本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料，具體為一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠作為一種用于電子元器件封裝、柔性電路互聯(lián)及電磁屏蔽的關(guān)鍵材料，近年來(lái)在精密電子制造、光電封裝及高可靠性互聯(lián)領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。該類導(dǎo)電膠通常以有機(jī)硅基體樹脂為主體，配合光敏固化劑、導(dǎo)電填料、反應(yīng)性稀釋劑、偶聯(lián)劑及觸變劑等組成，通過(guò)紫外光照射實(shí)現(xiàn)快速固化，形成具備一定導(dǎo)電性及粘結(jié)強(qiáng)度的固化層，可有效滿足高速信號(hào)傳輸、電路連接固定及防靜電等功能需求。
2、現(xiàn)有紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠雖具備一定的導(dǎo)電性和光固化特性，但仍存在以下主要不足：
3、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差：傳統(tǒng)體系多采用銀粉、碳黑等常見導(dǎo)電填料，由于填料分散性差、界面結(jié)合力不足，導(dǎo)致電子遷移通道易斷裂，體積電阻率隨時(shí)間及環(huán)境條件波動(dòng)較大，難以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定導(dǎo)電性能；
4、固化深度與環(huán)境適應(yīng)性不足：受光引發(fā)劑吸收效率及導(dǎo)電填料遮光效應(yīng)影響，現(xiàn)有膠體固化深度有限，厚膠層固化不徹底；同時(shí)在高濕、鹽霧等苛刻環(huán)境下性能衰減明顯，限制了其在高端封裝及戶外設(shè)備中的長(zhǎng)期應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，包括以下具體組成成分：
4、有機(jī)硅基體樹脂、光敏固化劑、導(dǎo)電填料、反應(yīng)性稀釋劑、偶聯(lián)劑以及觸變劑；
5、該有機(jī)硅導(dǎo)電膠還包括添加物，所述添加物具體包括：
6、碳硼烯簇微粒、磷腈硅烷納米籠、硫摻雜鎢酸鹽納米片、氟化鉀修飾空心石墨烯球以及鍺氧烷光敏增強(qiáng)劑。
7、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述具體組成成分的質(zhì)量份數(shù)如下：
8、有機(jī)硅基體樹脂為40-60份；
9、光敏固化劑為3-8份；
10、導(dǎo)電填料為20-40份；
11、反應(yīng)性稀釋劑為5-15份；
12、偶聯(lián)劑為0.5-3份；
13、觸變劑為0.1-2份。
14、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述具體組成成分中：
15、有機(jī)硅基體樹脂以含有甲基、苯基或氟代取代基的有機(jī)硅聚合物為主體，選用聚二甲基硅氧烷pdms、乙烯基封端硅油、苯基改性硅樹脂；
16、光敏固化劑包括α-羥基酮類光引發(fā)劑和二苯基膦氧類光引發(fā)劑，α-羥基酮類光引發(fā)劑選用苯基二甲基乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮，二苯基膦氧類光引發(fā)劑為二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦氧；
17、導(dǎo)電填料采用銀粉、銀鍍銅粉以及石墨烯納米片；
18、反應(yīng)性稀釋劑為低粘度丙烯酸類單體，包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯tmpta和二羥基丙基丙烯酸酯；
19、偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷kh-570；
20、觸變劑為改性氣相二氧化硅和聚酰胺蠟微粉。
21、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述添加物的質(zhì)量份數(shù)如下：
22、碳硼烯簇微粒為2-5份；
23、磷腈硅烷納米籠為1-3份；
24、硫摻雜鎢酸鹽納米片為1-4份；
25、氟化鉀修飾空心石墨烯球?yàn)?-6份；
26、鍺氧烷光敏增強(qiáng)劑為0.5-2份。
27、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述碳硼烯簇微粒為具有十二面體籠狀結(jié)構(gòu)的碳-硼-氫三元化合物，分子式為b12c4h12，通過(guò)表面羥基或有機(jī)硅烷基團(tuán)改性，以增強(qiáng)其與有機(jī)硅基體的相容性和化學(xué)結(jié)合力，碳硼烯簇微粒在導(dǎo)電膠中構(gòu)建電子隧穿導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，用于提供優(yōu)異的電子遷移率和熱穩(wěn)定性。
28、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述磷腈硅烷納米籠由環(huán)狀聚磷腈骨架單元[(npcl2)3]與硅烷基團(tuán)共價(jià)結(jié)合構(gòu)成，粒徑為1-3nm；
29、該納米籠具有磷-氮主鏈結(jié)構(gòu)和外圍硅烷活性基團(tuán)，在有機(jī)硅體系內(nèi)用于實(shí)現(xiàn)共價(jià)交聯(lián)，提升材料的阻燃性、抗離子遷移性及長(zhǎng)期電絕緣穩(wěn)定性。
30、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述硫摻雜鎢酸鹽納米片由層狀鎢酸鹽晶格部分替位硫元素形成w-s-o混合晶格結(jié)構(gòu)，厚度為5-10nm，表面經(jīng)氨基硅烷或羥基硅烷官能化處理。
31、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述氟化鉀修飾空心石墨烯球?yàn)橹锌战Y(jié)構(gòu)，直徑200-500nm，表面均勻負(fù)載氟化鉀納米晶體，通過(guò)離子鍵實(shí)現(xiàn)石墨烯表面功能化；氟化鉀修飾空心石墨烯球在導(dǎo)電膠膠體中構(gòu)建低界面阻抗的電子/離子協(xié)同導(dǎo)電通道，并緩解膠體固化過(guò)程中的體積收縮應(yīng)力。
32、進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述鍺氧烷光敏增強(qiáng)劑為含鍺元素的有機(jī)氧烷衍生物，分子式為ge(och3)4衍生結(jié)構(gòu)，用于與光敏固化劑協(xié)同作用，提升紫外光固化速率及交聯(lián)密度。
33、一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠的制備方法，基于上述的有機(jī)硅導(dǎo)電膠進(jìn)行制備，包括以下具體步驟：
34、s1、有機(jī)硅基體樹脂的預(yù)混合處理；
35、s2、加入光敏固化劑和鍺氧烷光敏增強(qiáng)劑并均勻分散；
36、s3、導(dǎo)電填料和氟化鉀修飾空心石墨烯球的協(xié)同分散；
37、s4、加入反應(yīng)性稀釋劑與偶聯(lián)劑，改善體系粘度及界面結(jié)合；
38、s5、協(xié)同引入碳硼烯簇微粒、磷腈硅烷納米籠、硫摻雜鎢酸鹽納米片；
39、s6、進(jìn)行觸變劑調(diào)控及真空脫泡，得到最終的紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠。
40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠及其制備方法，具備以下有益效果：
41、該紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠及其制備方法，通過(guò)在傳統(tǒng)紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠體系中引入多種功能性添加物，在分子及納米尺度上構(gòu)建多維導(dǎo)電通路，并優(yōu)化光固化引發(fā)效率與界面穩(wěn)定性，使制備的導(dǎo)電膠不僅實(shí)現(xiàn)低電阻率，還能在厚度較高的膠層中快速深層固化，同時(shí)具備優(yōu)異的耐濕熱及耐腐蝕性能；顯著提升導(dǎo)電膠在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和使用壽命，拓寬其在高端電子封裝、柔性器件互聯(lián)及惡劣條件下電子元件保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
1.一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，包括以下具體組成成分：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述具體組成成分的質(zhì)量份數(shù)如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述具體組成成分中：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述添加物的質(zhì)量份數(shù)如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述碳硼烯簇微粒為具有十二面體籠狀結(jié)構(gòu)的碳-硼-氫三元化合物，分子式為b12c4h12，通過(guò)表面羥基或有機(jī)硅烷基團(tuán)改性，以增強(qiáng)其與有機(jī)硅基體的相容性和化學(xué)結(jié)合力，碳硼烯簇微粒在導(dǎo)電膠中構(gòu)建電子隧穿導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，用于提供優(yōu)異的電子遷移率和熱穩(wěn)定性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述磷腈硅烷納米籠由環(huán)狀聚磷腈骨架單元[(npcl2)3]與硅烷基團(tuán)共價(jià)結(jié)合構(gòu)成，粒徑為1-3nm；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述硫摻雜鎢酸鹽納米片由層狀鎢酸鹽晶格部分替位硫元素形成w-s-o混合晶格結(jié)構(gòu)，厚度為5-10nm，表面經(jīng)氨基硅烷或羥基硅烷官能化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述氟化鉀修飾空心石墨烯球?yàn)橹锌战Y(jié)構(gòu)，直徑200-500nm，表面均勻負(fù)載氟化鉀納米晶體，通過(guò)離子鍵實(shí)現(xiàn)石墨烯表面功能化；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠，其特征在于，所述鍺氧烷光敏增強(qiáng)劑為含鍺元素的有機(jī)氧烷衍生物，分子式為ge(och3)4衍生結(jié)構(gòu)，用于與光敏固化劑協(xié)同作用，提升紫外光固化速率及交聯(lián)密度。
10.一種紫外光固化有機(jī)硅導(dǎo)電膠的制備方法，基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的有機(jī)硅導(dǎo)電膠進(jìn)行制備，其特征在于，包括以下具體步驟：