一种纳米银胶及其制备方法与流程
一种纳米银胶及其制备方法与流程
本发明属于银胶，具体是一种纳米银胶及其制备方法。
背景技术
纳米银胶是一种利用纳米级银颗粒作为导电填料的粘合剂，通过树脂基体的粘接作用，形成高密度导电网络，实现高效导电连接。这种材料具有高导电性和高导热性，适用于电子、光电和通信等领域。
纳米银颗粒因其尺寸较小，容易发生团聚或迁移现象，因此影响导电胶的均匀性和导电性能。现有技术研究发现添加铜可以改善银胶机械性能，但铜易氧化，因此通常需要制备成银包铜，该过程对包覆技术要求较高，包覆不均匀致密性差，且粒径控制和分散性问题也难以解决。
研究表明，银包铜粉在导电胶中表现出良好的分散性和抗氧化性。然而，由于银和铜的熔点和硬度不同，在高温下银层可能会从铜粉表面脱离，导致铜颗粒暴露并迅速氧化。银粉和铜粉在导电胶中的相容性并不是完全理想。虽然通过镀银铜粉的制备可以在一定程度上改善铜粉的抗氧化性和导电性，但其稳定性和结合力仍需进一步优化。
技术实现思路
本发明克服上述技术问题，因此提供一种纳米银胶及其制备方法，该纳米银胶在维持导电率和剪切强度的同时，还能展现出良好的稳定性。通过配方的调整，本发明实现了在不降低导电性和剪切强度的前提下，显著提升了银胶的稳定性，满足了电子工业对高性能导电材料的需求。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明公开一种纳米银胶，包括以下质量份的制备原料：80份复合银粉填料、5～15份树脂、3～7份液体丁腈橡胶、1～4份有机载体、0.1～0.5份消泡剂、2～6份稀释剂；较佳地，所述纳米银胶包括以下质量份的制备原料：80份复合银粉填料、8～13份树脂、4～6份液体丁腈橡胶、1～3份有机载体、0.1～0.5份消泡剂、2～6份稀释剂；
所述复合银粉填料包括以下质量份制备原料：100份银粉和2～10份铜镧合金；较佳地，所述复合银粉填料包括以下质量份制备原料：100份银粉和5～8份铜镧合金。
根据一些优选实施例中，所述银粉为球形颗粒。
根据一些优选实施例中，所述银粉的d50为300～600nm，较佳地，所述银粉的d50为300～500nm。
根据一些优选实施例中，所述铜镧合金包括以下质量百分数元素：5～10wt％la；较佳的为，所述铜镧合金由以下质量百分数元素组成：5～10wt％la，余量为cu；更佳地，所述铜镧合金由以下质量百分数元素组成：5～8wt％la，余量为cu。
其中，铜镧合金因其晶体结构细小、组织致密，展现出优异的导电率，这对于改善复合银粉填料的综合性能具有重要作用。镧的引入能够增强铜基体的导电性和导热性，同时改善铜的抗氧化性能；此外，含镧的铜合金能够改善银胶的的机械性能，包括抗拉强度、剪切强度、延伸率和韧性。
根据一些优选实施例中，所述树脂为双酚a环氧树脂和酚醛环氧树脂。
其中，较佳地，所述酚醛环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂。
根据一些优选实施例中，按质量份计，所述树脂包括70～80份双酚a环氧树脂和10～30份酚醛环氧树脂。
根据一些优选实施例中，所述液体丁腈橡胶的粘度为15～25pa·s。
根据一些优选实施例中，所述液体丁腈橡胶的结合丙烯腈含量为26～28％。
其中，液体丁腈橡胶和树脂通过交联反应形成互穿网络聚合物结构，这种结构赋予了银胶优异的附着力。由于液体丁腈橡胶具有活泼的化学性质，它容易与金属结合，从而在铜镧合金粉末表面形成银层。此外，液体丁腈橡胶作为一种有效的交联剂，还促使银粉能够均匀分散在树脂之间。
根据一些优选实施例中，所述有机载体为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、石蜡和乙基纤维素中的至少一种。
根据一些优选实施例中，所述稀释剂为松油醇、酯醇、柠檬酸三丁酯和环己异龙脑酯中的至少一种。
根据一些优选实施例中，所述纳米银胶的剪切强度＞55mpa，较佳的为57～65mpa。
根据一些优选实施例中，所述纳米银胶的体积电阻率为5×10-6～6×10-6ω·cm，较佳的为5.2×10-6～5.6×10-6ω·cm。
本发明还公开一种纳米银胶的制备方法，包括以下步骤：
s1.按所需配比将树脂、稀释剂、液体丁腈橡胶、有机载体和复合银粉填料混合，得到第一混合物
s2.再于第一混合物中加入消泡剂搅拌，过滤即可得到纳米银胶。
s1中，所述混合采用高速分散机。
s1中，所述混合的转速为1000～1500rpm。
s1中，所述混合的时间为2～10min。
s2中，所述过滤的目数为400～500目。
本发明的纳米银胶的制备方法还包括复合银粉填料的制备方法；
其中，所述复合银粉填料的制备方法包括以下步骤：
步骤1.将铜镧合金破碎、研磨、筛分后得到铜镧合金粉；
步骤2.将铜镧合金粉和银粉混匀即可得到复合银粉填料。
步骤1中，所述研磨采用球磨机。
步骤1中，所述筛分后的铜镧合金粉的粒径为d50＝1～5μm
本发明的纳米银胶的烧结程序为在80～120℃下烧结20～30min，再于200～220℃下烧结30～50min。
本发明的纳米银胶的烧结方式为无压烧结。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
- 本发明涉及一种纳米银胶配方，其中复合银粉填料特别配比了铜镧合金粉。这种配比利用铜镧合金粉的优异分散性能，有效提升了银胶的稳定性和机械性能。在配方中，液体丁腈橡胶被添加到树脂中，不仅因其与树脂形成的互穿网络聚合物结构而增强了银胶的附着力，而且由于其活泼的化学性质，液体丁腈橡胶与金属粉末的结合性良好，进一步促进了银粉和铜镧合金粉在树脂基体中的均匀分布。这种均匀分布对于提高银胶的整体性能至关重要。因此，经过这些改良，本发明的纳米银胶展现出良好的机械性能，以及优异的稳定性和耐久性。
- 由于上述配方的调整。本发明的纳米银胶在保持导电性和剪切强度的同时，也增强了其稳定性。经过三次弯折后，对模拟器件进行抗挠折性能测试，结果显示性能优良，电阻变化率仅为2.3％～7.7％。
技术特征
一种纳米银胶，其特征在于，包括以下质量份的制备原料：80份复合银粉填料、5～15份树脂、3～7份液体丁腈橡胶、1～4份有机载体、0.1～0.5份消泡剂、2～6份稀释剂；
如权利要求1所述的纳米银胶，其特征在于，所述银粉为球形颗粒；
如权利要求1所述的纳米银胶，其特征在于，所述铜镧合金包括以下质量百分数元素：5～10wt％la。
如权利要求1所述的纳米银胶，其特征在于，所述树脂为双酚a环氧树脂和酚醛环氧树脂。
如权利要求1所述的纳米银胶，其特征在于，所述液体丁腈橡胶的粘度为15～25pa·s；
如权利要求1所述的纳米银胶，其特征在于，所述有机载体为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、石蜡和乙基纤维素中的至少一种；
如权利要求1所述的纳米银胶，其特征在于，所述纳米银胶的剪切强度＞55mpa；
权利要求1～7中任一项所述的纳米银胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
如权利要求8所述的纳米银胶的制备方法，其特征在于，所述混合采用高速分散机，所述混合的转速为1000～1500rpm；
如权利要求8所述的纳米银胶的制备方法，其特征在于，还包括复合银粉填料的制备方法；
技术总结
本发明公开一种纳米银胶及其制备方法，涉及银胶技术领域；其包括以下质量份的制备原料：80份复合银粉填料、5～15份树脂、3～7份液体丁腈橡胶、1～4份有机载体、0.1～0.5份消泡剂、2～6份稀释剂。纳米银胶的制备方法包括以下步骤：S1.按所需配比将树脂、稀释剂、液体丁腈橡胶、有机载体和复合银粉填料混合，得到第一混合物；S2.再于第一混合物中加入消泡剂搅拌，过滤即可得到纳米银胶。本发明的纳米银胶在维持导电率和剪切强度的同时，还能展现出良好的稳定性。
技术研发信息
技术研发人员：周佩先,刘芳波,黄向远,徐华姿
受保护的技术使用者：湖南创瑾科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20