环氧树脂导电复合材料及其制备方法
阅读说明：本技术 环氧树脂导电复合材料及其制备方法 (Epoxy resin conductive composite material and preparation method thereof ) 是由 刘均 黄进 熊进 张鹏 冯云虎 蔡茂林 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种环氧树脂导电复合材料及其制备方法。该环氧树脂导电复合材料,以重量份计,包括：硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体20-30份,导电填料30-70份、金属耐磨粉3-5份、固化剂0.1-1份、溶剂1-10份、催化剂0.1-1份。硅烷偶联剂醇解提高涂料与基材的附着力,醇解缩合产生Si–O–Si网络提高涂层的强度和耐磨性,氨基官能硅烷向环氧体系中引入了Si–O和C–N提高热稳定性及耐高低温性能；另外,利用硅烷偶联剂还可以使涂层的电阻率显著得到降低。(The application discloses an epoxy resin conductive composite material and a preparation method thereof. The epoxy resin conductive composite material comprises the following components in parts by weight: 20-30 parts of silane coupling agent modified epoxy resin carrier, 30-70 parts of conductive filler, 3-5 parts of metal wear-resistant powder, 0.1-1 part of curing agent, 1-10 parts of solvent and 0.1-1 part of catalyst. The adhesion force of the coating and a base material is improved by alcoholysis of the silane coupling agent, a Si-O-Si network generated by alcoholysis condensation improves the strength and wear resistance of the coating, and Si-O and C-N are introduced into an epoxy system by amino functional silane to improve the thermal stability and high and low temperature resistance; in addition, the resistivity of the coating can be obviously reduced by using the silane coupling agent.)
技术领域
本申请涉及导电复合材料领域，具体而言，涉及一种环氧树脂导电复合材料及其制备方法。
背景技术
导电浆料主要由树脂载体、导电填料、耐磨填料、固化剂、溶剂和其它助剂组成。但是在将导电浆料作为涂层涂至基材时，附着力、耐磨性和强度较差，且热稳定性、耐高低温性不佳，容易出现附着的银层脱落的情况。
针对相关技术中在将导电浆料作为涂层涂至基材时，附着力、耐磨性和强度较差，且热稳定性、耐高低温性不佳，容易出现附着的银层脱落的情况的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种环氧树脂导电复合材料及其制备方法，以解决在将导电浆料作为涂层涂至基材时，附着力较差，且热稳定性、耐高低温性不佳，容易出现附着的银层脱落的情况的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种环氧树脂导电复合材料。
根据本申请的环氧树脂导电复合材料，以重量份计，包括：硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体20-30份，导电填料30-70份、金属耐磨粉3-5份、固化剂0.1-1 份、溶剂1-10份、催化剂0.1-1份。
进一步的，所述硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体包括：可溶于二丙二醇甲醚的环氧树脂10-40wt％，载体含量10-30wt％；硅烷偶联剂含量为1-10wt％。
进一步的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷或丙基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述导电填料为片状和球状纳米银粉。
进一步的，所述球状纳米银粉粒径为10-100nm；所述片状纳米银粒径为 100-200nm、高度为1-10nm。
进一步的，所述溶剂为二丙二醇甲醚。
进一步的，所述固化剂为二乙烯三胺。
进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种环氧树脂导电复合材料的制备方法。
根据本申请的环氧树脂导电复合材料的制备方法，基于上述任一项所述的导电浆料配方，包括以下步骤：S1、树脂载体的制备：在1256环氧树脂中加溶剂， 80℃下搅拌溶解，完全溶解后200目过滤网过滤，冷却备用；S2、在烧杯中依次加入树脂载体、硅烷偶联剂、固化剂、溶剂、催化剂、纳米银粉、金属耐磨粉，搅拌均匀后三辊机过辊；S3、将过完辊的浆料分别在PET膜和PC板上涂条，放入鼓风干燥箱进行固化。
进一步的，S3中PET膜基材的固化条件为80℃固化2h，PC板基材的固化条件为60℃固化2h。
本发明中的硅烷偶联剂醇解提高涂料与基材的附着力，醇解缩合产生S i– O–S i网络提高涂层的强度和耐磨性，氨基官能硅烷向环氧体系中引入了S i– O和C–N提高热稳定性及耐高低温性能；另外，利用硅烷偶联剂还可以使涂层的电阻率显著得到降低。导电银浆在PET膜基材上80℃固化2h后，体积电阻率为2.54×10-7Ω·m，在PC板基材上60℃固化2h后，经100℃水煮 30m i n，刻百格后用3M胶带粘取并垂直撕拉，未出现银层脱落现象，附着力达到5B规格。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的环氧树脂导电复合材料的制备方法的流程示意图；
图2是根据本申请实施例的片状纳米银粉的AFM形貌图；
图3是根据本申请实施例的球状纳米银粉的AFM形貌图；
图4是根据本申请实施例的球状纳米银粉的尺寸分布；
图5是根据本申请实施例的不同3-氨丙基三乙氧基硅烷含量对涂层电阻率的影响折线图；
图6是根据本申请实施例的不同种类的硅烷偶联剂对涂层电阻率的影响折线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
如图1-5所示，本申请涉及一种环氧树脂导电复合材料，该环氧树脂导电复合材料，以重量份计，包括：硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体20份，片状和球状纳米银粉30份、金属耐磨粉3份、二乙烯三胺0.1份、二丙二醇甲醚1份、二月桂酸二丁基锡0.1份；所述硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体包括：可溶于二丙二醇甲醚的环氧树脂10份，载体含量10份；3-氨丙基三乙氧基硅烷含量为1.25份。所述球状纳米银粉粒径为10-100nm；所述片状纳米银粒径为100-200nm、高度为 1-10nm。
一种环氧树脂导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：树脂载体的制备：在1256环氧树脂中加溶剂，80℃下搅拌溶解，完全溶解后200目过滤网过滤，冷却备用；
S2：在烧杯中依次加入S1中制备的树脂载体、3-氨丙基三乙氧基硅烷1.25 份、二乙烯三胺0.1份、二丙二醇甲醚1份、二月桂酸二丁基锡剂0.1份、片状和球状纳米银粉30份、金属耐磨粉3份，搅拌均匀后三辊机过辊；
S3：将过完辊的浆料分别在PET膜和PC板上涂条，放入鼓风干燥箱进行固化。
实施例2
如图1-5所示，本申请涉及一种环氧树脂导电复合材料，该环氧树脂导电复合材料，以重量份计，包括：硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体20份，片状和球状纳米银粉30份、金属耐磨粉3份、二乙烯三胺0.1份、二丙二醇甲醚1份、二月桂酸二丁基锡0.1份；所述硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体包括：可溶于二丙二醇甲醚的环氧树脂10份，载体含量10份；3-氨丙基三乙氧基硅烷含量为2.38份。所述球状纳米银粉粒径为10-100nm；所述片状纳米银粒径为100-200nm、高度为 1-10nm。
一种环氧树脂导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：树脂载体的制备：在1256环氧树脂中加溶剂，80℃下搅拌溶解，完全溶解后200目过滤网过滤，冷却备用；
S2：在烧杯中依次加入S1中制备的树脂载体、3-氨丙基三乙氧基硅烷2.38 份、二乙烯三胺0.1份、二丙二醇甲醚1份、二月桂酸二丁基锡0.1份、二丙二醇甲醚30份、金属耐磨粉，搅拌均匀后三辊机过辊；
S3：将过完辊的浆料分别在PET膜和PC板上涂条，放入鼓风干燥箱进行固化。
实施例3
如图1-4、6所示，本申请涉及一种环氧树脂导电复合材料，该环氧树脂导电复合材料，以重量份计，包括：硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体30份，片状和球状纳米银粉70份、金属耐磨粉5份、二乙烯三胺1份、二丙二醇甲醚10份、二月桂酸二丁基锡1份；所述硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体包括：可溶于二丙二醇甲醚的环氧树脂40份，载体含量30份；3-氨丙基三乙氧基硅烷含量为10份。所述球状纳米银粉粒径为10-100nm；所述片状纳米银粒径为100-200nm、高度为 1-10nm。
一种环氧树脂导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：树脂载体的制备：在1256环氧树脂中加溶剂，80℃下搅拌溶解，完全溶解后200目过滤网过滤，冷却备用；
S2：在烧杯中依次加入S1中制备的树脂载体、3-氨丙基三乙氧基硅烷10份、二乙烯三胺1份、二丙二醇甲醚10份、二月桂酸二丁基锡剂1份、片状和球状纳米银粉70份、金属耐磨粉，搅拌均匀后三辊机过辊；
S3：将过完辊的浆料分别在PET膜和PC板上涂条，放入鼓风干燥箱进行固化。
实施例4
如图1-4、6所示，本申请涉及一种环氧树脂导电复合材料，该环氧树脂导电复合材料，以重量份计，包括：硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体30份，片状和球状纳米银粉70份、金属耐磨粉5份、二乙烯三胺1份、二丙二醇甲醚10份、二月桂酸二丁基锡1份；所述硅烷偶联剂改性的环氧树脂载体包括：可溶于二丙二醇甲醚的环氧树脂40份，载体含量30份；丙基三甲氧基硅烷含量为10份。所述球状纳米银粉粒径为10-100nm；所述片状纳米银粒径为100-200nm、高度为1-10nm。
一种环氧树脂导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：树脂载体的制备：在1256环氧树脂中加溶剂，80℃下搅拌溶解，完全溶解后200目过滤网过滤，冷却备用；
S2：在烧杯中依次加入S1中制备的树脂载体、丙基三甲氧基硅烷10份、二乙烯三胺1份、二丙二醇甲醚10份、二月桂酸二丁基锡剂1份、片状和球状纳米银粉70份、金属耐磨粉，搅拌均匀后三辊机过辊；
S3：将过完辊的浆料分别在PET膜和PC板上涂条，放入鼓风干燥箱进行固化。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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