雙組分硅酮導電銀膠及其制備方法和使用
【專利摘要】一種雙組分硅酮導電銀膠及其制備方法和使用，屬于導電膠技術(shù)領(lǐng)域。將按重量份數(shù)稱取的a，w?二羥基聚二甲基硅氧烷60?75份、稀釋劑9?13份、銀粉95?105份、碳纖維9?15份、石墨粉12?16份和補強填料5?9份加入到攪拌機中攪拌，出料并灌裝，得到組分A；將按重量份數(shù)稱取的稀釋劑6?9份、催化劑1.5?3.5份、交聯(lián)劑3.5?5.5份和偶聯(lián)劑2?3份投入到行星攪拌機中攪拌，出料并灌裝，得到組分B。使用方法：其是將組分A與組分B按質(zhì)量比6?8∶1混合使用。便于貯存與運輸；滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求；滿足電子產(chǎn)品的應(yīng)用要求；施工方便高效；環(huán)保；具有良好的耐高低溫和導電性能；施工方便高效；工藝簡單。
【專利說明】
雙組分硅酮導電銀膠及其制備方法和使用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于導電膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙組分硅酮導電銀膠，并且還涉及其 制備方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 已有技術(shù)中的導電銀膠大都以環(huán)氧樹脂為基料并添銀粉等，典型的如CN1227320C (耐候環(huán)氧導電膠粘劑）、CN1247729C(單組分室溫固化柔彈性環(huán)氧導電銀膠）、CN1939999A (銀粉導電膠及其制備方法）、CN102925110B(-種高導熱性能導電銀膠及其制備方法）和 CN102634312A(-種用于LED封裝的鍍銀粉末導電膠及其制備方法），等等。前述CN1247729C 室溫24h即固化(說明書第3頁第5行），但不能貯存;前述CN1939999A以酸酐為固化劑，貯存 期為3個月(說明書技術(shù)效果欄)。
[0003] 并非限于上面例舉的以環(huán)氧樹脂為基料的導電銀膠存在貯存時間短、貯存條件苛 亥IJ(需要密閉、避光以及低溫環(huán)境下貯存），正是由于這種苛刻的要求，已有技術(shù)中的以環(huán)氧 樹脂為基料的導電銀膠尚未見諸得以在常溫下貯存期超過3個月，在低溫環(huán)境下超過6個月 的產(chǎn)品。尤其，環(huán)氧樹脂基導電銀膠在使用后會出現(xiàn)大收縮的情形，收縮嚴重時導致電子產(chǎn) 品的導體斷裂。在環(huán)氧樹脂基中加入固化劑、固化促進劑、稀釋劑等雖然有助于增進固化速 度和改善固化效果，但是，固化劑的選擇范圍有限（如CN1939999A、CN10525538A和 CN102825110B)并且固化劑主要有兩類:一為光固化型；二為熱固化型。由于固化劑的加入， 因而在使用加入有固定劑的導電銀膠的過程中需配套諸多的輔助設(shè)備，于是不利于工業(yè)化 流水線上應(yīng)用;再者，在固化過程中，固化促進劑、稀釋劑等的揮發(fā)較為嚴重，而且揮發(fā)的氣 體中具有一定的有毒有害物質(zhì)，既影響作業(yè)環(huán)境，又存在損及在線作業(yè)人員健康之虞。
[0004] 針對上述已有技術(shù)，有必要對導電銀膠加以合理探索與優(yōu)化，下面將要介紹的技 術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于顯著延長在常溫下的貯存期限而藉以方便貯 存與運輸并且節(jié)省物流環(huán)節(jié)中的成本、有利于摒棄高溫固化或UV燈固化而藉以滿足在工業(yè) 化生產(chǎn)流水線上應(yīng)用的要求、有益于顯著降低熱失重以及提高粘接強度并且顯著改善導電 率而藉以保障電子產(chǎn)品的應(yīng)用要求的雙組分硅酮導電銀膠。
[0006] 本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種雙組分硅酮導電銀膠的制備方法，該方法工藝簡 練、工藝要素不苛刻并且無需依賴復雜的設(shè)備而藉以滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求。
[0007] 本發(fā)明的又一任務(wù)在于提供一種雙組分硅酮導電銀膠的使用方法，該方法能方便 地將兩個組分按質(zhì)量比混合使用。
[0008] 本發(fā)明的首要任務(wù)是這樣來完成的，一種雙組分硅酮導電銀膠，包括組分A和組分 B，所述的組分A由以下按重量份數(shù)配比的原料組成： tt，03-二羥基聚二甲基硅氧烷 60-75份； 碳纖維 9-15份； 石墨粉 12-16份;
[0009] 稀釋劑 13份； 銀粉 9S-105份； 補強填料 5-9份；
[0010] 所述的組分B由以下按重量份數(shù)配比的原料組成： 稀釋劑 6-9份； 催化劑 1. 5-3. 5份;
[0011] 交聯(lián)劑 3. 5-5. 5份; 偶聯(lián)劑 2-3份。
[0012] 在本發(fā)明的一個具體的實施例中，所述的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的粘度為 10000-16000m · pas;所述的碳纖維為粒徑在100-300目并且體積密度在300-570g/L的導電 碳纖維粉。
[0013] 在本發(fā)明的另一個具體的實施例中，所述的石墨粉為粒徑<1.2mm并且體積密度 在1.74-1.76g/cm3的多晶石墨粉;所述稀釋劑為密度在0.963g/cm 3并且粘度范圍在100-350m · pas二甲基硅油、乙烯基硅油或甲基乙烯基硅油。
[0014]在本發(fā)明的又一個具體的實施例中，所述銀粉為粒徑0.2-1.2. Ομπι、比表面積1.2-2.5m2/g并且松裝密度在0.6-1.9g/m3的超細銀粉;所述的補強填料為表面經(jīng)過硅烷處理的 并且表面積為150-200cm3/g的氣相白炭黑。
[0015]在本發(fā)明的再一個具體的實施例中，所述的催化劑為二丁基二乙酸錫或二丁基二 辛酸錫。
[0016] 在本發(fā)明的還有一個具體的實施例中，所述的交聯(lián)劑為甲基三甲氧基硅烷、甲基 三異丁酮肟基硅烷或乙烯基三異丁酮肟基硅烷;所述的偶聯(lián)劑為六甲基二硅氧烷和/或γ -[2,3_環(huán)氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。
[0017] 本發(fā)明的另一任務(wù)是這樣來完成的，一種雙組分硅酮導電銀膠的制備方法，包括 以下步驟：
[0018] Α)制備組分Α，將按重量份數(shù)稱取的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷60-75份、稀釋劑 9_13份、銀粉95_105份、碳纖維9_15份、石墨粉12_16份和補強填料5_9份加入到攬摔機中分 散攪拌并且控制攪拌時的真空度、控制攪拌溫度、控制攪拌時間和控制攪拌速度，出料并灌 裝，得到組分A;
[0019] B)制備組分B，將按重量份數(shù)稱取的稀釋劑6-9份、催化劑1.5-3.5份、交聯(lián)劑3.5-5.5份和偶聯(lián)劑2-3份投入到行星攪拌機中攪拌并且控制攪拌溫度、控制攪拌時間和控制攪 拌速度，出料并灌裝，得到組分B。
[0020] 在本發(fā)明的更而一個具體的實施例中，步驟A)中所述的攪拌機為高速分散攪拌機 或行星攪拌機;所述的控制攪拌時的真空度是將真空度控制為〇. 08-0.095MPa;所述的控制 攪拌溫度是將攪拌溫度控制為l〇5-115°C;所述的控制攪拌時間是將攪拌時間控制為90-1 lOmin;所述的控制攪拌速度是將攪拌速度控制為350-450rpm。
[0021] 在本發(fā)明的進而一個具體的實施例中，步驟B)中所述的控制攪拌溫度是將攪拌溫 度控制為35-45°C ;所述的控制攪拌時間是將攪拌時間控制為35-55min;所述的控制攪拌速 度是將攪拌速度控制為250-300rpm。
[0022] 本發(fā)明的又一任務(wù)是這樣來完成的，一種雙組分硅酮導電銀膠的使用方法，其是 將組分A與組分B按質(zhì)量比6-8:1混合使用。
[0023]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的技術(shù)效果之一，由于以硅酮為基料并且配比合理，因而 常溫貯存時間可達10個月以上，十分便于貯存與運輸并且得以節(jié)省物流環(huán)節(jié)中的成本;之 二，由于摒棄了已有技術(shù)中的固化劑、固化促進劑等，因而無需在使用過程中依賴高溫固化 裝置或UV燈之類的設(shè)施，得以滿足工業(yè)化生產(chǎn)流水線上的應(yīng)用要求;之三，由于粘接強度可 達至丨」1.7-21〇^、熱失重（150°(：，311)僅為0.3-0.6%、體積電阻率在1.8\10- 5~2.1\10-5 Ω · cm、導熱值為4.2~4.6W/m · k以及具有良好的耐高低溫和導電性能，因而不僅能滿足 電子產(chǎn)品的應(yīng)用要求，而且能滿足航天、航空、軍工之類的產(chǎn)品的嚴苛使用要求;之四，由于 粘接范圍廣且具有良好的觸變和室溫固化特性，因而施工方便高效;之五，由于在固化后無 揮發(fā)物析出，因而具有環(huán)保性并且不會對使用者的健康產(chǎn)生影響;之六，組分A與組分B調(diào)合 后的適用期大于〇.5h，并且具有良好的耐高低溫和導電性能；之七，由于具有優(yōu)異的觸變、 室溫固化特性，因而施工方便高效;之八，提供的制備方法工藝簡單、無苛刻的工藝要素以 及無需依賴復雜的設(shè)備，因而能滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求。
【具體實施方式】 [0024] 實施例1:
[0025] A)制備組分A，將按重量份數(shù)稱取的粘度為16000m · pas的α，ω-二羥基聚二甲基 硅氧烷（簡稱107膠水)60份、密度為0.963g/cm3并且粘度在350m · pas的二甲基硅油10份、 粒徑為0.2μπι以及比表面積為1.2m2/g并且松裝密度為0.6g/m 3的超細球形或近似于球形銀 粉（即超細球狀銀粉）1〇〇份、粒徑在100目以及體積密度為300g/L的導電碳纖維粉10份、粒 徑<1.2mm并且體積密度在1.74g/cm 3的多晶石墨粉15份和表面經(jīng)過硅烷處理并且表面積 為150cm3/g的氣相白炭黑6份投入到高速分散攪拌機中攪拌，控制攪拌時的真空度為 0.08MPa，控制攪拌溫度為110°C，控制攪拌時間為90min，控制攪拌速度為400rpm，出料并灌 裝，得到組分A;
[0026] B)制備組分B，將按重量份數(shù)稱取的密度在0.963g/cm3并且粘度在350m · pas的二 甲基硅油8份、二丁基二乙酸錫1.5份、甲基三甲氧基硅烷4份和六甲基二硅氧烷3份投入到 行星攪拌機中攪拌，攪拌溫度為36 °C，攪拌時間控制為40min，攪拌速度控制為260rpm，出料 并灌裝，得到組分B。
[0027] 實施例2:
[0028] A)制備組分A，將按重量份數(shù)稱取的粘度為15000m · pas的α，ω-二羥基聚二甲基 硅氧烷（簡稱107膠水)65份、密度為0.963g/cm3并且粘度在300m · pas的乙烯基硅油13份、 粒徑為0.5μπι以及比表面積為2.5m2/g并且松裝密度為1.9g/m 3的超細球形或近似于球形銀 粉（即超細球狀銀粉）1〇5份、粒徑在150目以及體積密度為400g/L的導電碳纖維粉9份、粒徑 <1.2mm并且體積密度在1.75g/cm3的多晶石墨粉13份和表面經(jīng)過硅烷處理并且表面積為 2 0 0 c m3 / g的氣相白炭黑5份投入到高速分散攪拌機中攪拌，控制攪拌時的真空度為 0.08MPa，控制攪拌溫度為105°C，控制攪拌時間為1 lOmin，控制攪拌速度為450rpm，出料并 灌裝，得到組分A;
[0029] B)制備組分B，將按重量份數(shù)稱取的密度在0.963g/cm3并且粘度在300m · pas的乙 烯基硅油7份、二丁基二乙酸錫2份、甲基三甲氧基硅烷3.5份和六甲基二硅氧烷2份投入到 行星攪拌機中攪拌，攪拌溫度為35 °C，攪拌時間控制為35min，攪拌速度控制為250rpm，出料 并灌裝，得到組分B。
[0030] 實施例3:
[0031] A)制備組分A，將按重量份數(shù)稱取的粘度為13500m · pas的α，ω-二羥基聚二甲基 硅氧烷(簡稱107膠水)75份、密度為0.963g/cm3并且粘度在200m · pas的乙烯基硅油9份、粒 徑為0.9μπι以及比表面積為2.2m2/g并且松裝密度為0.9g/m3的超細球形或近似于球形銀粉 (即超細球狀銀粉)95份、粒徑在300目以及體積密度為570g/L的導電碳纖維粉11份、粒徑< 1.2mm并且體積密度在1.745g/cm 3的多晶石墨粉12份和表面經(jīng)過硅烷處理并且表面積為 160cm3/g的氣相白炭黑9份投入到高速分散攪拌機中攪拌，控制攪拌時的真空度為 0.095MPa，控制攪拌溫度為115 °C，控制攪拌時間為1 OOmin，控制攪拌速度為350rpm，出料并 灌裝，得到組分A;
[0032] B)制備組分B，將按重量份數(shù)稱取的密度在0.963g/cm3并且粘度在200m · pas的乙 烯基硅油6份、二丁基二乙酸錫2.5份、甲基三異丁酮肟基硅烷5.5份和γ-[2,3-環(huán)氧丙氧] 丙基三甲氧基硅烷2.5份投入到行星攪拌機中攪拌，攪拌溫度為40°C，攪拌時間控制為 45min，攪拌速度控制為290rpm，出料并灌裝，得到組分B。
[0033] 實施例4:
[0034] A)制備組分A，將按重量份數(shù)稱取的粘度為10000m · pas的α，ω-二羥基聚二甲基 硅氧烷（簡稱107膠水)70份、密度為0.963g/cm3并且粘度在150m · pas的二甲基硅油11份、 粒徑為2μπι以及比表面積為1.8m2/g并且松裝密度為1.6g/m3的超細球形或近似于球形銀粉 (即超細球狀銀粉）102份、粒徑在250目以及體積密度為480g/L的導電碳纖維粉15份、粒徑 <1.2mm并且體積密度在1.76g/cm 3的多晶石墨粉16份和表面經(jīng)過硅烷處理并且表面積為 18 0 c m3 / g的氣相白炭黑8份投入到高速分散攪拌機中攪拌，控制攪拌時的真空度為 0.085MPa，控制攪拌溫度為112°C，控制攪拌時間為95min，控制攪拌速度為380rpm，出料并 灌裝，得到組分A;
[0035] B)制備組分B，將按重量份數(shù)稱取的密度在0.963g/cm3并且粘度在150m · pas的二 甲基硅油9份、二丁基二辛酸錫3.5份、乙烯基三異丁酮肟基硅烷5份和γ-[2,3-環(huán)氧丙氧] 丙基三甲氧基硅烷2份投入到行星攪拌機中攪拌，攪拌溫度為42°C，攪拌時間控制為50min， 攪拌速度控制為300rpm，出料并灌裝，得到組分B。
[0036] 實施例5:
[0037] A)制備組分A，將按重量份數(shù)稱取的粘度為11500m · pas的α，ω-二羥基聚二甲基 硅氧烷(簡稱107膠水)68份、密度為0.963g/cm3并且粘度在100m · pas的甲基乙烯基硅油12 份、粒徑為1.6μπι以及比表面積為1.5m2/g并且松裝密度為lg/m3的超細球形或近似于球形銀 粉（即超細球狀銀粉)99份、粒徑在200目以及體積密度為380g/L的導電碳纖維粉13份、粒徑 <1.2mm并且體積密度在1.755g/cm3的多晶石墨粉14份和表面經(jīng)過硅烷處理并且表面積為 190cm3/g的氣相白炭黑7份投入到行星攪拌機中攪拌，控制攪拌時的真空度為0.086MPa，控 制攪拌溫度為111°C，控制攪拌時間為102min，控制攪拌速度為420rpm，出料并灌裝，得到組 分A;
[0038] B)制備組分B，將按重量份數(shù)稱取的密度在0.963g/cm3并且粘度在100m · pas的甲 基乙烯基硅油8.5份、二丁基二辛酸錫3份、甲基三異丁酮肟基硅烷4.5份和六甲基二硅氧烷 1.5份以及γ-[2,3-環(huán)氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷1.5份投入到行星攪拌機中攪拌，攪拌溫 度為45 °C，攪拌時間控制為55min，攪拌速度控制為275rpm，出料并灌裝，得到組分Β。
[0039] 使用例1:
[0040]使用時，將由實施例1得到的組分A與組分B按質(zhì)量比6:1混合使用。
[0041 ] 使用例2:
[0042]使用時，將由實施例1得到的組分A與組分B按質(zhì)量比8:1混合使用。
[0043] 使用例3:
[0044] 使用時，將由實施例1得到的組分A與組分B按質(zhì)量比7:1混合使用。
[0045] 使用例4:
[0046] 使用時，將由實施例1得到的組分A與組分B按質(zhì)量比6.5:1混合使用。
[0047] 使用例5:
[0048] 使用時，將由實施例1得到的組分A與組分B按質(zhì)量比7.5:1混合使用。
[0049] 由上述實施例1至5得到的雙組分硅酮導電銀膠經(jīng)測試具有下表所示的技術(shù)指標：
[0050]
【主權(quán)項】
1. 一種雙組分硅酮導電銀膠，包括組分A和組分B，其特征在于所述的組分A由以下按重 量份數(shù)配比的原料組成： a, to-二羥基聚二甲基硅氧烷 60-75份； 碳纖維 9-15份； 石墨粉 12-16份: 稀釋劑 9-13份； 銀粉 95-105:份; 補強填料 5-9份; 所述的組分B由以下按重量份數(shù)配比的原料組成： 稀釋劑 6_9份； 催化劑 1. 5-3.5份 交聯(lián)劑 3. 5-5. 5份； 偶聯(lián)劑 3份&2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠，其特征在于所述的α，ω-二羥基聚二甲 基硅氧烷的粘度為10000-16000m · pas;所述的碳纖維為粒徑在100-300目并且體積密度在 300-570g/L的導電碳纖維粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠，其特征在于所述的所述的石墨粉為粒 徑< 1.2mm并且體積密度在1.74-1.76g/cm3的多晶石墨粉;所述稀釋劑為密度在0.963g/cm3 并且粘度范圍在100-350m · pas二甲基硅油、乙烯基硅油或甲基乙烯基硅油。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠，其特征在于所述銀粉為粒徑0.2-1.2.0 μπι、比表面積1.2-2.5m2/g并且松裝密度在0.6-1.9g/m3的超細銀粉;所述的補強填料為表面 經(jīng)過硅烷處理的并且表面積為150-200cm 3/g的氣相白炭黑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠，其特征在于所述的催化劑為二丁基二 乙酸錫或二丁基二辛酸錫。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠，其特征在于所述的交聯(lián)劑為甲基三甲 氧基硅烷、甲基三異丁酮肟基硅烷或乙烯基三異丁酮肟基硅烷;所述的偶聯(lián)劑為六甲基二 硅氧烷和/或γ _[2,3-環(huán)氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。7. -種如權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠的制備方法，其特征在于包括以下步 驟： Α)制備組分Α，將按重量份數(shù)稱取的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷60-75份、稀釋劑9-13 份、銀粉95-105份、碳纖維9-15份、石墨粉12-16份和補強填料5-9份加入到攪拌機中分散攪 拌并且控制攪拌時的真空度、控制攪拌溫度、控制攪拌時間和控制攪拌速度，出料并灌裝， 得到組分A; Β)制備組分Β，將按重量份數(shù)稱取的稀釋劑6-9份、催化劑1.5-3.5份、交聯(lián)劑3.5-5.5份 和偶聯(lián)劑2-3份投入到行星攪拌機中攪拌并且控制攪拌溫度、控制攪拌時間和控制攪拌速 度，出料并灌裝，得到組分Β。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙組分硅酮導電銀膠的制備方法，其特征在于步驟A)中所述 的攪拌機為高速分散攪拌機或行星攪拌機;所述的控制攪拌時的真空度是將真空度控制為 0.08-0.095MPa;所述的控制攪拌溫度是將攪拌溫度控制為105-115°C ;所述的控制攪拌時 間是將攪拌時間控制為90-1 IOmin;所述的控制攪拌速度是將攪拌速度控制為350-450rpm。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙組分硅酮導電銀膠的制備方法，其特征在于步驟B)中所述 的控制攪拌溫度是將攪拌溫度控制為35-45Γ;所述的控制攪拌時間是將攪拌時間控制為 35-55min;所述的控制攪拌速度是將攪拌速度控制為250-300rpm。10. -種如權(quán)利要求1所述的雙組分硅酮導電銀膠的使用方法，其特征在于其是將組分 A與組分B按質(zhì)量比6-8:1混合使用。
【文檔編號】C09J183/06GK105885769SQ201610407092
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】王曉嵐, 費志剛, 祝金濤
【申請人】江蘇明昊新材料科技股份有限公司