一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，属于胶黏剂领域。将分子内氢键型固化剂、核壳型反应型增韧剂与环氧树脂、导电粒子掺混后初步固化成各向异性导电胶膜。由于制备的分子内氢键型固化剂常温条件下与环氧树脂不发生反应，进而实现了各向异性导电胶膜的长期存放，无需冷冻。在高温条件下，制备的咪唑类固化剂的分子内氢键消失，可以发挥咪唑类固化剂快速固化的特征，140℃条件下固化时间仅为8s。制备的核壳型反应型增韧剂赋予胶膜良好的韧性，提高了胶膜的断裂伸长率，保障其在低温下的力学强度。本发明专利技术对于实现各向异性导电胶膜的长期存储有重要意义，避免了现有产品必须在5℃以下存储的弊端。免了现有产品必须在5℃以下存储的弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法


[0001]本专利技术属于胶黏剂
，特别是涉及一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法。

技术介绍

[0002]各向异性导电胶膜(ACF)是一种新型绿色封装材料，具备高密度、窄间距的连接能力，已应用于集成电路、液晶显示器和柔性芯片载带封装等领域，是由环氧树脂基体掺杂导电微球经初级固化而成。作为一种新型封装材料，ACF的高温固化速率较快，室温环境下也会发生分子之间的交联反应，因此通常在存储和运输过程中必须冷藏，保持低温，不能够长期室温存储，这给ACF的使用带来了很大不便。为了克服上述问题，专利CN 105086866 A报道了一种可常温储存多层结构各向异性导电胶膜及其制备方法，其是采用由含有固化剂的胶带层，隔离层及树脂与金球层组成的结构，由于三层结构中含有一层隔离层将树脂与固化剂隔离开因此可以常温储存，并增加保质期，三层结构中固化剂层与隔离层都较薄，在使用时，由于压头有一定的温度与压力，经过压头热压后，三层之间的树脂会相互流动相互混合，固化剂与树脂发生反应，使树脂固化达到粘接的目的。此技术尽管解决了ACF室温长期存储的问题，但是由于树脂层和固化剂层之间界面的存在，在高温条件下仅通过物理扩散进行混合，致使固化剂和树脂之间的混合效率低，因此固化程度不高。CN 110452633 A专利报道了一种各向异性导电胶及其制备方法和用途，其是将固化剂胶囊化，利用胶囊结构把固化剂封闭在胶囊内部，进而达到固化剂和胶囊隔离的目的，实现ACF胶膜的长期存储。此种技术的缺点在于将固化剂胶囊化过程复杂，成本较高，且固化剂胶囊的尺寸较大，使其固化剂在树脂中分散受到影响。如何能够制备一种室温条件下能够长期存储，高温条件下能够快速固化的ACF，一直是工业界关注的技术问题。
[0003]咪唑衍生物是环氧树脂的常见的固化体系，其特点是固化速率快，且固化后树脂的玻璃化转变温度高、耐溶剂和耐腐蚀性好。但由于咪唑衍生物与环氧树脂混合后即使在低温条件下也可以发生聚合反应，致使咪唑类衍生物固化剂很难与环氧树脂直接进行混合制备成单组分环氧固化体系。将咪唑衍生物进行有效的封端处理可以有效降低咪唑衍生物的固化活性，期刊《Materials Letters》(2019，234：379
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383)报道马来酸酐修饰咪唑衍生物作为固化体系制备单组分环氧树脂体系，由于马来酸酐具有较高的电子云密度，致使咪唑衍生物的亲核能力降低，致使其活性降低，使其能够室温存储，但缺点在于马来酸酐的引入也降低了咪唑衍生物在高温条件的固化速率。双氰胺也是环氧树脂的潜伏型固化剂，潜伏性好，稳定优异，但其固化温度要求高达180℃，大大超出了ACF绑定过程中的温度要求，因此在制备ACF过程中这类固化温度特别的固化体系使用也受到限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，是将咪唑衍生物在分子内构建出分子内氢键，进而利用氢键的作用降低咪唑类固化剂的反应活性，使其
在室温条件下不发生化学反应。在高温条件下，由于咪唑衍生物分子内氢键的破坏，咪唑衍生物恢复了自身的活性，进而实现快速固化的目的。此外，为了提高ACF自身的韧性，在ACF制备过程中引入了核壳型反应型增韧剂去提高基体树脂韧性，提高了ACF在低温条件下的力学强度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，在制备各向异性导电胶膜的过程中加入分子内氢键型固化剂和核壳型反应型增韧剂。
[0007]进一步的，所述分子内氢键型咪唑固化剂的制备方法，反应路线如下：
[0008][0009]包括以下步骤：将等摩尔的邻羟基苯醛与乙二醛在1500～2000份醋酸铵甲醇水溶液中室温条件反应1～4小时，获得的产物在
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0.1Mpa、50℃条件下进行蒸馏除去未反应的甲醇、水和反应物，再使用乙酸乙酯200～400份将其溶解，用碳酸钠饱和水溶液进行洗涤，最后用硫酸钠进行干燥，即可以获得分子内氢键型固化剂。
[0010]进一步的，所述醋酸铵甲醇水溶液的浓度为5wt％～20wt％，甲醇与水的体积比为1：1。
[0011]将等摩尔的邻羟基苯醛与乙二醛在醋酸铵甲醇水(甲醇和水体积比为1/1)溶液中室温条件反应1～4小时，获得的产物在
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0.1Mpa、50℃条件下进行蒸馏除去未反应的甲醇、水和反应物，再使用乙酸乙酯将其溶解，用碳酸钠饱和水溶液进行反复洗涤，最后用硫酸钠进行干燥，即可以获得分子内氢键型固化剂。
[0012]进一步的，所述核壳型反应型增韧剂的制备方法，包括以下步骤：以质量份计，将软单体60～80份置于反应器中，加入乳化剂1～5份，去离子水100～400份，引发剂0.1～0.7份，接枝剂0.5～5份，通入氮气排除反应釜中空气后，升高反应釜温度至55～75℃，引发其聚合反应，反应时间设定为3～6小时，反应完成后向反应釜滴加硬单体10～30份和功能单体1～10份，滴加时间控制在0.5～4小时，滴加完成后即可以获得核壳型反应型增韧剂乳液，将所述核壳型反应型增韧剂乳液在转速为5000～30000rpm的高速离心机上离心分离增韧剂和水后，将获得的增韧剂在室温60℃～80℃条件下烘干，即可以获得核壳型反应型增韧剂。
[0013]进一步的，所述软单体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种混合；所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钾和油酸钠中的一种或几种混合；所述引发剂为过硫酸钾、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚氰、过氧化氢异丙苯与亚铁组成的氧化还原引发体系中的一种；所述接枝剂为二乙烯基苯、甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸酐二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯和双环戊二烯丙烯酸酯中的一种或几种混合；所述硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈中的一种或几种混合；所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种或几种混合。
[0014]进一步的，所述室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)将双酚A型环氧树脂50～100份，导电粒子5～20份，所述分子内氢键型固化剂5～20份，所述核壳型反应型增韧剂5～15份，稀释剂5～20份，分散剂0.1～5份在三辊研磨机中充分混合2～10分钟形成环氧树脂胶；
[0016](2)将步骤(1)获得的环氧树脂胶在室温条件下低压(
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0.1Mpa)进行脱泡，脱泡后的环氧树脂胶进行升温至80～120℃进行初步固化0.5～3小时后，将其涂刷至聚四氟乙烯薄膜上100～130℃进一步固化0.5～2小时，之后升温至140～150℃继续固化10～30秒后热压成厚度为2～5um的薄膜，即为各向异性导电胶膜。
[0017]进一步的，步骤(1)所述双酚A型环氧树脂为E51、E44、E42和E35中的一种或几种混合。
[0018]进一步的，步骤(1)所述导电粒子为聚苯乙烯/镍金属复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，其特征在于，在制备各向异性导电胶膜的过程中加入分子内氢键型固化剂和核壳型反应型增韧剂。2.根据权利要求1所述一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，其特征在于，原料均以质量份计，单位为g，所述分子内氢键型咪唑固化剂的制备方法，包括以下步骤：将等摩尔的邻羟基苯醛与乙二醛在1500～2000份醋酸铵甲醇水溶液中室温条件反应1～4小时，获得的产物在
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0.1Mpa、50℃条件下进行蒸馏，再使用乙酸乙酯200～400份将其溶解，用碳酸钠饱和水溶液进行洗涤，最后用硫酸钠进行干燥，即可以获得分子内氢键型固化剂。3.根据权利要求2所述一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，其特征在于，醋酸铵甲醇水溶液的浓度为5wt％～20wt％，甲醇与水的体积比为1：1。4.根据权利要求1所述一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，其特征在于，所述核壳型反应型增韧剂的制备方法，包括以下步骤：以质量份计，将软单体60～80份置于反应器中，加入乳化剂1～5份，去离子水100～400份，引发剂0.1～0.7份，接枝剂0.5～5份，通入氮气排除反应釜中空气后，升高反应釜温度至55～75℃，引发其聚合反应，反应时间设定为3～6小时，反应完成后向反应釜滴加硬单体10～30份和功能单体1～10份，滴加时间控制在0.5～4小时，滴加完成后即可以获得核壳型反应型增韧剂乳液，将所述核壳型反应型增韧剂乳液在转速为5000～30000rpm的高速离心机上离心分离增韧剂和水后，将获得的增韧剂在室温60℃～80℃条件下烘干，即可以获得核壳型反应型增韧剂。5.根据权利要求3所述一种室温存储型高韧性各向异性导电胶膜的制备方法，其特征在于，所述软单体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种混合；所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伯军，刘香池，刘婷婷，程鑫凤，刘洋，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：