紫外线pvc色母粒及纳米阻燃遮光面料的制备方法 |
CN111471260A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-07-31 | 唐鹏 | 一种抗菌型pvc薄膜及其制备方法 |
CN114933867B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-03-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于液态金属-多孔微球骨架的各向异性导电胶及其制备方法 |
-
2023
- 2023-01-31 CN CN202310047924.6A patent/CN116042131B/zh active Active
- 2023-01-31 CN CN202410872769.6A patent/CN118667490A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103146149A (zh) * | 2013-03-10 | 2013-06-12 | 山东轻工业学院 | 一种固化剂组合物及其制备方法和应用 |
CN103194164A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-10 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种高温自修复型导电银胶及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN118667490A (zh) | 2024-09-20 |
CN116042131A (zh) | 2023-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kang et al. | β-Cyclodextrin-modified hybrid magnetic nanoparticles for catalysis and adsorption | |
JP4732424B2 (ja) | マイクロカプセル−導電性粒子複合体、この製造方法、及びこれを利用した異方性導電接着フィルム | |
CN106832159B (zh) | 具有pH和磁响应性杂化纳米粒子及其制备方法和在分离纳米油水乳液中的应用 | |
JP6149683B2 (ja) | フィルム状回路接続材料及びこれを用いた接続構造体 | |
CN105885354A (zh) | 一种笼型倍半硅氧烷改性碳纳米管的制备方法及应用 | |
WO2014057976A1 (ja) | コア-シェル型シリカナノ粒子及びその製造方法、並びにこれを利用した中空シリカナノ粒子の製造方法及び該製法により得られる中空シリカナノ粒子 | |
CN116042131B (zh) | 一种纳米导电粘接剂的制备方法 | |
CN114192079B (zh) | 一种磁性中空聚合物微球及其制备方法和应用 | |
CN113140715B (zh) | 复合正极材料及其制备方法以及锂离子电池 | |
CN108976890B (zh) | 一种多乙烯多胺-石墨烯杂化固化剂及其制备方法和应用方法 | |
CN104788688A (zh) | 一种非对称结构的片状固体乳化剂及其制备方法 | |
CN112266611A (zh) | 一种功能化聚酰亚胺复合微球及其制备方法 | |
Theamdee et al. | Recyclable magnetic nanoparticle grafted with pH-responsive polymer for adsorption with DNA | |
JP6119130B2 (ja) | 複合粒子及び異方導電性接着剤 | |
JP2013033653A (ja) | 絶縁被覆導電粒子及び異方導電性接着フィルム | |
CN114907506A (zh) | 一种导电粒子及其Pickering乳液聚合的制备方法与应用 | |
CN112795040B (zh) | 一种具有纳米级孔道的薄膜及其制备方法与应用 | |
CN115746389A (zh) | 一种氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球及其制备方法 | |
JP2012036313A (ja) | 無機酸化物粒子の製造方法、及び当該製造方法により得られる無機酸化物粒子を用いた異方導電接着剤 | |
CN113308169B (zh) | 一种基于石墨烯分散性好的水性环氧富锌涂料 | |
Zhou et al. | Synthesis of a composite Fe3O4@ SiO2/poly (SMA-co-BA-co-BZMA-co-DMC) and evaluation of its oil-water separation performance | |
Mei et al. | Self-assembly of strawberry-like organic–inorganic hybrid particle clusters with directionally distributed bimetal and facile transformation of the core and corona | |
CN114539933A (zh) | 一种热固性复合超导电胶膜及其制备方法 | |
JP6119348B2 (ja) | コア−シェル型シリカ複合粒子及びその製造方法 | |
CN114574001B (zh) | 一种酚胺仿生修饰制备亲水炭黑的方法及亲水炭黑 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |