一种高界面连接力高模量ACF用导电胶及其制备方法与流程

本发明属于异方性导电胶，涉及一种高界面连接力高模量acf用导电胶及其制备方法。

背景技术：

1、acf(anisotropic conductive film)，即异方性导电胶膜，是一种专用于精密电子组件连接的特殊材料，其特点是在一个特定方向上(通常是z轴，即垂直于胶膜表面)具有导电性，而横向(xy轴)则保持绝缘状态。这层薄膜由金属颗粒(常见的有金、镍、铜等)均匀分散在树脂或聚合物基质中构成，当适当的外力和温度作用下，金属颗粒能形成导电通道，确保电子信号和电流的顺畅传递。

2、在电子产业中，acf被广泛应用于诸如lcd、oled显示屏和平板显示器、触摸屏以及半导体封装技术中，特别是在液晶面板与驱动ic或柔性电路板(fpc)的连接处，提供可靠稳定的电学连接，满足了电子产品对小型化、轻薄化的要求。

3、为了提升acf的性能，市场上的异方性导电胶通常会添加聚氨酯-丙烯酸酯以增强界面结合力，以及二氧化硅来增加材料的模量，但这一过程可能牺牲了胶膜的交联密度，导致界面结合力减弱和固化胶膜的耐性降低。另一种常见的改进方式是通过丙烯酸酯树脂的加入来增强acf的粘结力和树脂骨架强度，然而，这种方法制备的胶膜可能在某些应用中表现出界面结合力不足、模量不够及耐性测试不佳的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中acf存在的问题，提供一种高界面连接力高模量acf用导电胶及其制备方法。

2、本发明的一个目的通过以下技术方案来实现：

3、一种高界面连接力高模量acf用导电胶，所述导电胶由包括以下重量份的原料加工而成：丁基橡胶10～20份、环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯20～30份、导电粒子1～10份、填料30～70份、溶剂20～40份、引发剂1～10份。

4、本发明采用丁基橡胶作为部分骨架，其具有优异的气密性、化学稳定性和良好的电绝缘性，有助于形成acf的基础结构，并提供必要的柔韧性和弹性，同时确保acf在非导电方向上具有足够的绝缘性；采用环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯可以提升acf的综合性能。

5、作为优选，所述环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯由包括以下重量份的原料加工而成：环氧树脂石墨烯中间体20～30份、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯10～30份、引发剂0.1～1份。

6、作为优选，所述环氧树脂石墨烯中间体由包括以下重量份的原料加工而成：环氧树脂60～75份、氧化石墨烯2～10份、三乙胺0.1～1份、乙酸乙酯20～60份。

7、本发明在异方性导电胶原料中引入环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，通过多种原料之间的协同作用，旨在提升acf的关键性能，其中环氧树脂的引入增加了胶膜的机械强度和模量；氧化石墨烯的引入则显著提高了界面连接力；2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯作为功能化单体。

8、作为优选，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。

9、作为优选，所述氧化石墨烯为羧基化氧化石墨烯。

10、作为优选，所述环氧树脂石墨烯中间体的制备方法包括以下步骤：将环氧树脂、氧化石墨烯、三乙胺、乙酸乙酯加入反应釜中升温进行反应，降温出料得到环氧石墨烯中间体。

11、所述环氧树脂石墨烯中间体的制备方法中，作为优选，所述反应温度为60～90℃，反应时间为1～5h。

12、作为优选，所述环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯的制备方法包括以下步骤：将环氧树脂石墨烯中间体、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、引发剂加入反应釜中升温进行反应，降温出料得到环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯。

13、所述环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯的制备方法中，作为优选，所述反应温度为95～120℃，反应时间为6～10h。

14、作为优选，所述导电粒子为金属镍球、金球、镍/金球、树脂微球表面镀镍和或金层中的一种或多种。

15、作为优选，所述树脂微球为聚苯乙烯(ps)微球、聚苯胺(pani)微球、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)微球、聚丙烯酰胺(pma)微球、聚乙烯醇(pva)微球、聚己内酯(pcl)微球中的一种或多种。

16、作为优选，所述填料包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化铁、硅酸盐、碳黑中的一种或多种。进一步优选为二氧化硅和/或二氧化钛。

17、使用二氧化硅和/或二氧化钛作为异方性导电胶填料，二氧化硅可以有效提高acf的模量，即材料抵抗形变的能力，这有助于增强acf在受到外力时的稳定性和结构完整性，特别是在需要高机械强度的应用场景中；二氧化钛具有高折射率和白色色泽，适量加入可以提高胶膜的光学性能，尤其是白度和不透明度，这对于某些视觉效果要求较高的应用是非常重要的。

18、作为优选，所述溶剂包括甲苯、甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺胺、二甲基亚砜中的一种或多种。进一步优选为甲苯。

19、作为优选，所述引发剂为有机过氧化引发剂。

20、进一步优选，所述有机过氧化引发剂包括过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种或多种，优选为过氧化二苯甲酰(bpo)。

21、作为优选，所述高界面连接力高模量acf用导电胶的固含量为30～60wt％。

22、本发明的第二个目的通过以下技术方案来实现：

23、一种高界面连接力高模量acf用导电胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：称取溶剂于容器中，加入丁基橡胶和环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，加热至30～60℃使其溶解在溶剂中，再加入填料搅拌均匀后加入导电粒子，最后加入引发剂，放入消泡搅拌机中分散均匀，即得到高界面连接力高模量acf用导电胶。

24、本发明的第三个目的通过以下技术方案来实现：

25、一种高界面连接力高模量acf，其由上述高界面连接力高模量acf用导电胶经涂布和烘干后得到。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、1、本发明提供的一种高界面连接力高模量acf用导电胶，通过加入环氧树脂石墨烯改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，旨在提升acf产品的关键性能，其中环氧树脂的引入增加了胶膜的机械强度和模量；氧化石墨烯的引入则显著提高了界面连接力；2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯作为功能化单体，通过与氧化石墨烯和环氧树脂的共同作用，协助增强了acf产品的综合性能。

28、2、本发明先进行环氧树脂石墨烯中间体的合成，再进一步改性2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，可以使其均匀分布于导电胶中，增强导电胶与不同基材间的粘附性，特别是在电子元件的连接上，能够提供更可靠的电学和力学连接；并且使固化后acf展现出更强的强度和稳定性，这意味着即使在恶劣环境下，acf也能保持其结构完整性和电性能的稳定性，为现代电子产品的小型化、轻量化和高性能化提供了有力支撑。

29、3、本发明提供的环氧树脂石墨烯中间体中，为了增强与环氧树脂的相容性和反应活性，采用羧基化氧化石墨烯作为石墨烯源。羧基化氧化石墨烯的羧基官能团能够与环氧树脂的环氧基团发生开环交联反应，生成稳定的环氧石墨烯中间体，这一中间体不仅保留了氧化石墨烯的优异物理性能，还赋予了导电胶独特的化学性质。