一种快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂及制备方法与流程

本发明公开一种金属粘合剂，特别是一种可以高温快速固化且耐高温耐高湿的金属粘合剂及制备方法，属于电子元件材料。

背景技术：

1、环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。作为一种热固性树脂，环氧树脂具有优良的电绝缘性、粘接性、耐化学药品性和机械性能，加固化剂后又有较好的加工性和可操作性，这使得环氧树脂在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、涂料、复合材料基体等领域得到广泛的应用。其中环氧树脂在电子封装行业的应用发展尤为迅速。

2、电动汽车的发展与普及对变压器、电感等被电子元器件提出了更高的可靠性要求，而粘合剂的固化速度和固化物性能直接影响着电子元器件的制造速度和强度特性。传统的环氧树脂粘合剂由于较高的结构强度，较低的价格，较小的成型收缩率以及较高的绝缘特性而被广泛应用于电子封装领域，但其也常常面临着高温固化速度慢、热分解温度较低、易吸潮、易老化等缺点，导致用其作为原材料粘接的电子元器件生产周期较长，且对适用环境的温湿度有较高的依赖性。因此，迫切需要一种在高温环境下快速固化且固化后兼具耐高温耐高湿特性的环氧树脂粘合剂。

技术实现思路

1、针对上述提到的现有技术中的环氧树脂粘合剂存在高温固化速度慢、热分解温度较低、易吸潮、易老化等问题，本发明提供一种可以用于电子元器件领域的高温快速固化且固化后耐高温耐高湿的金属粘合剂。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，粘合剂包括a组分和b组分，a组分包括70~100重量份的环氧树脂、20~50重量份的环氧改性有机硅树脂、5~10重量份的硅烷偶联剂和40~75重量份的有机溶剂；b组分包括20~60重量份的固化剂、1~10重量份的促进剂和10~25重量份的有机溶剂。

3、一种如上述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂的制备方法，该方法为将粘和剂配置为a、b胶形式，a胶和b胶分别制备， a胶制备时，包括如下步骤：

4、步骤sa-1、取有机溶剂40~75重量份、环氧树脂70~100重量份和环氧改性有机硅树脂20~50重量份分别依次加入到搅拌容器内，升温至60±5℃，开启搅拌15~25min；

5、步骤sa-2、待溶剂挥发后降至室温，加入5~10重量份的硅烷偶联剂，室温搅拌3~8分钟，即得到a胶；

6、b胶制备时，包括如下步骤：取有机溶剂10~25重量份、固化剂20~60重量份和促进剂1~10重量份分别依次加入到搅拌容器内，室温搅拌3~8分钟，即得到b胶。

7、本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

8、所述的环氧树脂为双环戊二烯苯酚环氧树脂、双环戊二烯邻甲酚醛树脂、四甲基联苯二酚型环氧树脂、四缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或多种以任何比例混合的混合物。

9、所述的环氧改性有机硅树脂为环氧基作为功能基团进入聚硅氧烷侧链或封端中的一种或多种以任何比例混合的混合物。

10、所述的偶联剂为带环氧基、氨基或氰酸酯基的硅烷偶联剂。

11、所述的固化剂为脂环族二胺固化剂、芳香族二胺固化剂或聚酰胺。

12、所述的促进剂为叔胺或改性咪唑。

13、所述的有机溶剂为丙酮、乙酸乙酯或异丙醇一种或多种以任何比例混合的混合物。

14、本发明的有益效果是：（1）本发明的粘合剂组分中的双环戊二烯类或联苯二酚类环氧树脂相对于传统双酚a环氧树脂具有更低的吸水性和更高的热分解温度，其固化物具有极好的耐湿热特性，使得该粘合剂能够在潮湿度较高的环境中长期使用。

15、（2）本发明粘合剂组分中的四缩水甘油胺型环氧树脂具有较高的环氧值，其固化物的热膨胀系数小，交联密度极高，使得粉体之间能粘结牢固。

16、（3）本发明组合物中加入了环氧改性有机硅树脂，提升了环氧树脂的韧性和耐高温特性，使得该粘合剂能够在100℃以上的环境中长期使用。

17、（4）本发明组合物中加入了偶联剂，提升了树脂对基材的附着力，使得粘合剂能均匀包覆与基材之上，尤其是对于金属粉体的附着效果极佳。

18、（5）本发明组合物中固化剂与促进剂的组合可以满足黏合剂在常温下长时间存储，100℃以上快速固化的需求，有效缩短成型时间。

19、下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

技术特征：

1.一种快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的粘合剂包括a组分和b组分，a组分包括70~100重量份的环氧树脂、20~50重量份的环氧改性有机硅树脂、5~10重量份的硅烷偶联剂和40~75重量份的有机溶剂；b组分包括20~60重量份的固化剂、1~10重量份的促进剂和10~25重量份的有机溶剂。

2.根据权利要求1所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的环氧树脂为双环戊二烯苯酚环氧树脂、双环戊二烯邻甲酚醛树脂、四甲基联苯二酚型环氧树脂、四缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或多种以任何比例混合的混合物。

3.根据权利要求1所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的环氧改性有机硅树脂为环氧基作为功能基团进入聚硅氧烷侧链或封端中的一种或多种以任何比例混合的混合物。

4.根据权利要求1所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的偶联剂为带环氧基、氨基或氰酸酯基的硅烷偶联剂。

5.根据权利要求1所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的固化剂为脂环族二胺固化剂、芳香族二胺固化剂或聚酰胺。

6.根据权利要求1所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的促进剂为叔胺或改性咪唑。

7.根据权利要求1所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂，其特征是：所述的有机溶剂为丙酮、乙酸乙酯或异丙醇一种或多种以任何比例混合的混合物。

8.一种如权利要求1至7中任意一项所述的快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂的制备方法，其特征是：所述的制备方法为将粘和剂配置为a、b胶形式，a胶和b胶分别制备， a胶制备时，包括如下步骤：

技术总结本发明公开一种快速固化耐高温耐高湿的金属粘合剂及制备方法，将粘和剂配置为A、B胶形式，A胶和B胶分别制备，A胶制备时，包括如下步骤：步骤SA‑1、取有机溶剂40~75重量份、环氧树脂70~100重量份和环氧改性有机硅树脂20~50重量份分别依次加入到搅拌容器内，升温至60±5℃，开启搅拌15~25min；步骤SA‑2、待溶剂挥发后降至室温，加入5~10重量份的硅烷偶联剂，室温搅拌3~8分钟，即得到A胶；B胶制备时，包括如下步骤：取有机溶剂10~25重量份、固化剂20~60重量份和促进剂1~10重量份分别依次加入到搅拌容器内，室温搅拌3~8分钟，即得到B胶。技术研发人员：樊涛涛,胡庚,耿振伟,谭德辉,俞志高受保护的技术使用者：深圳市麦捷微电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20