Электропроводящая композиция

(11)01 В 1 22 ЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2-513 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ%НИЙ И ОТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая эпоксидную смолу, отвердитель, высокодисперсный металл, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения срока жизни, снижения стоимости при сохранении высокой электропроводности, упрощения техноаогии использования и,улучшения условий труда, она дополнительно содержит олеиновую кислоту и раствори- тель, в качестве отвердителя содер" жит ФенолФормальдегндную смолу, а в качестве высокодисперсного металла - дендритное высокодисперсное железо и сФерический высокодисперсный никель при следующем содержании компонентов масе ХеЭпоксидная смола 2,7-15 Фенолформальдегидная смола 3,0-15 Дендритное высокодисперсное железо 0,4-59,5 СФерический высокодисперсный никель 0,3-75,0 Олеиновая кислота 0,008-0,242 Растворитель Остальное 2. Композиция по п.1, .о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, в качестве растворителя она содержит смесь этилцеллозольва, бутилового спирта, ацетона и ксилола при следующих соотношениях компонентов, мас.Ж:Этилцеллозольв30-40 Бутиловый спирт 25-30 Ацетон 25-30 Ксилол 5-10 3. Композиция по п о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что в качестве растворителя она содержит смесь этилцеллозольва, бенэилового спирта и ксилола приследующих соотношениях компонентов, мас.Х:Этилцеллозольв 45-55Бенэиловый спирт 35-40 Ксилол 10-15 4. Композиция по п,1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, в качестве растворителя она содержит смесь этилцеллозольва и бенэилового спирта при следующих соотношениях компонентов, мас,Х;Этилцеллозольв 20-40 Бензиловый спирт 60-8050 1 10984Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в частности прн изготовлении печатных плат, электрических соединителей и др,Известны электропроводящие покрытия на основе эпоксидной смолы и электропроводящего наполнителя-серебра, отличающиеся между собой содержанием и природой отвердителей,катализаторов. ЮВ композиции используют в качествеотвердителя эндиковый ангидрид и ангидрид пирромеллитовой кислоты: катализатор - соль кобальта нафтеновойкислоты, а также полифинилглицидиловый эфир.В качестве электропроводящей Фазы - порошок серебра,Состав композиции отличается отвышеуказанной тем, что в качестве отвердителя она содержит ангидридтримеллитовой кислоты при отсутствиикатализатора и полифенилглицидилового эфира.Композиция включает компонентыкомпозиции за исключением катализаьтора и дополнительно содержит аминныйкомплекс.Указанные композиции обладают высоким удельным объемным электрлес 30-4ким сопротивлением (порядка 10 Ом см)и применяются в электрических приборах. Однако необходимо отметить, что 35 композиции-аналоги имеют существенный недостаток, а именно: высокую стоимость из-за использования дефицитного драгоценного металла - серебра, количество которого во всех ф композициях одинаково и равно70 вес ч,Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является электропроводящая композиция для теплопроводящих покрытий.Известная композиция состоит из эпоксидной смолы с вязкостью при 25 С 10 П, частиц нерастворенного вэпоксидной смоле полимера, который может реагировать с эпоксидной смолой при ее отверждении (сополимера этилена с виниловым спиртом или винилацетата и метакриловой кислоты и др,), тонкоизмельченного металла Ая, Си, А 1, покрытого серебром никеля с величиной частиц 30 мкм и.от.вердителя-дицианамида, отверждается 41 2йпри температуре 175 С в течение 30 мини имеет срок хранения 1 мес,Недостатком известной композицииявляется высокая стоимость за счетприменения в качестве наполнителейдрагоценного дефицитного металла (серебра) или посеребренных иорошковв количестве до 70 мас.7 малая продолжительность жизни композиции(до 1 мес.), что делает ее применениенеудобным, нетехнологичным, так как .в этом случае количество композиции,которое изготавливается, должно бытьобязательно израсходовано в укаэанныйсрок, Неизрасходованная композициясшивается и не может быть использована по назначению по истечении указанного срока хранения. Следует отметитьчто использование в известной композиции двух типов отвердителей (сополимер этилена с виниловым спиртом идицианамид, последний из которыхвесьма токсичен) требует особых мербезопасности при работе с композици"ей, т,е. необходимы специальные вытяжные шкафы.Целью предлагаемого изобретения является увеличение срока жизни композиции снижение ее стоимости при сохранении высокой электропроводности, упрощение технологии использования и улучшение условий труда,Поставленная цель достигается тем, что электропроводящая композиция, вклювающая эпоксидную смолу, отвердитель, высокодисперсный металл, дополнительно содержит олеиновую кислоту и растворитель, а в качестве отвердителя содержит Фенолформальдегидную смолу, в качестве высокодисперсного металла - дендритное высокодисперсное железо и сферический высокодисперсный никель при следующем содержании компонентов, мас.7.:Эпоксидная смола 2,7-15,0Фенолформальдегидная смола 3,0-15,0 СФерический высокодисперсныйникель 0,3-75,0 Дендридное высокодисперсное же"лезо 0,4-59,2Олеиновая кислота 0,008-0,242Растворитель ОстальноеБ качестве растворителя композиция содержит смесь этилцеллозольва, бутилового спирта, ацетона и ксилола при следующих соотношениях ком-понентов, мас.%:Этилцеллозольв 30-40Бутиловый спирт 25-30Ацетон. 25-30Ксилол 5-10В .качестве растворителя можетиспользоваться смесь этилцеллозольва,бензнлового спирта, ксилола при следующих соотношениях компонентов,мас,%:Этилцеллозольв 45-55Бензиловый спирт 35-40Ксилол 10-15а также смесь этилцеллозольва ибензилового спирта при следующихсоотношениях, мас.%:Этилцеллозольв 20-40Бензиловый спирт 60-80Функцию растворителя может выполнять также любое вещество, выбранноеиэ группы: этилцеллоэольв, ксилол,бутиловый спирт,.бензиловый спирт.Отличительной особенностью предлагаемой композиции является совместное введение высокодисперсных порошков никеля и железа сферической идендритной формы соответственно. Введение в композицию порошков, отличающихся между собой размерами и формойчастиц, приводит к высокой плотностиупаковки металлического наполнителяв объеме полимера, а взаимодействиепорошков с остальными компонентамисоздает максимальное количество электрических контактов и, как следствие,высокую электропроводность композиции.Технология приготовления металлополимерной композиции. Фенолформальдегидную смолу растворяют в одном израстворителей, например в бутнловомспирте. Затем в раствор добавляютэпоксидную смолу и перемешивают дополного растворения компонентов. Вполученный раствор полимеров вводятпредварительно смешанные порошки высокодисперсных никеля и железа и перемешивают,П р и м е р. 400 г фенолформальдегидиой смолы растворяют в 17 г бутилового спирта, В полученный раствор добавляют 4,00 г эпоксидной смолы и смесь перемешивают до полного растворения компонентов.В полученный раствор полимеров добавляют предварительно приготовленную смесь порошков, состоящую5 10 15 20 25 из 74,6 г сферического высокодисперсного никеля и 0,4 г высокодис-персного дендритного железа, и всекомпоненты перемешивают.После нанесения полученной металлополимерной пасты на подложку(например, стеклотекстолит) и термообработки ее удельное электрическоесопротивление, которое было измереноомметром цифровым Щ 34, составило0,007 Омоем.Идентичным способом было нанесено покрытие из приведенной композиции (см, пример) после выдержки 6 мес.Удельное объемное электрическое сопротивление составило 0,008 Омоем,т,е. электросопротивление остаетсяна одном уровне.Для обоснования граничных пределовкомпонентов предлагаемой металлополимерной композиции были полученыразличные составы по описанной вышетехнологии,Зависимость электрического сопротивления от состава компонентов, их количества приведена в таблице. Как видно из данных таблицы, нижние пределы по никелю и железу обусловленытем, что при их меньшем содержании в композиции не будет образовываться цепочечная структура, обеспечивающаядостаточную электропроводность композиции, а введение высокодисперсныхникеля и железа выше максимальныхпределов не увеличивает электропроводность композиции и ухудшает механические свойства композиции, увеличивая ее хрупкость, рыхлость. Опти 40 мальное количество железа 0,4 мас.%,никеля 74,6 час.%. Нижний пределпо олеиновой кислоте составляет0,008 мас.%, так как меньшее количество добавляемой олеиновой кислоты не,5 будет обеспечивать образование за-.щитной пленки на частицах железа,которая предохраняет ее от окисления.Верхний предел обусловлен тем, чтоувеличение содержания олеиновой кис 50 лоты будет уменьшать электропровод"ность композиции,Количество растворителей, необходимая вязкость полученной композиции корректируются в зависимостиот ее применения (электропроводящиеклеи, печатные платы и др,) различным содержанием растворителей в граничных пределах, Граничные значенияэпоксидной и фенолформальдегидной5 1смол выбраны из условия соответствияколичествам, обычно применяемым вметаллополимерных композициях. Как видно из приведенных данных, предлагаемая композиция позволяет увеличить срок годности композиции в 6 раз, понизить стоимость ее в 20-50 раз, При этом следует отметить что она позволяет откабаться от применения драгоценного дефицитного серебра, количество которого достигает 098441 Ьв известной композиции 70 мас.7 причем величина удельного объемного сонротивления композиции имеет тот жепорядок, что и известная композиция,т,е. качество полученного покрытиясоответствует мировым станпартам,Технология нанесения композиции простая, что характеризуется приведеннымпримером, при этом значительно улуч О шают условия труда, так как предлагаемая композиция не содержит токсичных компонентов.СО м м о л л м 1 1 м СЧ о м 1 1 1 1 СЬ О 1 СЧ СЧСЧ Ф о о сч л л л л о о о о о м ф О ЮО л В . Л л ф СО СЧ МС 1