覆銀石墨烯-環(huán)氧丙烯酸酯導(dǎo)電膠粘劑的制備與性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為了全世界共同努力的目標(biāo)。在電子封裝領(lǐng)域，取消傳統(tǒng)錫/鉛焊料，而使用耗能低、環(huán)境友好的新型導(dǎo)電膠粘劑已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。本文以石墨烯與銀的復(fù)合材料作為導(dǎo)電填料，環(huán)氧丙烯酸酯膠粘劑作為基體，制備出力學(xué)、電學(xué)性能優(yōu)良，耐熱好的新型導(dǎo)電膠粘劑。
　　本研究中導(dǎo)電膠粘劑(Electrical Conductive Adhesive，ECA)的導(dǎo)電填料是從天然鱗片石墨出發(fā)，通過Hummers法獲得氧化

2、石墨(Graphite Oxide，GO)后再經(jīng)過超聲波震蕩，剝離氧化石墨片層后得到氧化石墨烯，并與硝酸銀進(jìn)行混合，經(jīng)乙二醇和硼氫化鈉共同還原最后制得覆銀石墨烯(Ag-planting-Graphene，Ag-G)納米導(dǎo)電填料。膠粘劑基體以環(huán)氧樹脂與丙烯酸反應(yīng)制備得到的環(huán)氧丙烯酸酯(Epoxy-Acrylate，EA resin)為基礎(chǔ)，添加稀釋劑甲基丙烯酸甲酯、固化劑過氧化苯甲酰、固化促進(jìn)劑N，N-二甲基苯胺以及其它助劑，得到室溫固化

3、雙組份環(huán)氧丙烯酸酯膠粘劑(EA1 adhesive);添加稀釋劑甲基丙烯酸甲酯、光引發(fā)劑二苯甲酮以及其它助劑制備UV固化環(huán)氧丙烯酸酯膠粘劑(EA2 adhesive)。將導(dǎo)電填料與膠粘劑基體共混制得覆銀石墨烯/雙組份環(huán)氧丙烯酸酯導(dǎo)電膠粘劑:Ag-G/EA1 ECA;以及覆銀石墨烯/UV固化環(huán)氧丙烯酸酯導(dǎo)電膠粘劑Ag-G/EA2 ECA。
　　通過透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜（Raman）、X射線光電子能譜(X

4、PS)對(duì)制得的Ag-G進(jìn)行表征，證實(shí)成功的制備出了覆銀石墨烯導(dǎo)電填料。通過酸值檢測(cè)與紅外光譜分析，探討了合成環(huán)氧丙烯酸酯的最佳反應(yīng)時(shí)間為3h。
　　導(dǎo)電膠粘劑的剪切強(qiáng)度與導(dǎo)電填料的添加量的關(guān)系通過萬能力學(xué)測(cè)試機(jī)對(duì)導(dǎo)電膠粘劑的剪切強(qiáng)度(T)進(jìn)行測(cè)試獲得，導(dǎo)電膠粘劑的剪切強(qiáng)度隨著導(dǎo)電填料的添加而降低;電學(xué)性能的測(cè)試通過萬用表展開，測(cè)得導(dǎo)電膠粘劑的電阻(R)與導(dǎo)電填料的添加量之間的關(guān)系，通過公式計(jì)算最終得到電導(dǎo)率(κ)與導(dǎo)電填料添加量的

5、關(guān)系曲線，而隨著導(dǎo)電填料含量的增加，電導(dǎo)率先呈現(xiàn)快速增加的趨勢(shì)，當(dāng)兩種導(dǎo)電膠的導(dǎo)電填料添加量均達(dá)到25wt％后電導(dǎo)率的變化不是很明顯。導(dǎo)電膠粘劑的熱穩(wěn)定性分析通過熱重分析(TGA)展開，通過繪制出TG曲線與DTG曲線，進(jìn)而得到初始降解溫度(t0)、最大失重速率（Dm）及最大失重速率溫度(tm)及最終殘?zhí)苛?w)。
　　綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:覆銀石墨烯/雙組份環(huán)氧丙烯酸酯導(dǎo)電膠粘劑的剪切強(qiáng)度和電導(dǎo)率都優(yōu)于覆銀石墨烯/UV固化環(huán)氧丙烯