CN1873838A - 加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法 - Google Patents

加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法。各组分的配比按质量份计算为：银粉20～41份；银纳米线1～8份；丙烯酸树脂100份。取丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入丙酮，机械搅拌；取银粉和银纳米线，将其混合，然后加入丙酮，机械搅拌结合超声分散，使其混合；将上述两液混合，机械搅拌结合超声分散，使粒子在树脂中分散；在40～70℃，通风环境中固化。本发明制备的复合材料，可以实现在一定范围内，在同样的银填料总量时有更好的导电性，或在导电性能相近情况下，银纳米线和银粉共同构成的体系所需要的银量较低。这种具有好的导电性能的导电复合材料可用于电子封装连接等领域，以满足军用和民用的需要。

Description

加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料，特别涉及一种加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法。
背景技术
导电复合材料主要由高分子基体和导电填料组成，被广泛应用在军事和民用的各个领域，尤其较多地被用来代替微电子封装连接行业中的传统的Pb/Sn焊料。随着近年来，有关纳米材料的研究的不断深入，人们发现采用低维纳米材料作为导电复合材料的填料可以获得更好的导电效果，其导电阀值可以降低，填料用量可以减少。这说明采用低维纳米材料有望得到同时兼具高导电性能和良好机械性能的导电复合材料。如使用碳纳米管和银纳米粒子已经制成了新型导电复合材料。[具体可见文献：M.Grujicic，G.Cao，and et al.，J.Mater.Sci.39(2004)4441；L.Fan，B.Su，and et al.，9th Int’l Symposium on Advanced PackagingMaterials(2004)193.；Z.Ounaiesa，C.Parkb，and et al.，Compos.Sci.Technol.63(2003)1637；L.Ye，Z.Lai，and et al.，IEEE T.Electron.Pack.22(1999)299；Y.Zhou，S.Yu，and et al.，Adv.Mater.11(1999)850；E.Kymakis，I.Alexandou，and etal.，Synthetic Metals 127(2002)59.]在所有的材料中，银的导电性能最好，在导电复合材料中应用最为广泛，得到导电性也比较好。银纳米粒子作为导电填料虽然可以得到比较薄的导电复合层，但如果要得到高的导电性，仍需较多的银用量。
发明内容
为了克服银粉含量低时导电复合材料的导电性能较差的问题，本发明提供了一种加入银纳米线的导电复合材料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案是：
1.一种加入银纳米线的导电复合材料，各组分的配比按质量份计算为：
银粉：20～41份；
银纳米线：1～8份；
丙烯酸树脂：100份。
2.一种加入银纳米线的导电复合材料的制备方法，该方法的步骤如下：
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械
(2)搅拌1～5min；
(2)B液：取20～41份银粉和1～8份银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散5～10min，使其混合；
(3)将A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散9～15min，使粒子在丙烯酸树脂中分散；
(4)在40～70℃，通风环境中固化48～72h。
所述的银纳米线的直径为100～200nm，长度为20～100μm。
所述的银粉的粒径为10～15μm。
本发明的有益效果是：
本发明制备了一种同时加入银粉和银纳米线的导电复合材料，可以实现在一定范围内，在同样的银填料总量时有更好的导电性，或在导电性能相近情况下，银纳米线和银粉共同构成的体系所需要的银量较低。这种具有好的导电性能的导电复合材料可用于电子封装连接等领域，以满足军用和民用的需要。
具体实施方式
下面列举几个具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械搅拌1～5min；
(2)B液：取20份银粉和1份银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散5min，使其混合；
将上述的A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散12min，在40℃下固化72h，得到的导电复合材料的体积电阻率为1.45×10-3Ω·cm。
实施例2
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械搅拌1～5min；
(2)B液：取41份银粉和4份银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散10min，使其混合；
将上述的A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散10min，在40℃下固化60h，得到的导电复合材料的体积电阻率为2.43×10-4Ω·cm。
实施例3
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械搅拌1～5min；
(2)B液：取33份银粉和8份银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散8min，使其混合；
将上述的A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散9min，在70℃下固化48h，得到的导电复合材料的体积电阻率为5.30×10-5Ω·cm。
实施例4
本例用来比较。
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械搅拌1～5min；
(2)B液：取20份银粉，不含银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散8min，使其混合；
将上述的A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散9min，使粒子在树脂中均匀分散，在40℃下固化96h，得到的导电复合材料的体积电阻率为3.23×10-3Ω·cm。
实施例5
本例用来比较。
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械搅拌1～5min；
(2)B液：取130份银粉，不含银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散8min，使其混合；
将上述的A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散9min，使粒子在树脂中均匀分散，在50℃下固化60h，得到的导电复合材料的体积电阻率为8.5×10-5Ω·cm。
上述实施例1-3均为本发明配方，实施例4、5为对比配方，通过比较，银纳米线的加入确实有助于降低体系的体积电阻率，或降低总的银用量。

Claims (4)

1.一种加入银纳米线的导电复合材料，其特征在于各组分的配比按质量份计算为：
银粉：20～41份；
银纳米线：1～8份；
丙烯酸树脂：100份。
2.一种加入银纳米线的导电复合材料的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：
(1)A液：取100份丙烯酸树脂作为高分子基体，同时加入40份丙酮，机械搅拌1～5min；
(2)B液：取20～41份银粉和1～8份银纳米线，将其混合，然后加入40份丙酮，机械搅拌结合超声分散5～10min，使其混合；
(3)将A液和B液混合，机械搅拌结合超声分散9～15min，使粒子在丙烯酸树脂中分散；
(4)在40～70℃，通风环境中固化48～72h。
3.根据权利要求2所述的一种加入银纳米线的导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述的银纳米线的直径为100～200nm，长度为20～100μm。
4.根据权利要求2所述的一种加入银纳米线的导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述的银粉的粒径为10～15μm。
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