CN102108277A - 高熵合金粉末导电胶及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高熵合金粉末导电胶及其制作方法，采用多元高熵合金粉末导电填料与高分子聚合物粘料配制，该导电填料为含有5至10种主要金属元素，且每一种主要金属元素在导电填料中的原子百分含量介于5％至30％之间，高分子聚合物粘料选自环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂其中一种。本发明具有稳定、耐氧化、成本低的优点。

Description

高熵合金粉末导电胶及其制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种导电胶的制作方法，尤其是涉及一种以高熵合金粉末为导电填料、以多种高分子聚合物为粘料所配制而成的高熵合金粉末导电胶及其制作方法。

【背景技术】

导电胶是一种同时具备粘接性能和导电性能的胶粘剂。主要应用于液晶显示器、发光二极管、有机发光二极管显示器、等离子显示器、印刷电路板、压电陶瓷、焊剂的替代等领域。导电胶粘剂按导电机理可分为结构型导电胶和填充型导电胶。结构型导电胶是使用具有导电性的高分子材料作为导电胶基体制成的导电胶。这类导电胶导电稳定性和重现性差，电阻率较高，成本高，限制了其实际应用。填充型导电胶是指在高分子粘料中添加导电填料配制而成的导电胶。这类导电胶一般由粘料、导电填料、助剂等组成，并具有电阻率较低的特点。目前导电填料品种有银粉、铜粉、金粉、镍粉、石墨、碳纳米管、合金粉(如镍-银合金粉、铜-银合金粉、银-钯合金粉、银-铝合金粉)等。为了防止金属粉的氧化，有对铜粉、镍粉等进行镀银、镀金处理的导电填料。也有在非金属颗粒如塑料微粒上镀银的导电填料。粘料的品种一般有：环氧树脂、有机硅树脂(硅酮)、聚酰亚胺树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等。

银粉和金粉抗氧化性好，但是价格贵，并且银在直流电场和湿气条件下产生迁移现象，使导电性降低，影响其使用寿命，所以一般用于特殊需要的场合。而铜、镍虽然价格低，但是容易氧化。石墨导电胶最大优点是性能比较稳定，有一定的耐酸碱能力，价格低廉，相对密度小，分散性能好，但是电阻率较高，一般只能用于中阻值浆料。纳米碳管具有良好的电学、力学性能，并且耐酸碱，但仍然存在分散性和相容性差、成本高等问题需要研究解决。银与其他金属元素配成的二元或三元合金粉末价格降低，但通常仍然是以某一元素为主的合金粉末。

高熵合金是无单一主元素的合金，由5至10种合金元素组成，每种元素的含量摩尔百分比在5％至35％之间。它是传统合金以外的新合金领域，在合金设计上有更大的自由度，由于多主元素的高熵效应，其相的种类反而趋向简单的固溶体，而很少形成金属间化合物；高熵合金常具有特殊的性质包括高硬度、耐腐蚀、耐高温氧化等。含Cr或Al的高熵合金具有高达1100℃的优异抗氧化性能。五元和六元高熵合金体积电阻率在105×10^-8至175×10^-8Ω·m之间。由于高熵合金的特殊性质，本发明把高熵合金粉末作为导电胶的导电填料与高分子聚合物粘料配制而成导电胶。

中国专利中请200810180480.9公开了一种镀银钯合金微球导电胶，该发明的导电胶组成(重量百分比)为：导电材料63％～80％，环氧树脂12％～26％，稀释剂4％～10％，固化剂0.5％～2％，固化催化剂0.2％～1％，触变剂0.6％～4％。该发明的导电添料银钯合金中银和钯的重量比为(5～10)∶(2～5)，仍以银为主，有单一主元素的局限性。

【发明内容】

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种以高熵合金粉末为导电填料、以多种高分子聚合物为粘料所配制而成的高熵合金粉末导电胶及其制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高熵合金粉末导电胶，包括导电填料和粘料，所述导电填料采用多元高熵合金粉末，该导电填料所含有的主要金属元素包括铁、钴、镍、铬、铝、钛、钒、铜、锆、钼、锰，所述粘料采用高分子聚合物，该高分子聚合物粘料所含有的主要聚合物包括环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯。

上述一种高熵合金粉末导电胶的制作方法，把高分子聚合物粘料放进反应釜中，然后向反应釜中添加2-20wt％的有机溶剂作为稀释剂，搅拌均匀后，再加入高熵合金粉末和粘料固化剂搅拌均匀即得成品。

本发明的积极效果是：依不同的高熵合金粉末导电填料和不同的高分子聚合物粘料，其体积电阻率由1Ω·m至10^bΩ·m变化，能在400℃的温度下长时间工作。具有稳定、耐氧化、成本低的特点。

【具体实施方式】

实施例1：

按如下重量份数配方配制导电胶：

Al_0.5CoCrCuFeNi高熵合金粉末    70

8308-18有机硅胶树脂           20

甲苯                          8

乙烯基三乙氧基硅烷            2

制备方法：把8308-18有机硅胶树脂与甲苯放进反应釜中搅拌均匀，再依次加入乙烯基三乙氧基硅烷和Al_0.5CoCrCuFeNi高熵合金粉末搅拌均匀即得成品。

体积电阻率：19.5×10^-6Ω·cm，400℃保温10小时冷却到室温后为19.6×10^-6Ω·cm。

实施例2：

按如下重量份数配方配制导电胶：

Al_0.5CoCrCuFeNiTi₀₅高熵合金粉末      65

8308-18有机硅胶树脂                  23

二甲苯                               9

乙烯基三叔丁基过氧化硅烷             3

制备方法：把8308-18有机硅胶树脂与二甲苯放进反应釜中搅拌均匀，再依次加入乙烯基三叔丁基过氧化硅烷和Al_0.5CoCrCuFeNiTi_0.5高熵合金粉末搅拌均匀即得成品。

体积电阻率：26.8×10^-6Ω·cm，400℃保温10小时冷却到室温后为26.9×10^-6Ω·cm。

实施例3：

按如下重量份数配方配制导电胶：

Al_0.25CoCrFeNi高熵合金粉末    50

聚酰亚胺树脂                  40

二甲基甲酰胺                  10

制备方法：将聚酰亚胺树脂与二甲基甲酰胺放进反应釜中搅拌均匀，再加入Al_0.25CoCrFeNi高熵合金粉末搅拌均匀即得成品。

体积电阻率：5.6×10^-6Ω·cm，150℃保温10小时冷却到室温后电阻率保持不变。

实施例4：

按如下重量份数配方配制导电胶：

Al_1.25CoCrFeNi高熵合金粉末      60

二苯基甲烷二异氰酸酯            20

氯苯                            20

制备方法：将二苯基甲烷二异氰酸酯与氯苯放进反应釜中搅拌均匀，再加入Al_1.25CoCrFeNi高熵合金粉末搅拌均匀即得成品。

体积电阻率：66.3×10^-6Ω·cm。

实施例5：

按如下重量份数配方配制导电胶：

Al_0.5CrCuFeNi高熵合金粉末    150

E-51环氧树脂                 50

环氧丙烷苯基醚               10

苄基二甲胺                   5

制备方法：把E-51环氧树脂与稀释剂环氧丙烷苯基醚放进反应釜中充分混合均匀，再加入固化剂苄基二甲胺和Al_0.5CrCuFeNi高熵合金粉末继续搅拌混合均匀即得成品。

体积电阻率：7.8×10^-6Ω·cm。

综上所述，多元高熵合金粉末是很好的导电填料，其与基体粘料具有极好的相容性。本发明的导电胶比普通导电胶具有更好的耐氧化和高温稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，举凡依本发明所作的各种修饰与变化，均为本发明所涵盖。

Claims (2)

1.一种高熵合金粉末导电胶，包括导电填料和粘料，其特征是：所述导电填料采用多元高熵合金粉末，该导电填料所含有的主要金属元素包括铁、钴、镍、铬、铝、钛、钒、铜、锆、钼、锰，所述粘料采用高分子聚合物，该高分子聚合物粘料所含有的主要聚合物包括环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂。

2.如权利要求1所述的一种高熵合金粉末导电胶的制作方法，其特征是：把高分子聚合物粘料放进反应釜中，然后向反应釜中添加2-20％的有机溶剂作为稀释剂，搅拌均匀后，再加入高熵合金粉末和粘料固化剂搅拌均匀即得成品。