一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,按重量比计算：包括5

【技术实现步骤摘要】
一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体地，涉及一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂胶粘剂具有很好的粘接性能，目前也以环氧导电胶为主流品种，但环氧导电胶存在内应力较大、易黄化、易脆化、耐高温及冷热冲击性能较弱的问题。而有机硅材料耐候、耐高低温等特性使其适用光伏叠瓦组件、电子封装等多个领域。
[0003]有机硅以Si
‑
O键为主链结构，Si
‑
O键能比C
‑
C键高，因此有机硅材料的热稳定性高，在高温或辐射条件下分子不易断裂分解。由于主链Si
‑
O键中没有双键，因此有机硅材料也不易被紫外或臭氧分解，具有很好的耐候性、抗氧性和透光性。
[0004]然而，现有的有机硅导电胶仍存在粘接强度有限、韧性差、吸湿率略高等技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中有机硅导电胶存在粘接强度有限、韧性差、吸湿率略高的技术问题，本专利技术提供一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶及其制备方法。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶，按重量比计算：包括5
‑
15％的硅烷接枝的乙烯基硅树脂、3
‑
10％的硅烷接枝的环氧基含氢硅油、5
‑
10％的氰酸酯树脂单体、65
‑
72％的改性导电填料、0.25
‑
0.5％硅烷偶联剂、0.01
‑
0.1％的催化剂及0.02
‑
0.2％的抑制剂。
[0007]硅烷改性有机硅导电胶由硅烷接枝的乙烯基硅树脂的C＝C双键与硅烷接枝的环氧基含氢硅油的Si
‑
H键加成聚合制得。
[0008]在一些实施例中，硅烷接枝的乙烯基硅树脂结构式如下：
[0009][0010]其中R1、R2为烷基，n与m的比值为1：(15
‑
120)。
[0011]在一些实施例中，硅烷接枝的环氧基含氢硅油结构式如下：
[0012][0013]其中R1、R2为烷基，R3、R4为烷基或H，p与q的比值为1：(5
‑
20)；t与q的比值为(2
‑
20)：1。
[0014]在硅烷改性有机硅导电胶中，硅烷偶联剂通过与硅烷接枝的乙烯基硅树脂与硅烷接枝的环氧基含氢硅油的Si
‑
OH键脱水缩合形成Si
‑
O
‑
Si键，将硅烷接枝的乙烯基硅树脂与硅烷接枝的环氧基含氢硅油交联桥接，形成交联网络结构。
[0015]硅烷接枝的乙烯基硅树脂及硅烷接枝的环氧基含氢硅油接枝有三甲基硅烷。
[0016]硅烷偶联剂为三甲基硅烷。
[0017]优选的，硅烷接枝的乙烯基硅树脂接枝有癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种；
[0018]优选的，硅烷偶联剂为癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0019]在一些实施例中，硅烷接枝的乙烯基硅树脂与硅烷接枝的环氧基含氢硅油的Si
‑
OH键脱水缩合形成Si
‑
O
‑
Si键，同时硅烷接枝的环氧基含氢硅油的Si
‑
H键与硅烷接枝的乙烯基硅树脂的双键加成，形成的结构式如下：
[0020][0021](R1、R2为烷基，R3、R4为烷基或H)
[0022]氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯单体，双酚A型氰酸酯单体的三嗪环与所述硅烷接枝的环氧基含氢硅油的环氧基形成异氰酸脲脂，异氰酸脲脂进而转化为噁唑啉五元环，促进固化；同时引入氰酸酯树脂单体中的苯基，增加交联密度，抑制分子链热运动，降低了热膨胀系数，提高耐热性能。
[0023]优选的，双酚A型氰酸酯单体的
‑
OCN官能团与硅烷改性有机硅导电胶中的Si
‑
OH键加成反应，生成Si
‑
O
‑
C(NH)
‑
O线性结构嵌段，增强树脂韧性；同时氰酸酯树脂单体形成的三
嗪环结构中的醚键结构，可增强硅烷改性有机硅导电胶的粘结性能。
[0024]在一些实施例中，加入少量氰酸酯树脂，形成的硅烷改性有机硅导电胶结构式如下：
[0025][0026]R5为烷基或H，通过调控加入氰酸酯树脂的百分数比值，可调控氰酸酯树脂中单体的
‑
OCN官能团与Si
‑
OH键及环氧基的固化反应，进而调控固化网络结构。氰酸酯树脂中单体的
‑
OCN官能团可通过自聚反应生成三嗪环预聚体，也可以与
‑
OH键生成碳化酰亚胺中间体，碳化酰亚胺中间体与单体的
‑
OCN进一步反应可生成三嗪环，同时释放活泼氢，进一步催化生成氰酸酯树脂，起到催化固化作用。
[0027]改性导电填料内核为包覆有导电金属层的片状碳基材料，片状碳基材料最外层包覆有硅烷偶联剂或酞酸酯偶联剂有机层，以增强导电填料与有机材质的相容性，并增强疏水性，提高耐湿老化性能。
[0028]优选的，改性导电填料厚度为2
‑
10um。
[0029]优选的，片状碳基材料为片状多孔碳材料、片状碳纤维材料、片状石墨、片状石墨烯中的至少一种。
[0030]优选的，导电金属层为银层、铁层、铜层、镍层、银镍合金、银铜合金中的至少一种。
[0031]催化剂为氯铂酸、铂盐、Fe基羰基化合物、Co基羰基化合物中的至少一种。
[0032]抑制剂为炔醇、含氮化合物混合物，按重量分数计，炔醇、含氮化合物的比例为(0.3
‑
0.9):1。
[0033]抑制剂中炔醇易挥发，与含氮化合物共混，加入硅烷偶联剂后，经催化剂催化，生成炔烃甲基硅烷，可减少挥发性，与含氮化合物按合适比例共混，抑制催化剂催化硅乙烯基(Si
‑
Vi)和硅氢基(Si
‑
H)加成反应，可提高硅烷改性有机硅导电胶的保存效果。
[0034]第二方面，本专利技术提供一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶的制备方法：
[0035]S100：硅烷接枝的乙烯基硅树脂的制备：
[0036]提供乙烯基硅树脂单体，加入原硅酸H4SiO4，加入催化剂，聚合生成乙烯基硅树脂前聚体，乙酸酸化pH为4.5
‑
5.5，滴加三甲基硅烷，Si
‑
OH键共聚缩水，脱去水分子，在乙烯基硅树脂前聚体的端基修饰接枝三甲基硅烷，生成硅烷接枝的乙烯基硅树脂；
[0037]S200：硅烷接枝的环氧基含氢硅油的制备：
[0038]提供氯硅烷单体、带环氧基硅树脂单体，加入原硅酸H4SiO4，加入催化剂，聚合形成环氧基含氢硅油前聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：按重量比计算：包括5
‑
15％的硅烷接枝的乙烯基硅树脂、3
‑
10％的硅烷接枝的环氧基含氢硅油、5
‑
10％的氰酸酯树脂单体、65
‑
72％的改性导电填料、0.25
‑
0.5％硅烷偶联剂、0.01
‑
0.1％的催化剂及0.02
‑
0.2％的抑制剂；所述硅烷接枝的乙烯基硅树脂与所述硅烷接枝的环氧基含氢硅油通过
‑
Si
‑
O
‑
Si
‑
键交联桥接，形成交联网络结构；所述氰酸酯树脂单体生成的氰酸酯树脂嵌入所述硅烷接枝的乙烯基硅树脂与所述硅烷接枝的环氧基含氢硅油聚合形成的交联网络结构中。2.如权利要求1所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：所述硅烷接枝的乙烯基硅树脂及所述硅烷接枝的环氧基含氢硅油接枝有三甲基硅烷。3.如权利要求2所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：所述硅烷接枝的乙烯基硅树脂结构式为：其中R1、R2为烷基，n与m的比值为1：(15
‑
120)；所述硅烷接枝的环氧基含氢硅油结构式为：其中R1、R2为烷基，R3、R4为烷基或H，p与q的比值为1：(5
‑
20)，t与q的比值为(2
‑
20)：1。4.如权利要求3所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：所述三甲基硅烷为癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。5.如权利要求1所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：所述氰酸酯树脂单体为双酚A型氰酸酯单体。
6.如权利要求5所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：所述双酚A型氰酸酯单体的
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OCN官能团与所述硅烷改性有机硅导电胶中的Si
‑
OH键加成生成
‑
Si
‑
O
‑
C(NH)
‑
O
‑
线性结构嵌段，嵌入在所述硅烷接枝的乙烯基硅树脂与所述硅烷接枝的环氧基含氢硅油聚合形成的交联网络结构中。7.如权利要求1所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶,其特征在于：所述改性导电填料为包覆有导电金属层的片状碳基材料，所述片状碳基材料最外层包覆有硅烷偶联剂或酞酸酯偶联剂有机层，所述改性导电填料厚度为2
‑
10um。8.如权利要求7所述高粘接强度硅烷改性有机硅导电胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，陈长敬，林鸿腾，刘涛，
申请(专利权)人：韦尔通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：