一種無鉛導電膠及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無鉛導電膠，其包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：基礎膠體30~50份、導電填料50~80份、無機填料5~10份、偶聯(lián)劑2~8份、表面活性劑3~10份、增韌劑5~12份、阻燃劑1~3份、抗氧劑1~2份、溶劑6~12份及增塑劑3~8份，本發(fā)明同時公開了一種無鉛導電膠的制備工藝。本發(fā)明所得導電膠不含鉛及其他有毒金屬，具有優(yōu)良的電性能、機械強度和抗沖擊能力；與傳統(tǒng)的Pb/Sn金屬合金焊料相比，無需焊前、焊后清洗，無殘余雜質(zhì)，環(huán)境友好；與現(xiàn)有的金屬導電填料的導電膠相比，本發(fā)明加工條件溫和，制備工藝簡單，能耗低，易于實施推廣并實現(xiàn)生產(chǎn)，實用性強。
【專利說明】
一種無鉛導電膠及其制備工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及導電膠及其制備領域，具體涉及一種無鉛導電膠及其制備工藝。
【背景技術】
[0002]大量使用的Pb/Sn金屬合金焊料強度高、熔點低、加工塑性好、成本低，廣泛應用于汽車、數(shù)碼產(chǎn)品、家電等領域。但是，采用Pb/Sn金屬合金焊料存在有潛在的重金屬污染問題，隨著人們環(huán)保意識的提高及環(huán)保法律的制約，具有綠色、環(huán)保、無鉛化的導電膠材料逐漸得到人們的認可。導電膠是一種固化或干燥后具有一定導電性能的膠黏劑。伴隨著電子元器件的小型化、微型化以及印刷電路板的高度集成化和高密度化的迅速發(fā)展，導電膠以其可以制成漿料并可在適宜的固化溫度進行粘接的特性，以實現(xiàn)很高的線分辨率，因此獲得了快速發(fā)展。同時導電膠實施工藝簡單、易于操作，可提高生產(chǎn)效率，所以導電膠是替代鉛錫焊接，實現(xiàn)導電連接的理想選擇。
[0003]現(xiàn)有的導電膠多為金、銀、鎳、銅等重金屬導電填料和環(huán)氧樹脂類聚合物粘料以及其他助劑組成，所用重金屬填料一方面制造成本高、能耗高，另一方面具有污染環(huán)境的缺點;而環(huán)氧樹脂粘料吸濕性較強，使用后易影響導電膠的電性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術不足，本發(fā)明提供了一種無鉛、無重金屬的電性能優(yōu)良的導電膠材料及其制備工藝。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案為:一種無鉛導電膠，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體30?50份、導電填料50?80份、無機填料5?10份、偶聯(lián)劑2~8份、表面活性劑3?10份、增韌劑5?12份、阻燃劑I?3份、抗氧劑I?2份、溶劑6?12份及增塑劑3?8份；
所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為I?3:1;
所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為1:1?2;
所述的無機填料為納米輕基磷灰石粉和納米二氧化娃，其質(zhì)量比為I?4:1。
[0006]進一步地，所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-602，其質(zhì)量比為1:3
?6 ο
[0007]進一步地，所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、蔗糖醇、司盤、吐溫中的一種。
[0008]進一步地，所述增韌劑為聚乙烯醇縮醛或丁腈橡膠。
[0009]進一步地，所述阻燃劑為三(2，3_二溴丙基)異三聚氰酸酯、四溴苯酐、氯化石蠟、硼酸鋅、氫氧化鋁辛酸亞錫、聚磷酸銨中的一種或幾種。
[0010]進一步地，所述抗氧劑為水楊醛。
[0011]進一步地，所述增塑劑為環(huán)氧脂肪酸丁酯、石油磺酸苯酯、環(huán)氧脂肪酸辛酯、環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾種。
[0012]進一步地，所述溶劑為乙醇、苯乙烯、己烷、三氯乙烯、三乙醇胺、油酸酰胺中的一種。
[0013]所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，包括以下步驟:按照所述的質(zhì)量份數(shù)備取原料;漿備取好的原料置于攪拌釜中，進行加熱攪拌，控制溫度95°C攪拌4h，然后除泡、灌裝制得導電膠。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備的優(yōu)點:本發(fā)明采用脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠作為基礎膠體，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂具備較好的粘附性、耐熱性、浸潤性以及耐電弧性，但其具有一定的吸濕能力而且難以修復，而聚異丁烯橡膠雖然不易吸濕，但其粘附性不如脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，因此將脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與聚異丁烯橡膠復配，作為高性能導電膠的基礎膠體，配合導電填料獲得良好的電性能，同時無機填料的添加有助于增強導電膠的粘附性能，降低導電膠的體積電阻；本發(fā)明所得導電膠不含鉛及其他有毒金屬，具有優(yōu)良的電性能、機械強度和抗沖擊能力；與傳統(tǒng)的Pb/Sn金屬合金焊料相比，無需焊前、焊后清洗，無殘余雜質(zhì)，環(huán)境友好;與現(xiàn)有的金屬導電填料的導電膠相比，本發(fā)明加工條件溫和，制備工藝簡單，能耗低，易于實施推廣并實現(xiàn)生產(chǎn)，實用性強。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0016]實施例1:一種無鉛導電膠，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體40份、導電填料65份、無機填料8份、偶聯(lián)劑5份、表面活性劑6份、增韌劑8份、阻燃劑2份、抗氧劑I份、溶劑9份及增塑劑5份；
所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為2:1;所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為2:3;所述的無機填料為納米羥基磷灰石粉和納米二氧化硅，其質(zhì)量比為2:1。
[0017]進一步地，所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-602，其質(zhì)量比為I:5;所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯;所述增韌劑為聚乙烯醇縮醛;所述阻燃劑為三(2，3_二溴丙基)異三聚氰酸酯和氯化石蠟的復合物;所述抗氧劑為水楊醛;所述增塑劑為環(huán)氧脂肪酸丁酯和石油磺酸苯酯的復合物;所述溶劑為乙醇。
[0018]所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，包括以下步驟:按照所述的質(zhì)量份數(shù)備取原料;漿備取好的原料置于攪拌釜中，進行加熱攪拌，控制溫度95°C攪拌4h，然后除泡、灌裝制得導電膠，經(jīng)標準四探針測試，所得導電膠的為1.3X10—3Ω.cm。
[0019]實施例2:—種無鉛導電膠，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體30份、導電填料50份、無機填料5份、偶聯(lián)劑2份、表面活性劑3份、增韌劑5份、阻燃劑I份、抗氧劑I份、溶劑6份及增塑劑3份；
所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為1:1;所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為1:2;所述的無機填料為納米羥基磷灰石粉和納米二氧化娃，其質(zhì)量比為1:1。
[0020]進一步地，所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ-602，其質(zhì)量比為I:6;所述表面活性劑為蔗糖醇;所述增韌劑為丁腈橡膠;所述阻燃劑為四溴苯酐;所述抗氧劑為水楊醛;所述增塑劑為環(huán)氧脂肪酸辛酯和環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯的復合物;所述溶劑為苯乙烯。
[0021]所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，其具體步驟同實施例1，經(jīng)標準四探針測試，所得導電膠的為4.4X10—3Ω.αιι。
[0022]實施例3:—種無鉛導電膠，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體50份、導電填料80份、無機填料10份、偶聯(lián)劑8份、表面活性劑10份、增韌劑12份、阻燃劑3份、抗氧劑2份、溶劑12份及增塑劑8份；
所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為3:1;所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為1:1;所述的無機填料為納米羥基磷灰石粉和納米二氧化娃，其質(zhì)量比為4:1。
[0023]進一步地，所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-602，其質(zhì)量比為I:3;所述表面活性劑為司盤;所述增韌劑為丁腈橡膠;所述阻燃劑為三(2，3_ 二溴丙基)異三聚氰酸酯、四溴苯酐、氯化石蠟、硼酸鋅、氫氧化鋁辛酸亞錫和聚磷酸銨的復合物;所述抗氧劑為水楊醛;所述增塑劑為環(huán)氧脂肪酸丁酯、石油磺酸苯酯、環(huán)氧脂肪酸辛酯和環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯的復合物;所述溶劑為己烷。
[0024]所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，其具體步驟同實施例1，經(jīng)標準四探針測試，所得導電膠的為3.0X10—3Ω.οιι。
[0025]實施例4:一種無鉛導電膠，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體30份、導電填料80份、無機填料5份、偶聯(lián)劑8份、表面活性劑3份、增韌劑12份、阻燃劑I份、抗氧劑2份、溶劑6份及增塑劑8份；
所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為2:1;所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為2:3;所述的無機填料為納米羥基磷灰石粉和納米二氧化硅，其質(zhì)量比為5:2。
[0026]進一步地，所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-602，其質(zhì)量比為I:5;所述表面活性劑為吐溫20;所述增韌劑為聚乙烯醇縮醛;所述阻燃劑為硼酸鋅;所述抗氧劑為水楊醛;所述增塑劑為環(huán)氧脂肪酸丁酯;所述溶劑為三氯乙烯。
[0027]所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，其具體步驟同實施例1，經(jīng)標準四探針測試，所得導電膠的為1.2X10—3Ω.οιι。
[0028]實施例5:—種無鉛導電膠，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體45份、導電填料60份、無機填料6份、偶聯(lián)劑6份、表面活性劑5份、增韌劑10份、阻燃劑2份、抗氧劑I份、溶劑10份及增塑劑5份；
所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為5:2;所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為2:3;所述的無機填料為納米羥基磷灰石粉和納米二氧化硅，其質(zhì)量比為3:1。
[0029]進一步地，所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-602，其質(zhì)量比為I:4;所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯;所述增韌劑為聚乙烯醇縮醛;所述阻燃劑為三(2，3_二溴丙基)異三聚氰酸酯、氫氧化鋁辛酸亞錫和聚磷酸銨的復合物;所述抗氧劑為水楊醛；所述增塑劑為環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯;所述溶劑為三乙醇胺。
[0030]所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，其具體步驟同實施例1，經(jīng)標準四探針測試，所得導電膠的為3.5X10—3Ω.οιι。
【主權(quán)項】
1.一種無鉛導電膠，其特征在于，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:基礎膠體30?50份、導電填料50?80份、無機填料5?10份、偶聯(lián)劑2?8份、表面活性劑3?10份、增韌劑5?12份、阻燃劑I?3份、抗氧劑1~2份、溶劑6?12份及增塑劑3~8份； 所述的基礎膠體為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚異丁烯橡膠，其質(zhì)量比為I?3:1; 所述的導電填料為乙炔黑和超導電炭黑，其質(zhì)量比為1:1?2; 所述的無機填料為納米輕基磷灰石粉和納米二氧化娃，其質(zhì)量比為I?4:1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-602，其質(zhì)量比為I: 3-6ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、蔗糖醇、司盤、吐溫中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述增韌劑為聚乙烯醇縮醛或丁腈橡膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述阻燃劑為三(2，3_二溴丙基)異三聚氰酸酯、四溴苯酐、氯化石蠟、硼酸鋅、氫氧化鋁辛酸亞錫、聚磷酸銨中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述抗氧劑為水楊醛。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述增塑劑為環(huán)氧脂肪酸丁酯、石油磺酸苯酯、環(huán)氧脂肪酸辛酯、環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛導電膠，其特征在于:所述溶劑為乙醇、苯乙烯、己烷、三氯乙烯、三乙醇胺、油酸酰胺中的一種。9.權(quán)利要求1-8任一所述的一種無鉛導電膠的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟:按照所述的質(zhì)量份數(shù)備取原料;漿備取好的原料置于攪拌釜中，進行加熱攪拌，控制溫度950C攪拌4h，然后除泡、灌裝制得導電膠。
【文檔編號】C09J9/02GK105860898SQ201610295113
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】李明華
【申請人】金寶麗科技（蘇州）有限公司