本發(fā)明屬于電子漿料,具體地,涉及一種導(dǎo)電銅漿料及其制備方法。
背景技術(shù):
1、導(dǎo)電銅漿料是一種以銅粉為主要原料的導(dǎo)電材料,其制備工藝相對簡單,且生產(chǎn)成本較低,具有較高的性價比;導(dǎo)電銅漿料的加工方式多樣,應(yīng)用場景廣泛,這些優(yōu)點(diǎn)使得導(dǎo)電銅漿料在電子工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
2、然而,因?yàn)閷?dǎo)電銅漿料的有機(jī)載體通常為環(huán)氧樹脂,而環(huán)氧樹脂耐熱性較差,長期處于較高溫度條件下環(huán)氧樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生變化從而影響固化后的產(chǎn)品的電阻,所以導(dǎo)電銅漿料的穩(wěn)定性容易受溫度影響,這使得導(dǎo)電銅漿料無法應(yīng)用在較高溫度的環(huán)境中,嚴(yán)重地限制了導(dǎo)電銅漿料的應(yīng)用場景;此外,導(dǎo)電銅漿料中的銅粉并不穩(wěn)定,容易被空氣氧化,現(xiàn)有技術(shù)中常用銀包銅以解決銅粉易被氧化的問題,但銀成本昂貴,且其價格仍在不斷上漲,不利于推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電銅漿料及其制備方法,用以解決上述背景技術(shù)中的問題。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
3、一種導(dǎo)電銅漿料,包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:銅粉65-75份、復(fù)合功能劑8-10份、納米二氧化硅5-8份、有機(jī)載體15-25份、交聯(lián)劑1-3份。
4、一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,包括以下步驟:
5、第一步:按質(zhì)量份數(shù)稱取并篩選各原料;
6、第二步:將銅粉經(jīng)過酸洗,乙醇洗后,與復(fù)合功能劑一起攪拌混合均勻,熱處理后得到包覆復(fù)合功能劑的銅粉;
7、第三步:將包覆復(fù)合功能劑的銅粉、納米二氧化硅、有機(jī)載體、交聯(lián)劑充分混合得到所述導(dǎo)電銅漿料;
8、進(jìn)一步地,所述銅粉的粒徑為100nm-3μm。
9、進(jìn)一步地,第二步中酸洗用的酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的鹽酸,乙醇洗用的乙醇為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的工業(yè)乙醇,熱處理的溫度條件為55-65℃,熱處理的時間條件為90-120min。
10、進(jìn)一步地,第三步中混合的溫度條件為35-45℃,混合的時間條件為30-45min。
11、進(jìn)一步地,所述有機(jī)載體為縮水甘油胺環(huán)氧樹脂。
12、進(jìn)一步地,所述交聯(lián)劑為鄰苯二甲酸和對苯二甲酸中的一種。
13、進(jìn)一步地,所述復(fù)合功能劑由以下步驟制成:
14、步驟1:將馬來酸酐,乙酸乙酯加入三口燒瓶中,并將三口燒瓶置于冰水浴環(huán)境,向三口燒瓶中滴加對氨基苯酚溶液,滴加完畢后,撤去冰水浴,攪拌,抽濾,并將抽濾產(chǎn)物和三聚氯氰、四氫呋喃、三乙胺加入三口燒瓶中,開啟磁力攪拌,冰水浴條件下反應(yīng)3h,反應(yīng)結(jié)束后,用碳酸氫鈉溶液洗滌,分液漏斗分離有機(jī)層,干燥,過濾,旋轉(zhuǎn)后得到中間體1;
15、步驟2:將中間體1、三乙基硅氫、磷鎓陽離子溶液加入三口燒瓶中,在溫度60℃條件下反應(yīng)4h,反應(yīng)結(jié)束后,旋蒸得到中間體2;
16、步驟3:將氫氧化鈉溶液,中間體2的二氯甲烷溶液加入三口燒瓶中,開啟磁力攪拌,向三口燒瓶中加入三氯氧磷的二氯甲烷溶液,在室溫條件下反應(yīng)2.5h,反應(yīng)結(jié)束后,向三口燒瓶中加入氫氧化鈉溶液洗滌,用分液漏斗分離有機(jī)層后,用飽和氯化鈉溶液洗至中性,干燥,旋蒸后得到所述復(fù)合功能劑。
17、進(jìn)一步地,步驟1中的對氨基苯酚溶液由0.1mol對氨基苯酚和30-36g乙酸乙酯配制而成,所用馬來酸酐、乙酸乙酯、對氨基苯酚溶液,三聚氯氰、四氫呋喃、三乙胺的用量比為0.1mol:220-240g:41-47g:18-20g:72-80g:24-30g。
18、進(jìn)一步地,步驟2中的磷鎓陽離子溶液由1g的[(c6f5)3pf][b(c6f5)4]和150-180g的二氯甲烷配制而成,中間體1、三乙基硅氫和磷鎓陽離子溶液的用量比為0.08mol:0.08-0.1mol:151-181g。
19、進(jìn)一步地,步驟3中的氫氧化鈉溶液由1.5g氫氧化鈉和5g超純水配制而成,中間體2的二氯甲烷溶液由0.06mol中間體2和40g二氯甲烷配制而成,三氯氧磷的二氯甲烷溶液由0.02mol三氯氧磷和15g二氯甲烷配制而成,所用氫氧化鈉溶液、中間體2的二氯甲烷溶液、三氯氧磷的二氯甲烷溶液的用量比為6.5g:58.3g:18g。
20、本發(fā)明的有益效果:
21、本發(fā)明以銅粉、復(fù)合功能劑、納米二氧化硅、有機(jī)載體、交聯(lián)劑為原料制備了一種導(dǎo)電銅漿料,本發(fā)明的導(dǎo)電銅漿制備工藝簡單,且加工過程中不使用銀,顯著降低了生產(chǎn)成本;
22、本發(fā)明以馬來酸酐,對氨基苯酚為原料,三聚氯氰為催化劑,三乙胺為縛酸劑,制備了具有剛性結(jié)構(gòu)的中間體1,進(jìn)而使中間體1的雙鍵和三乙基硅氫在磷鎓陽離子的催化作用下發(fā)生加成反應(yīng),制得具有有機(jī)硅結(jié)構(gòu)的中間體2,最終使中間體2和三氯氧磷發(fā)生親核取代反應(yīng)得到具有磷酸酯結(jié)構(gòu)的復(fù)合功能劑,用復(fù)合功能劑對銅粉進(jìn)行有機(jī)磷化處理,可以在銅粉表面形成絡(luò)合物層阻止銅與氧原子接觸,進(jìn)而阻止銅粉氧化,此外復(fù)合功能劑中同時具有親有機(jī)結(jié)構(gòu)和親無機(jī)結(jié)構(gòu)(有機(jī)硅結(jié)構(gòu))能改善納米二氧化硅在環(huán)氧樹脂中的分散性及浸潤性,提高導(dǎo)電銅漿料的整體耐熱性和機(jī)械性能,復(fù)合功能劑中的剛性結(jié)構(gòu)基團(tuán)還可以顯著提高分子鏈的內(nèi)旋阻力,協(xié)同提高導(dǎo)電銅漿料的熱穩(wěn)定性;
23、本發(fā)明的導(dǎo)電銅漿料固化后熱穩(wěn)定性良好,抗氧化性強(qiáng),在室溫下長期放置電阻也不會產(chǎn)生明顯變化,在較高溫度下仍能保持良好的穩(wěn)定性,可以在電路板、電子元器件、平板顯示及觸控領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
1.一種導(dǎo)電銅漿料,其特征在于,包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:銅粉65-75份、復(fù)合功能劑8-10份、納米二氧化硅5-8份、有機(jī)載體15-25份、交聯(lián)劑1-3份;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電銅漿料,其特征在于,步驟1中的對氨基苯酚溶液由0.1mol對氨基苯酚和30-36g乙酸乙酯配制而成,所用馬來酸酐、乙酸乙酯、對氨基苯酚溶液,三聚氯氰、四氫呋喃、三乙胺的用量比為0.1mol:220-240g:41-47g:18-20g:72-80g:24-30g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電銅漿料,其特征在于,步驟2中的磷鎓陽離子溶液由1g的[(c6f5)3pf][b(c6f5)4]和150-180g的二氯甲烷配制而成,中間體1、三乙基硅氫和磷鎓陽離子溶液的用量比為0.08mol:0.08-0.1mol:151-181g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電銅漿料,其特征在于,步驟3中的氫氧化鈉溶液由1.5g氫氧化鈉和5g超純水配制而成,中間體2的二氯甲烷溶液由0.06mol中間體2和40g二氯甲烷配制而成,三氯氧磷的二氯甲烷溶液由0.02mol三氯氧磷和15g二氯甲烷配制而成,所用氫氧化鈉溶液、中間體2的二氯甲烷溶液、三氯氧磷的二氯甲烷溶液的用量比為6.5g:58.3g:18g。
5.一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,其特征在于,所述銅粉的粒徑為100nm-3μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,其特征在于,第二步中酸洗用的酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的鹽酸,乙醇洗用的乙醇為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的工業(yè)乙醇,熱處理的溫度條件為55-65℃,熱處理的時間條件為90-120min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,其特征在于,第三步中混合的溫度條件為35-45℃,混合的時間條件為30-45min。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,其特征在于,所述有機(jī)載體為縮水甘油胺環(huán)氧樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)電銅漿料的制備方法,其特征在于,所述交聯(lián)劑為鄰苯二甲酸和對苯二甲酸中的一種。