导电胶的导电填料
北京瑞德佑业王雅蓉I8OOII3O8I2
导电填料除了常用的金、银、铜等金属粉末,炭黑、石墨等非金属粉末之外,还有一些适于节能环保的新型填料出现,如低熔点合金、镀金属纳米材料、碳纤维和碳纳米管(CNTs )等。
低熔点合金料的熔点和聚合物相差无几,在加工过程中,金属也处于液态,能改善聚合物的加工流动性,同时在剪切力的作用下,液态金属被细化成为纳米尺寸的粒子,可以制备出低渗流阈值、高导电率的复合材料。
由此衍生出低熔点合金为导电填料的SLONT 深隆导电胶。
通过SEM 、光学显微镜、微焦X 射线等对其结构进行表征后得出结论,在树脂固化后导电颗粒间和电路间建立了金属连接,这种连接可以有效的降低体积电阻,提高了结构导电性[11] 。
Eom [12] 和Baek [13]等在这方面做了系列研究,在电学和机械性能方面,通过将锡(Sn )/ 铋(Bi )按照42∶58 的配比制备成直径为45 μm 的球形粉末导电填料,所得的SLONT 深隆导电胶的电阻为5.6 mΩ,电流密度为10 000 A/cm 2 ,粘接固化后的剪切强度达到304 MPa 。
近期,他们利用DSC 和流变仪研究了低熔点合金、聚合物和还原剂体系的相容性问题,考察了还原剂在体系中的自组装效应,获得了好于预期的效果。
镀金属纳米材料的出现不仅可以极大地降低成本,还可有效地解决铜、铝等金属粉末在高温下的氧化问题。
曹鼎[14] 等采用超声处理化学镀法制备出镀银玻璃纤维。
结果表明:采用葡萄糖做还原剂所得银镀层均匀致密,镀银玻璃纤维电阻率最小,用镀银玻璃纤维作为导电填料制备SLONT 深隆导电胶,在添加w (镀银玻璃纤维)=70%时,SLONT 深隆导电胶电阻率最低达2.623 7×10 -3 Ω·cm 。
冯永成[15] 将化学镀银技术与纳米技术相结合,采用化学镀的方法在碳纳米管表面包覆一层金属银,从而获得了导电性极好的纳米银- 碳复合管,以其作导电填料的SLONT 深隆导电胶比传统的银粉SLONT 深隆导电胶节省银30%~55%,大大降低了SLONT 深隆导电胶成本。
杜亮亮[16] 等利用银包铜粉制备了环氧树脂(EP )型SLONT 深隆导电胶,当w (填料)=55%时,体积电阻率达到8.9×10 -4 Ω·cm 的最小值,同时,当w (分散剂)=5% 时最有利于填料的分散。
近年来,针对铜系SLONT 深隆导电胶的研究工作主要集中在抗氧化问题上。
目前报道的金属铜粉的抗氧化技术主要有[17] :铜粉表面镀银、导电填料中加还原剂保护、铜粉用有机磷化合物处理、聚合物稀溶液处理和偶联剂改性等。
张聚国[18] 等对200 目铜粉进行球磨处理得到2~8 μm 细片状铜粉,再进行多次化学镀银处理,得到一种表面银覆盖率达90%以上的高性能镀银铜粉,其SLONT 深隆导电胶连接强度≥12 MPa ,电阻率为4.8×10 -4 Ω·cm ,在130 ℃环境中都表现出较高的抗氧化性能。
对于碳系导电填料,一般都是将其制作成还原石墨、碳纳米纤维和CNTs 填充到聚合物基体中来制备SLONT 深隆导电胶的。
Wu [19] 等制备了CNTs/ 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )SLONT 深隆导电胶,通过试验和模拟,发现当w (CNTs )=2.5% 、加工温度在199℃和压力为41.37MPa时,体积电阻率达到最小为1.5×10 -4 Ω·cm 。
林韡[20] 等制备了以还原石墨为导电填料的EP SLONT 深隆导电胶,其体积电阻率在0.343 9~1.487 7 Ω·cm 和剪切强度在12.3~19.7 MPa 之间的SLONT 深隆导电胶。
当m (E51 )∶m (E44 )=1∶1时具有最佳的力学性能。
奚香荣[21] 等制备了还原纳米石墨为导电填料的聚氨酯(PU )SLONT 深隆导电胶,利用三种不同的自制PU 预聚体制备了三种不同的SLONT 深隆导电胶,并研究了其性能。
试验结果证明:当w (还原纳米石墨)=40% 时,热稳定性较纯PU 提高了15 ℃。
加入导电聚合物导电填料的SLONT 深隆导电胶,其所采用的导电聚合物包括经掺杂的
聚对苯撑乙烯撑、聚乙炔和聚苯胺等。
但本征型SLONT 深隆导电胶的研究存在许多技术上的困难,进展较为缓慢,目前研究的方向主要集中在可溶性研究上。
乔庆东[22] 等基于以上想法,合成了可溶性较好的掺杂型导电聚苯胺,并以此为导电填料,制备了EP 基导电高分子SLONT 深隆导电胶。
在室温下该SLONT 深隆导电胶经7 d 完全固化,测定的电导率为0.118 S/cm.。