一种松香天然树脂复合环氧树脂制备导电胶的方法
【专利摘要】本发明公开了一种松香天然树脂复合环氧树脂制备导电胶的方法，属于导电胶制备技术领域。本发明充分利用松香树干间隙中收集的粘稠汁液，与去离子水混合，调节pH后，经热蒸汽加热去除有害物质后得到松香天然树脂备用，再取纯铜粉对其表面处理后，通过滴加硝酸银溶液，形成纳米银包覆在铜粉表面提高其抗氧化性、降低隧穿电阻，得到覆纳米银铜粉，以松香天然树脂、环氧树脂混合为导电胶基体，加入覆纳米银铜粉导电填料、消泡剂、固化剂等助剂后超声分散、自然固化制得导电胶。本发明的有益效果是：本发明制备步骤简单，所得产品渗透性提高了26～30%，脆性小；电导率提高了35～38%，接触电阻稳定性好。
【专利说明】
一种松香天然树脂复合环氧树脂制备导电胶的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种松香天然树脂复合环氧树脂制备导电胶的方法，属于导电胶制备技术领域。
【背景技术】
[0002]导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂，它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂，可以选择适宜的固化温度进行粘接，同时，由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展，而导电胶可以制成浆料，实现很高的线分辨率。而且导电胶工艺简单，易于操作，可提高生产效率，所以导电胶是替代铅锡焊接，实现导电连接的理想选择。导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成。基体主要包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氯酯等。虽然高度共轭类型的高分子本身结构也具有导电性，如大分子吡啶类结构等，可以通过电子或离子导电，但这类导电胶的导电性最多只能达到半导体的程度，不能具有像金属一样低的电阻，难以起到导电连接的作用。目前市场上使用的导电胶大都是填料型。填料型导电胶的树脂基体，原则上讲，可以采用各种胶勃剂类型的树脂基体，常用的一般有热固性胶黏剂如环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使导电填料粒子形成通道。由于环氧树脂可以在室温或低于150°C固化，并且具有丰富的配方可设计性能，目前环氧树脂基导电胶占主导地位。但环氧树脂基导电胶存在渗透性差、脆性大，电导率低，接触电阻不稳定的问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:针对环氧树脂基导电胶渗透性差、脆性大，电导率低，接触电阻不稳定的弊端，提供了一种充分利用松香树干间隙中收集的粘稠汁液，与去离子水混合，调节PH后，经热蒸汽加热去除有害物质后得到松香天然树脂备用，再取纯铜粉对其表面处理后，通过滴加硝酸银溶液，形成纳米银包覆在铜粉表面提高其抗氧化性、降低隧穿电阻，得到覆纳米银铜粉，以松香天然树脂、环氧树脂混合为导电胶基体，加入覆纳米银铜粉导电填料、消泡剂、固化剂等助剂后超声分散、自然固化制得导电胶的方法，以达到提高其导电性，稳定接触电阻的目的。本发明制备步骤简单，所得产品渗透性好，有效解决了脆性大、电导率低和接触电阻不稳定问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(I)从松香树干上割开一块皮，从间隙中收集150?200mL渗出的粘稠汁液，按体积比1:5将粘稠汁液与去离子水混合，混合后用质量分数45%硫酸调节混合液pH值为5.0?5.5，随后将混合液放入容器中，再将容器放入蒸笼中并通过热蒸汽加热30?50min后取出，向容器中加入混合液总体积20?30%质量分数80%乙醇溶液，并用浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为8.0?9.0，调节后放入水浴中，在45?55°C下搅拌混合30?40min，搅拌后加压蒸馈去除无水乙醇和水分，得粘稠浓缩物，即为松香天然树脂，备用；
(2)称取350?380目8?1g纯铜粉，按固液比1:5将纯铜粉加入丙酮中，超声清洗15?20min后，放入去离子水中超声清洗5?lOmin，清洗后加入到质量分数5%盐酸溶液中超声清洗10?15min，酸洗后再用去离子水超声清洗5?1min去除残留酸液，即可得到处理后的铜粉；
(3)将上述处理后的铜粉加入到200?250mL的蒸馈水中，机械搅拌5?1min后，向其中滴加12?15mL质量分数10%硝酸银溶液，控制滴加时间为5?8min，滴加完毕后，在500?600r/min转速下搅拌反应直至溶液呈无色透明状时，停止搅拌反应，并将其放入3000r/min离心机中离心分离3?5min，收集沉淀物在60?80 °C的烘箱中烘干，得覆纳米银铜粉；
(4)按质量百分含量计，分别选取5?10%步骤(I)备用的松香天然树脂，20?25%环氧树脂，3?5%二乙烯三胺，I?3%磷酸三丁脂，2?4%丁二酸酐，2?4%三聚磷酸钠和3?5%硫脲，边搅拌边加入50?60%上述制得的覆纳米银铜粉，在室温下超声分散20?30min后，再在室温下自然固化4?6h，即制得一种导电胶。
[0005]本发明制得的导电胶电阻率为0.89X10—3?0.93X10—3Ω.cm，电磁波隔绝率为95?102dB，邵氏硬度为58?62，断裂伸长率为138?146%，附着力为1.47?1.51N/mm2，玻璃化温度为115?123°C。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明将松香天然树脂与环氧树脂复合，解决了单一环氧树脂基导电胶渗透性差、脆性大，电导率低，接触电阻不稳定的问题；
(2)本发明制备得到的覆纳米银铜粉导电填料具有导电率高，导电稳定性好的优点；
(3)本发明制备步骤简单，所得产品渗透性提高了26?30%，脆性小；
(4)电导率提高了35?38%，接触电阻稳定性好。
【具体实施方式】
[0007]首先从松香树干上割开一块皮，从间隙中收集150?200mL渗出的粘稠汁液，按体积比I: 5将粘稠汁液与去离子水混合，混合后用质量分数45%硫酸调节混合液pH值为5.0?5.5，随后将混合液放入容器中，再将容器放入蒸笼中并通过热蒸汽加热30?50min后取出，向容器中加入混合液总体积20?30%质量分数80%乙醇溶液，并用浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为8.0?9.0，调节后放入水浴中，在45?55°C下搅拌混合30?40min，搅拌后加压蒸馏去除无水乙醇和水分，得粘稠浓缩物，即为松香天然树脂，备用;然后称取350?380目8?1g纯铜粉，按固液比1:5将纯铜粉加入丙酮中，超声清洗15?20min后，放入去离子水中超声清洗5?lOmin，清洗后加入到质量分数5%盐酸溶液中超声清洗10?15min，酸洗后再用去离子水超声清洗5?1min去除残留酸液，即可得到处理后的铜粉;再将上述处理后的铜粉加入到200?250mL的蒸馏水中，机械搅拌5?1min后，向其中滴加12?15mL质量分数10%硝酸银溶液，控制滴加时间为5?8min，滴加完毕后，在500?600r/min转速下搅拌反应直至溶液呈无色透明状时，停止搅拌反应，并将其放入3000r/min离心机中离心分离3?5min，收集沉淀物在60?80°C的烘箱中烘干，得覆纳米银铜粉;最后按质量百分含量计，分别选取5?10%备用的松香天然树脂，20?25%环氧树脂，3?5%二乙烯三胺，I?3%磷酸三丁脂，2?4% 丁二酸酐，2?4%三聚磷酸钠和3?5%硫脲，边搅拌边加入50?60%上述制得的覆纳米银铜粉，在室温下超声分散20?30min后，再在室温下自然固化4?6h，即制得一种导电胶。
[0008]实例I
首先从松香树干上割开一块皮，从间隙中收集150mL渗出的粘稠汁液，按体积比1:5将粘稠汁液与去离子水混合，混合后用质量分数45%硫酸调节混合液pH值为5.0，随后将混合液放入容器中，再将容器放入蒸笼中并通过热蒸汽加热30min后取出，向容器中加入混合液总体积20%质量分数80%乙醇溶液，并用浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为8.0，调节后放入水浴中，在45°C下搅拌混合30min，搅拌后加压蒸馏去除无水乙醇和水分，得粘稠浓缩物，即为松香天然树脂，备用;然后称取350目Sg纯铜粉，按固液比1:5将纯铜粉加入丙酮中，超声清洗15min后，放入去离子水中超声清洗5min，清洗后加入到质量分数5%盐酸溶液中超声清洗lOmin，酸洗后再用去离子水超声清洗5min去除残留酸液，即可得到处理后的铜粉；再将上述处理后的铜粉加入到200mL的蒸馏水中，机械搅拌5min后，向其中滴加12mL质量分数10%硝酸银溶液，控制滴加时间为5min，滴加完毕后，在500r/min转速下搅拌反应直至溶液呈无色透明状时，停止搅拌反应，并将其放入3000r/min离心机中离心分离3min，收集沉淀物在60°C的烘箱中烘干，得覆纳米银铜粉;最后按质量百分含量计，分别选取5%备用的松香天然树脂，25%环氧树脂，5% 二乙烯三胺，3%磷酸三丁脂，4% 丁二酸酐，4%三聚磷酸钠和4%硫脲，边搅拌边加入50%上述制得的覆纳米银铜粉，在室温下超声分散20min后，再在室温下自然固化4h，即制得一种导电胶。本发明制备步骤简单，所得产品渗透性提高了26%，脆性小；电导率提高了35%，接触电阻稳定性好;制得的导电胶电阻率为0.89 X 10—3 Ω.cm,电磁波隔绝率为95dB，邵氏硬度为58，断裂伸长率为138%，附着力为1.47N/mm2，玻璃化温度为115。。。
[0009]实例2
首先从松香树干上割开一块皮，从间隙中收集175mL渗出的粘稠汁液，按体积比1:5将粘稠汁液与去离子水混合，混合后用质量分数45%硫酸调节混合液pH值为5.3，随后将混合液放入容器中，再将容器放入蒸笼中并通过热蒸汽加热40min后取出，向容器中加入混合液总体积25%质量分数80%乙醇溶液，并用浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为8.5，调节后放入水浴中，在50°C下搅拌混合35min，搅拌后加压蒸馏去除无水乙醇和水分，得粘稠浓缩物，即为松香天然树脂，备用;然后称取365目9g纯铜粉，按固液比1:5将纯铜粉加入丙酮中，超声清洗ISmin后，放入去离子水中超声清洗8min，清洗后加入到质量分数5%盐酸溶液中超声清洗13min，酸洗后再用去离子水超声清洗Smin去除残留酸液，即可得到处理后的铜粉；再将上述处理后的铜粉加入到225mL的蒸馏水中，机械搅拌8min后，向其中滴加13mL质量分数10%硝酸银溶液，控制滴加时间为7min，滴加完毕后，在550r/min转速下搅拌反应直至溶液呈无色透明状时，停止搅拌反应，并将其放入3000r/min离心机中离心分离4min，收集沉淀物在70°C的烘箱中烘干，得覆纳米银铜粉;最后按质量百分含量计，分别选取7%备用的松香天然树脂，23%环氧树脂，4% 二乙烯三胺，2%磷酸三丁脂，3% 丁二酸酐，3%三聚磷酸钠和5%硫脲，边搅拌边加入53%上述制得的覆纳米银铜粉，在室温下超声分散25min后，再在室温下自然固化5h，即制得一种导电胶。本发明制备步骤简单，所得产品渗透性提高了28%，脆性小；电导率提高了37%，接触电阻稳定性好;制得的导电胶电阻率为0.91 X 10—3 Ω.cm,电磁波隔绝率为99dB，邵氏硬度为60，断裂伸长率为142%，附着力为1.49N/mm2，玻璃化温度为119。。。
[0010]实例3
首先从松香树干上割开一块皮，从间隙中收集200mL渗出的粘稠汁液，按体积比1:5将粘稠汁液与去离子水混合，混合后用质量分数45%硫酸调节混合液pH值为5.5，随后将混合液放入容器中，再将容器放入蒸笼中并通过热蒸汽加热50min后取出，向容器中加入混合液总体积30%质量分数80%乙醇溶液，并用浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为9.0，调节后放入水浴中，在55°C下搅拌混合40min，搅拌后加压蒸馏去除无水乙醇和水分，得粘稠浓缩物，即为松香天然树脂，备用；然后称取380目1g纯铜粉，按固液比1:5将纯铜粉加入丙酮中，超声清洗20min后，放入去离子水中超声清洗lOmin，清洗后加入到质量分数5%盐酸溶液中超声清洗15min，酸洗后再用去离子水超声清洗1min去除残留酸液，即可得到处理后的铜粉;再将上述处理后的铜粉加入到250mL的蒸馏水中，机械搅拌1min后，向其中滴加15mL质量分数10%硝酸银溶液，控制滴加时间为8min，滴加完毕后，在600r/min转速下搅拌反应直至溶液呈无色透明状时，停止搅拌反应，并将其放入3000r/min离心机中离心分离5min，收集沉淀物在80°C的烘箱中烘干，得覆纳米银铜粉;最后按质量百分含量计，分别选取8%备用的松香天然树脂，25%环氧树脂，5% 二乙烯三胺，1%磷酸三丁脂，2% 丁二酸酐，2%三聚磷酸钠和5%硫脲，边搅拌边加入60%上述制得的覆纳米银铜粉，在室温下超声分散30min后，再在室温下自然固化6h，即制得一种导电胶。本发明制备步骤简单，所得产品渗透性提高了30%，脆性小；电导率提高了38%，接触电阻稳定性好;制得的导电胶电阻率为0.93 X 10—3 Ω.cm，电磁波隔绝率为102dB，邵氏硬度为62，断裂伸长率为146%，附着力为1.51N/mm2，玻璃化温度为123°C。
【主权项】
1.一种松香天然树脂复合环氧树脂制备导电胶的方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)从松香树干上割开一块皮，从间隙中收集150?200mL渗出的粘稠汁液，按体积比1:5将粘稠汁液与去离子水混合，混合后用质量分数45%硫酸调节混合液pH值为5.0?5.5，随后将混合液放入容器中，再将容器放入蒸笼中并通过热蒸汽加热30?50min后取出，向容器中加入混合液总体积20?30%质量分数80%乙醇溶液，并用浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为8.0?9.0，调节后放入水浴中，在45?55°C下搅拌混合30?40min，搅拌后加压蒸馈去除无水乙醇和水分，得粘稠浓缩物，即为松香天然树脂，备用； (2)称取350?380目8?1g纯铜粉，按固液比1:5将纯铜粉加入丙酮中，超声清洗15?20min后，放入去离子水中超声清洗5?lOmin，清洗后加入到质量分数5%盐酸溶液中超声清洗10?15min，酸洗后再用去离子水超声清洗5?1min去除残留酸液，即可得到处理后的铜粉； (3)将上述处理后的铜粉加入到200?250mL的蒸馈水中，机械搅拌5?1min后，向其中滴加12?15mL质量分数10%硝酸银溶液，控制滴加时间为5?8min，滴加完毕后，在500?600r/min转速下搅拌反应直至溶液呈无色透明状时，停止搅拌反应，并将其放入3000r/min离心机中离心分离3?5min，收集沉淀物在60?80 °C的烘箱中烘干，得覆纳米银铜粉； (4 )按质量百分含量计，分别选取5?10%步骤(I)备用的松香天然树脂，20?25%环氧树脂，3?5%二乙烯三胺，I?3%磷酸三丁脂，2?4%丁二酸酐，2?4%三聚磷酸钠和3?5%硫脲，边搅拌边加入50?60%上述制得的覆纳米银铜粉，在室温下超声分散20?30min后，再在室温下自然固化4?6h，即制得一种导电胶。
【文档编号】C09J11/04GK105925226SQ201610484001
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】陈建峰, 盛海丰, 王统军
【申请人】陈建峰