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，屬于導電膠技術領域。將按重量份數稱取的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；將按重量份數稱取的稀釋劑6?9份、催化劑1.5?3.5份、交聯劑3.5?5.5份和偶聯劑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按質量比6?8∶1混合使用。便于貯存與運輸；滿足工業化生產要求；滿足電子產品的應用要求；施工方便高效；環保；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
技術領域
[0001 ]本發明屬于導電膠技術領域，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】
[0002] 已有技術中的導電銀膠大都以環氧樹脂為基料并添銀粉等，典型的如CN1227320C (耐候環氧導電膠粘劑）、CN1247729C(單組分室溫固化柔彈性環氧導電銀膠）、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(說明書技術效果欄)。
[0003] 并非限于上面例舉的以環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、避光以及低溫環境下貯存），正是由于這種苛刻的要求，已有技術中的以環氧 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，在低溫環境下超過6個月 的產品。尤其，環氧樹脂基導電銀膠在使用后會出現大收縮的情形，收縮嚴重時導致電子產 品的導體斷裂。在環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備，于是不利于工業化 流水線上應用;再者，在固化過程中，固化促進劑、稀釋劑等的揮發較為嚴重，而且揮發的氣 體中具有一定的有毒有害物質，既影響作業環境，又存在損及在線作業人員健康之虞。
[0004] 針對上述已有技術，有必要對導電銀膠加以合理探索與優化，下面將要介紹的技 術方案便是在這種背景下產生的。
【發明內容】
[0005] 本發明的任務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 存與運輸并且節省物流環節中的成本、有利于摒棄高溫固化或UV燈固化而藉以滿足在工業 化生產流水線上應用的要求、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品的應用要求的雙組分硅酮導電銀膠。
[0006] 本發明的另一任務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備而藉以滿足工業化放大生產要求。
[0007] 本發明的又一任務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 地將兩個組分按質量比混合使用。
[0008] 本發明的首要任務是這樣來完成的，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由以下按重量份數配比的原料組成： 稀釋劑 6-9份； 催化劑 1. 5-3. 5份;
[0011] 交聯劑 3. 5-5. 5份; 偶聯劑 2-3份。
[0012] 在本發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] 在本發明的還有一個具體的實施例中，所述的交聯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;所述的偶聯劑為六甲基二硅氧烷和/或γ -[2,3_環氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。
[0017] 本發明的另一任務是這樣來完成的，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，將按重量份數稱取的稀釋劑6-9份、催化劑1.5-3.5份、交聯劑3.5-5.5份和偶聯劑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] 本發明的又一任務是這樣來完成的，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按質量比6-8:1混合使用。
[0023]本發明提供的技術方案的技術效果之一，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省物流環節中的成本;之 二，由于摒棄了已有技術中的固化劑、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燈之類的設施，得以滿足工業化生產流水線上的應用要求;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 電子產品的應用要求，而且能滿足航天、航空、軍工之類的產品的嚴苛使用要求;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 揮發物析出，因而具有環保性并且不會對使用者的健康產生影響;之六，組分A與組分B調合 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備，因而能滿足工業化放大生產要求。
【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測試具有下表所示的技術指標：
[0050]
【主權項】
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由以下按重量份數配比的原料組成： 稀釋劑 6_9份； 催化劑 1. 5-3.5份 交聯劑 3. 5-5. 5份； 偶聯劑 3份&2. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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;所述的偶聯劑為六甲基二 硅氧烷和/或γ _[2,3-環氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。7. -種如權利要求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，將按重量份數稱取的稀釋劑6-9份、催化劑1.5-3.5份、交聯劑3.5-5.5份 和偶聯劑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. 根據權利要求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. 根據權利要求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