一种耐高温高湿异方性导电胶膜及其制备方法专利检索-黏合剂一般非机械方面的黏合方法其他类目不包括的黏合方法黏合剂材料的应用（外科黏合剂入A61L24/00在层状产品中用作黏合剂的基于未指明的有机高分子化合物的黏合剂入B32B使用黏合剂或热熔黏合剂在织物或具有可变形表面的类似物料或物件上贴标签分别入B65C5/02B65C5/04动物胶或明胶的制备入C09H带黏性的标签签条或类似识别指示装置入G09F3/10）专利检索查询-专利查询网

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一种耐高温高湿异方性导电胶膜及其制备方法
申请号	CN202311685891.4	申请日	2023-12-11	公开(公告)号	CN117903708A	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	宁波连森电子材料有限公司;			发明人	袁博; 吴飞翔; 钱建峰;
摘要	本发明属于导电胶膜技术领域，具体涉及一种耐高温高湿异方性导电胶膜及其制备方法。所述耐高温高湿异方性导电胶膜，包括以下重量份数的组分：5～20份丁腈橡胶、5～30份热塑性树脂、5～30份环氧 ‑ 丙烯酸酯预聚物、3～10份异氰酸酯‑丙烯酸酯单体、3～20份丙烯酸酯单体、0.1～3.0份硅烷偶联剂、1～15份导电粒子、10～50份二氧化硅、1～20份二氧化钛、1～10份高温自由基引发剂、1～10份热引发剂。在异方性导电胶膜体系中使用环氧‑丙烯酸酯预聚物和异氰酸酯‑丙烯酸酯单体，结合高温自由基引发剂，使异方性导电胶膜在高温高湿环境下可以进一步反应，消除高温高湿环境对固化后ACF产生的破坏。
权利要求	1.一种耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，包括以下重量份数的组分：5～20份丁腈橡胶、5～30份热塑性树脂、5～30份环氧‑丙烯酸酯预聚物、3～10份异氰酸酯‑丙烯酸酯单体、3～20份丙烯酸酯单体、0.1～3.0份硅烷偶联剂、1～15份导电粒子、10～50份二氧化硅、1～20份二氧化钛、1～10份高温自由基引发剂、1～10份热引发剂。 2.根据权利要求1所述的耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，异氰酸酯‑丙烯酸酯单体为丙烯酸2‑异氰基乙酯、甲基丙烯酸2‑异氰基乙酯、丙烯酸2‑异氰基丁酯、丙烯酸2‑异氰基丙酯中的一种或多种。 3.根据权利要求1所述的耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，环氧‑丙烯酸酯预聚物的质量为异氰酸酯‑丙烯酸酯单体质量的1.0～5.0倍。 4.根据权利要求1所述的耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，硅烷偶联剂为结构中带有氨基的硅烷偶联剂。 5.根据权利要求1所述的耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，导电粒子为高分子聚合物为内核，表面镀镍或金的组合物。 6.根据权利要求1或5所述的耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，导电粒子的粒径为3～10μm。 7.根据权利要求1所述的耐高温高湿异方性导电胶膜，其特征在于，高温自由基引发剂为1小时半衰期温度在150℃以上的过氧化物。 8.一种如权利要求1所述的耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，其特征在于，包括将丁腈橡胶、热塑性树脂、环氧‑丙烯酸酯预聚物、异氰酸酯‑丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、导电粒子、二氧化硅和二氧化钛混匀后，加入高温自由基引发剂和热引发剂混匀，过滤、涂膜后烘干。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，涂膜时控制厚度为20～50μm。 10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，烘干温度为60～90℃。
说明书全文	一种耐高温高湿异方性导电胶膜及其制备方法技术领域 [0001] 本发明属于导电胶膜技术领域，具体涉及一种耐高温高湿异方性导电胶膜及其制备方法。背景技术 [0002] 异方性导电胶膜(ACF)具有电各向异性和粘合性的聚合物层，所述聚合物层在膜的厚度方向呈现导电性质，同时在其表面方向呈现绝缘性质。当被连接电路板之间的各向异性导电膜经受加热和加压时，电路端子通过导电颗粒电连接，绝缘粘合剂树脂填充相邻电路端子间的空间以使导电颗粒彼此绝缘，从而提供电路端子间的高绝缘性能。 [0003] 随着电子组件技术向更轻、更短和更小的驱动IC和面板发展，用于液晶显示器(LCD)中显示面板和电路层之间绑定结构的ACF，需要在高温高湿的工作环境下，连接结构不被破坏，保持电连接的良好可靠性。然而，传统的异方性导电胶膜在高温高湿环境中容易被水解破坏，导致其可靠性降低，使用性能下降。发明内容 [0004] 本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种耐高温高湿异方性导电胶膜，在高温环境下可以进一步反应，提高导电胶膜体系的交联密度，消除高温高湿环境对固化后ACF产生的破坏。 [0005] 本发明技术方案中的耐高温高湿异方性导电胶膜，包括以下重量份数的组分：5～20份丁腈橡胶、5～30份热塑性树脂、5～30份环氧‑丙烯酸酯预聚物、3～10份异氰酸酯‑丙烯酸酯单体、3～20份丙烯酸酯单体、0.1～3.0份硅烷偶联剂、1～15份导电粒子、10～50份二氧化硅、1～20份二氧化钛、1～10份高温自由基引发剂、1～10份热引发剂。 [0006] 异氰酸酯‑丙烯酸酯单体通过bonding连接到体系中，在高温高湿环境下，异氰酸酯基团水解产生胺基，胺基与单体上的异氰酸酯基团和环氧‑丙烯酸酯预聚物中的环氧基团都可以发生反应，提高导电胶膜体系的交联密度，从而提高ACF的抗湿热老化能力；同时进一步的交联反应，可以实时消除高温高湿环境对固化后ACF产生的破坏。 [0007] 进一步地，上述耐高温高湿异方性导电胶膜，包括以下重量份数的组分：5～15份丁腈橡胶、5～25份热塑性树脂、5～20份环氧‑丙烯酸酯预聚物、3～8份异氰酸酯‑丙烯酸酯单体、3～10份丙烯酸酯单体、0.1～2.0份硅烷偶联剂、1～10份导电粒子、10～30份二氧化硅、1～10份二氧化钛、1～8份高温自由基引发剂、1～8份热引发剂。 [0008] 优选地，热塑性树脂包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。 [0009] 进一步地，异氰酸酯‑丙烯酸酯单体为丙烯酸2‑异氰基乙酯、甲基丙烯酸2‑异氰基乙酯、丙烯酸2‑异氰基丁酯、丙烯酸2‑异氰基丙酯中的一种或多种。 [0010] 进一步地，丙烯酸酯单体为单官能团丙烯酸酯单体、双官能团丙烯酸酯单体、多官能团丙烯酸酯单体中的一种或多种。 [0011] 进一步地，环氧‑丙烯酸酯预聚物的质量为异氰酸酯‑丙烯酸酯单体质量的1.0～5.0倍。 [0012] 进一步地，硅烷偶联剂为结构中带有氨基的硅烷偶联剂。 [0013] 优选地，硅烷偶联剂包括但不限于(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH602)、γ‑氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。 [0014] 硅烷偶联剂分子结构中的氨基，绑定时可以和异氰酸酯‑丙烯酸酯单体中的异氰酸酯基团反应，增强与体系中无机粒子和有机组分的相容性，有助于获得均一的异方性导电胶膜体系。 [0015] 进一步地，导电粒子为高分子聚合物为内核，表面镀镍或金的组合物。 [0016] 进一步地，导电粒子的粒径为3～10μm。 [0017] 进一步地，二氧化硅的粒径为180～230nm。 [0018] 进一步地，高温自由基引发剂为1小时半衰期温度在150℃以上的过氧化物，列举为叔丁基过氧化氢、叔戊基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、2,5‑二甲基‑2,5‑二氢过氧己烷、二异丙苯过氧化氢、1,1,3,3‑四甲基丁基过氧化氢中的一种或多种。 [0019] 优选地，热引发剂包括但不限于偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过硫酸铵中的一种或多种。 [0020] 本发明还提供上述耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将丁腈橡胶、热塑性树脂、环氧‑丙烯酸酯预聚物、异氰酸酯‑丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、导电粒子、二氧化硅和二氧化钛混匀后，加入高温自由基引发剂和热引发剂混匀，过滤、涂膜后烘干。 [0021] 进一步地，过滤时滤网的孔径为30～80μm。 [0022] 进一步地，涂膜时控制厚度为20～50μm。 [0023] 进一步地，烘干温度为60～90℃。 [0024] 相比现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果： [0025] (1)在异方性导电胶膜体系中使用环氧‑丙烯酸酯预聚物和异氰酸酯‑丙烯酸酯单体，结合高温自由基引发剂，使异方性导电胶膜在高温高湿环境下可以进一步反应，消除高温高湿环境对固化后ACF产生的破坏； [0026] (2)异氰酸酯‑丙烯酸酯单体中的异氰酸酯基团，在高温高湿环境下会水解产生胺基，与异氰酸酯基团和环氧‑丙烯酸酯预聚物中的环氧基团都可以发生交联反应，提高导电胶膜体系的交联密度，从而提高ACF的抗湿热老化能力； [0027] (3)硅烷偶联剂分子结构中的氨基，可以和异氰酸酯‑丙烯酸酯单体中的异氰酸酯基团反应，增强与体系中无机粒子和有机组分的相容性，有助于获得均一的异方性导电胶膜体系； [0028] (4)高温自由基引发剂在绑定过程中未完全反应，且在常温基本不分解，在高温高湿环境下，高温自由基引发剂分解，使体系中未反应基团继续反应，提高体系交联密度； [0029] (5)本发明提高异方性导电胶膜耐高温高湿性能的方法简单有效，适宜于工业化应用。具体实施方式 [0030] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本发明，不用于本发明的具体限制。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。 [0031] 以下实施例及对比例中的导电粒子购买于日本积水化学，环氧‑丙烯酸酯预聚物购买于沙多玛。 [0032] 实施例1 [0033] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份聚乙烯、15份环氧‑丙烯酸酯预聚物、5份丙烯酸2‑异氰基乙酯、10份丙烯酸异冰片酯、1.0份(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为200nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份叔丁基过氧化氢和5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0034] 实施例2 [0035] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份乙烯丙烯共聚物、15份环氧‑丙烯酸酯预聚物、5份甲基丙烯酸2‑异氰基乙酯、10份2‑甲基‑1,3‑丙二醇二丙烯酸酯、1.0份N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为180nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份二异丙苯过氧化氢和5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为60μm)、涂膜(厚度为35μm)后在85℃烘干。 [0036] 实施例3 [0037] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份聚氯乙烯、15份环氧‑丙烯酸酯预聚物、5份丙烯酸2‑异氰基丙酯、10份丙烯酸异冰片酯、1.0份γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为230nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份2,5‑二甲基‑2,5‑二氢过氧己烷和5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为70μm)、涂膜(厚度为40μm)后在70℃烘干。 [0038] 实施例4 [0039] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将8份丁腈橡胶、23份聚乙烯、18份环氧‑丙烯酸酯预聚物、8份丙烯酸2‑异氰基乙酯、12份丙烯酸异冰片酯、1.5份(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、6份导电粒子、20份二氧化硅(粒径为200nm)和3份二氧化钛混匀后，加入4份叔丁基过氧化氢和6份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0040] 实施例5 [0041] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将13份丁腈橡胶、18份聚乙烯、12份环氧‑丙烯酸酯预聚物、10份丙烯酸2‑异氰基乙酯、15份丙烯酸异冰片酯、1.0份(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、8份导电粒子、28份二氧化硅(粒径为200nm)和3份二氧化钛混匀后，加入6份叔丁基过氧化氢和4份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0042] 实施例6 [0043] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份聚乙烯、18份环氧‑丙烯酸酯预聚物、3份丙烯酸2‑异氰基乙酯、10份丙烯酸异冰片酯、1.0份(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为200nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份叔丁基过氧化氢和5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0044] 实施例7 [0045] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份聚乙烯、5份环氧‑丙烯酸酯预聚物、10份丙烯酸2‑异氰基乙酯、10份丙烯酸异冰片酯、1.0份(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为200nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份叔丁基过氧化氢和5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0046] 实施例8 [0047] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份聚乙烯、15份环氧‑丙烯酸酯预聚物、5份丙烯酸2‑异氰基乙酯、10份丙烯酸异冰片酯、1.0份γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为200nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份叔丁基过氧化氢和5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0048] 实施例9 [0049] 本实施例耐高温高湿异方性导电胶膜的制备方法，包括将10份丁腈橡胶、20份聚乙烯、15份环氧‑丙烯酸酯预聚物、5份丙烯酸2‑异氰基乙酯、10份丙烯酸异冰片酯、1.0份(3‑氨丙基)三甲氧基硅烷、8份导电粒子、25份二氧化硅(粒径为200nm)和5份二氧化钛混匀后，加入5份偶氮二异丁腈混匀，过滤(滤网孔径为50μm)、涂膜(厚度为30μm)后在80℃烘干。 [0050] 以上实施例及对比例所得耐高温高湿异方性导电胶膜绑定后，对老化前和老化(85℃、85％环境下老化500h)后的导通电阻和粘结力进行测试，测试结果如表1所示。 [0051] 表1异方性导电胶膜性能数据表 [0052] [0053] 实施例1‑5所得耐高温高湿异方性导电胶膜表现出优异的性能，实施例6使用较多的环氧‑丙烯酸酯预聚物和较少的丙烯酸2‑异氰基乙酯，由于胺基由丙烯酸2‑异氰基乙酯与水反应产生，胺基量较少，交联密度偏低，高温高湿后导通电阻变大，粘结力下降；实施例7使用较少的环氧‑丙烯酸酯预聚物和较多的丙烯酸2‑异氰基乙酯，由于交联密度主要由环氧‑丙烯酸酯预聚物提供，环氧‑丙烯酸酯预聚物较少，则交联密度偏低，高温高湿后导通电阻变大，粘结力下降；实施例8使用不含有氨基的硅烷偶联剂γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，无机填料与体系相容性差，水汽易进入体系内部，破坏性更大，高温高湿后导通电阻增大；实施例9仅使用偶氮二异丁腈作为热引发剂，高温高湿下残留丙烯酸酯无进一步反应，无法进一步提高交联密度，高温高湿后导通电阻变大，粘结力下降。 [0054] 最后应说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，而并非对本发明的实施方式的限定。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具有实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，这里无需也无法对所有的实施方式予以全例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。