[發(fā)明專利]光熱二重固化導(dǎo)電膠及其制備方法

無效

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• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103194166A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝素娥;商慶燕;徐佳琳;張航川;王芳煒;高洋;王加濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09J163/10
• 分類號(hào): C09J163/10;C09J9/02;C09J11/06;C08G59/17
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膠及其制備方法，特別涉及一種光熱二重固化導(dǎo)電膠及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)的發(fā)展，要求電子器件逐漸向小型化、微型化、智能化方向發(fā)展，一些傳統(tǒng)的焊接材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這種精細(xì)化的技術(shù)要求，研究開發(fā)能耗低、環(huán)境友好的新材料己經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢。導(dǎo)電膠以其優(yōu)良的特性成為代替錫鉛焊料的新型的連接材料。導(dǎo)電膠可以分為本征型和復(fù)合型導(dǎo)電膠。復(fù)合型的導(dǎo)電膠體系由于導(dǎo)電填料通常是金屬顆粒，碳系或者其他導(dǎo)電粒子，單獨(dú)采用熱固化的方式固化膠體，存在的問題是熱固化體系一般要求的溫度比較高，而且固化時(shí)間比較長；而單純采用光固化，由于導(dǎo)電顆粒的不透光性和吸熱性，使紫外光很難到達(dá)膠層底部，往往導(dǎo)致固化不完全。

基于目前復(fù)合型導(dǎo)電膠在固化過程中存在的缺點(diǎn)，而提出采用光熱二重固化的技術(shù)。在光熱二重固化體系中，同時(shí)使用光引發(fā)劑和熱引發(fā)劑。紫外光的照射引發(fā)導(dǎo)電膠體系中的光引發(fā)劑，同時(shí)利用紫外光照射產(chǎn)生的熱量和紫外交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量引發(fā)導(dǎo)電膠體系內(nèi)的熱引發(fā)劑，引發(fā)未反應(yīng)的預(yù)聚物和稀釋劑，進(jìn)而引發(fā)聚合反應(yīng)，達(dá)到深層固化的理想效果。使導(dǎo)電膠體系的光固化和熱固化相繼進(jìn)行，保證導(dǎo)電膠的從外到內(nèi)、快速、完全固化。光熱二重固化彌補(bǔ)了單獨(dú)光固化或者單獨(dú)熱固化所帶來的不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決復(fù)合型導(dǎo)電膠單獨(dú)采用熱固化的方式固化溫度高，固化時(shí)間長，單純采用光固化，固化不完全，因此導(dǎo)致批量生產(chǎn)受限制的問題，本發(fā)明提供了一種高效、快速、工藝方法簡單且對環(huán)境無污染的光熱二重固化導(dǎo)電膠及其制備方法。

本發(fā)明的光熱二重固化導(dǎo)電膠由不同酯化率的環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物、稀釋劑、熱引發(fā)劑、硅烷偶聯(lián)劑、光引發(fā)劑、熱固化劑、促進(jìn)劑和導(dǎo)電粉制成，其中：稀釋劑、熱引發(fā)劑、硅烷偶聯(lián)劑、光引發(fā)劑、熱固化劑、促進(jìn)劑和導(dǎo)電粉的用量分別為預(yù)聚物重量的20~30%、1~2%、4~6%、3~4%、8~10%、4~6%和40~60%。

本發(fā)明按照如下步驟制備上述光熱二重固化導(dǎo)電膠：

（1）制備不同酯化率的環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物作為制備導(dǎo)電膠的樹脂基體。

環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物的制備方法：根據(jù)E-51（環(huán)氧樹脂）或者更高環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量，根據(jù)酯化率計(jì)算出α-甲基丙烯酸或者丙烯酸的用量，對羥基苯甲醚，N,N-二甲基芐胺的量分別以樹脂重量的0.30~0.40%和0.50~0.60%添加，其中對羥基苯甲醚為反應(yīng)體系的阻聚劑，N,N-二甲基芐胺為反應(yīng)的催化劑。具體制備過程：將環(huán)氧樹脂置于裝有溫度計(jì)和攪拌器的三口燒瓶中，在油浴中加熱攪拌。溫度升至90℃時(shí)，緩慢滴加計(jì)量的α-甲基丙烯酸和反應(yīng)催化劑、阻聚劑的混合物，滴加完成后升溫并恒定溫度于110℃，隔一定時(shí)間取樣0.2g左右，用約0.lmol/L的KOH乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定酸值。當(dāng)反應(yīng)物酸值小于3mgKOH/g時(shí)即達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，便得到酯化率分別為1/4、1/3、1/2、5/8、3/4、7/8、1/1的預(yù)聚物環(huán)氧丙烯酸酯。

本發(fā)明既可使用上述自制的不同酯化率的環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物，還可以使用具有不飽和雙鍵的樹脂，如不飽和聚酯等與不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)配得到預(yù)聚物。

（2）將熱引發(fā)劑加入到稀釋劑中進(jìn)行溶解，取一定量的不同酯化率的環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物，加入到溶解了熱引發(fā)劑的稀釋劑中，再加入硅烷偶聯(lián)劑，超聲攪拌5-7min。

（3）向混合樹脂中加入光引發(fā)劑、促進(jìn)劑、熱固化劑、導(dǎo)電粉，超聲攪拌5-10min，制備得到?適合光熱二重固化的導(dǎo)電膠。

（4）將制備得到的導(dǎo)電膠進(jìn)行紫外線光照固化，紫外燈功率1000W，燈距10~16cm，溫度為120~170℃，紫外照射固化時(shí)間300-600s，得到光熱二重固化后的導(dǎo)電膠。

本發(fā)明中，所述的稀釋劑為環(huán)氧丙烷或者為丙酮。

本發(fā)明中，所述的熱引發(fā)劑為BPO（過氧化苯甲酰）。

本發(fā)明中，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH550或KH570。

本發(fā)明中，所述的光引發(fā)劑為TPO（2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦）或651（苯偶酰雙甲醚）。

本發(fā)明中，所述的熱固化劑為三乙醇胺或者為乙二胺。

本發(fā)明中，所述的促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑。

本發(fā)明中，所述的導(dǎo)電填料既可選用傳統(tǒng)的金屬粉導(dǎo)電填料，如Cu粉，Ag粉等，又適合于新型改性陶瓷粉導(dǎo)電填料，如稀土改性BaTiO₃導(dǎo)電陶瓷粉。