CN103254824B

CN103254824B - 一种高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带及其制造方法

Info

Publication number: CN103254824B
Application number: CN201210237704.1A
Authority: CN
Inventors: 徐兵; 李普相
Original assignee: DONGGUAN FUYIN ADHESIVE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Anhui Fuyin New Material Co., Ltd
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: CN103254824A

Abstract

本发明公开了一种泡棉胶带及其制备方法，特别涉及一种高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带及其制备方法。本发明所制备的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带，主要由基材和背衬膜组成，所述基材由丙烯酸单体、反应助剂、架桥剂、增粘剂、热传导填充剂、多孔性填充剂和其它添加剂通过反应形成。当所述丙烯酸单体用量为100份（重量）时，所述反应助剂用量为0.1-5份（重量），架桥剂用量为0.01-5（重量），增粘剂用量为0.1-10份（重量），热传导填充剂为50-300份（重量），多孔性填充剂为10-100份（重量），其它添加剂用量为1-10份（重量）。将上述基材混合物在背衬膜上涂布后，经紫外线照射机紫外照射和加热处理，反应后形成泡棉胶带。所述泡棉胶带可用于电子产品的零部件粘贴以及电子发热体和散热器之间的粘结等使用，具有持久粘附力和强热传导性，且在高温下能维持其粘性的特性。

Description

一种高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种泡棉胶带及其制备方法，特别涉及一种高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带及其制备方法。

背景技术

随着电器、电子产业的发展，对于电子元器件的粘贴要求就显得特别重要。将电子元器件固定在电路板上，或者高密度集成电路上电子元器件的固定，这些都需要用到胶带粘贴技术。而这些电子元器件在工作的时候会产生大量的热量，一方面这对于胶带的要求很高，需要其在高温的状态下也可以维持很强的粘着力；另一方面，为了消除由于热量增大导致电子配件发生功能故障的隐患，也可在电子配件的发热体上安装如散热器等导热配件进行散热。在电子配件发热体与散热器之间往往涂布有硅胶导热膏或者硅胶导热片，这些导热膏或导热片虽然导热性能优秀，但却没有粘着功能，因此需要用螺丝对电子配件发热体和散热器进行固定，使用很不方便。另外，这些硅胶面在长期高温条件下也存在凝聚力降低、导热性能下降等缺陷。

本发明的发明者为了克服上述问题，经过深入研究，发明了一种具有高粘着力、且在高温条件下也可以维持强粘着力的优秀热传导电器绝缘减压性泡棉胶带，不仅可用于普通电子元器件的粘贴，在高温下保持其强粘着力，而且具有强的热传导性，可以直接用于电子配件发热体和散热器之间连接，解决了发热体和散热体之间在连接时还需要涂布导热膏并用螺丝固定等繁琐工序的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高粘着力、且在高温条件下也能维持强粘着力的优秀热传导电器绝缘减压性泡棉胶带及其制备方法，所述泡棉胶带可以使电子产品零部件粘贴牢固，且在高温下能够维持其性能，克服通常粘胶带粘附力弱且在高温下容易丧失粘性的问题，并且可以直接用于电子配件发热体和散热器之间连接，解决了发热体和散热体之间在连接时还需要涂布导热膏并用螺丝固定等繁琐工序的问题。。

本发明提供的是一种高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带，主要由基材和背衬膜组成，所述基材由丙烯酸单体、反应助剂、架桥剂、增粘剂热传导填充剂、多孔性填充剂和其它添加剂通过反应形成，当所述丙烯酸单体用量为100份（重量）时，所述反应助剂用量为0.1-5份（重量），架桥剂用量为0.01-5份（重量），增粘剂用量为0.1-10份（重量），热传导填充剂为50-300份（重量），多孔性填充剂为10-100份（重量），其它添加剂用量为1-10份（重量）。上述丙烯酸单体、反应助剂、架桥剂、增粘剂、热传导填充剂、多孔性填充剂和其它添加剂形成混合物，这些混合物在固化的同时让多孔性填充剂发泡。

上述丙烯酸单体由软性丙烯酸单体和硬性丙烯酸单体组成，软性丙烯酸单体用量为75-99份（重量），硬性丙烯酸单体用量为1-25份（重量）。上述软性丙烯酸基单体首先会通过聚合反应，部分形成均聚物，该均聚物具有加强粘胶带的初期粘着力及粘着维持力的作用，其玻璃态转化温度（Tg）在-20℃以下；同理，上述硬性丙烯酸基单体首先通过聚合反应，部分形成均聚物，该均聚物具有加强泡棉胶带凝聚力的作用，其玻璃态转化温度（Tg）大于90℃；在形成均聚物以后，部分软性丙烯酸基单体和部分硬性丙烯酸单体一起形成共聚物。所述软性丙烯酸单体选自丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯, 丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、n-丙烯酸辛酯、n-甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、2-乙基丙烯酸己酯、2-甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸异壬酯中一种或两种以上混合物。所述硬性丙烯酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺和丙烯腈中一种或两种以上混合物。

上述反应助剂是用于丙烯酸单体聚合反应，所述反应助剂使用光反应助剂和热反应助剂的混合使用较为合理。当使用光反应助剂聚合效率不足时，可以混合使用热反应助剂，以便调整聚合物的分子量及粘度达到所需要的范围。所述光反应助剂选自苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚、茴香偶姻甲醚、苯偶姻或苄基缩酮，所述热反应助剂选自苯甲酰基过氧化物、偶氮二异丁腈或胺类反应助剂。上述反应助剂在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，其用量为0.1-5份（重量）。当反应助剂用量小于0.1份（重量）时，聚合反应不会发生；而用量大于5份（重量）时，存在高分子分子量降低的问题。使用这种光反应助反应时通常不使用反应溶剂。

上述架桥剂通过在高分子材料之间的架桥，具有强化泡棉胶带的初期粘着力的作用。所述架桥剂选自光架桥剂、热架桥剂或其组合物。所述架桥剂选自二丙烯酸酯系架桥剂、三丙烯酸酯系架桥剂、氮杂环丙烷系架桥剂和环氧系架桥剂中一种或两种以上混合物。所述二丙烯酸酯系架桥剂选自己二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯或三丙二醇二丙烯酸酯。上述架桥剂在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，其用量为0.01-5份（重量）。当架桥剂用量小于0.01份（重量）时，会极大影响泡棉胶带的凝聚力或耐候性；而用量大于5份（重量）时，存在初期粘着力下降的问题。

上述增粘剂选自松香酯系增粘剂、松香系增粘剂、萜烯系增粘剂和石油树脂系增粘剂中一种或两种以上混合物。在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，上述增粘剂其用量为0.1-10份（重量）。当增粘剂用量小于0.1份（重量）时，增粘效果不完善；而用量大于10份（重量）时，存在泡棉胶带粘着力下降的问题。

上述热传导填充剂选自金属氧化物，金属氢氧化物，金属硝化物，石墨纤维，石墨，碳化硅或SENDUS 等。优选为氧化铝，硝化铝或氢氧化铝。使用热传导填充剂可预防因高温产生的火灾。热传导填充剂的粒径在1~100um之间比较适合。如果热传导填充剂小于1 um，容易导致泡棉胶带的基材组在混合时因拌浆器粘度增加而导致涂布性降低。热传导填充剂粒径若大于100um时，尽管导热性能会更强，但是在基材组拼物形成过程中所述热传导填充剂可能会沉淀。

当丙烯酸单体用量为100份（重量）时，上述热传导填充剂的用量为50~300份（重量）。上述热传导填充剂用量小于50份（重量）时，热传导速度会降低。上述热传导填充剂用量大于300份（重量）时热传导泡棉胶带的硬度会过度上升而且胶带的紧密性会下降。

上述多孔性填充剂选自采用用玻璃加工玻璃泡沫、环氧树脂、聚碳酸酯树脂泡沫等树脂泡沫或陶瓷泡沫类等。上述多孔性填充剂是形成多孔性结构增加胶带的柔软性及湿性因此增加电子元器件之间粘着性或紧密性。当丙烯酸单体用量为100份（重量）时，所述多孔性填充剂用量为10~100份（重量）。当使用量未满10份（重量）时无法形成多孔性结构，相反若超过100份（重量）时，则会因过多的多孔性结构形成导致导热速度降低。

上述其它添加剂选自偶联剂、防静电剂、表面活性剂、加工乳、染料、颜料、防晒剂、抗酸化剂中一种或两种以上混合物。

上述偶联剂具有增加耐用性、促进丙烯酸系单体的架桥化形成3维网状结构以表现出永久的结合力的作用。在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，上述多孔性填充剂其用量为0.1-2份（重量）。偶联剂使用量未满0.1份（重量）时会影响架桥和粘着性能不完善的问题，相反使用量超过2份（重量）则会发生粘着力下降的问题。上述防静电剂是防止电子产品表面发生静电的功能，在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，上述防静电剂其用量为1-5份（重量）。上述表面活性剂可以当消泡剂使用。消泡剂的功能是压制气泡生成并且增大丙烯酸单体聚合反应转换率的功能。在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，上述表面活性剂其用量为0.05-2份（重量）。表面活性剂的使用量未满0.05份（重量）时会有分散不好残存气泡的问题，使用量超过2份（重量）则会降低凝聚力耐用性的问题。上述加工乳是为了改善耐寒性而添加的，在丙烯酸单体用量为100份（重量）时，上述加工乳其用量为1-10份（重量）。加工乳使用量未满1份（重量）时不能改善耐寒性，相反使用量超过10份（重量）时可能会减弱耐用性。上述加工乳包括二辛基棕榈酸酯、石蜡油或萘等。在本发明里上述基材组拼物是在维持其性能的范围内可添加染料，颜料，防晒剂，抗酸化剂等，添加的量是根据最终需要的产品的特性会有所不同。

本发明还提供了上述丙烯酸高温用无基材粘胶带的制备方法，包括下列步骤：（1）将丙烯酸单体100份（重量）、反应助剂0.1-5份（重量）、架桥剂0.01-5份（重量）、增粘剂0.1-10份（重量）、热传导填充剂为50-300份（重量），多孔性填充剂为10-100份（重量）和其它添加剂1-10份（重量）混合，形成基材混合物；（2）以（1）中形成的基材混合物在背衬膜上涂布；（3）将（2）中经基材混合物涂布的背衬膜通过紫外照射机，经过紫外照射和加热处理，反应后形成泡棉胶带；（4）所形成的泡棉胶带在收卷轮上完成收卷。在所述步骤（3）中紫外照射强度为30W-150W，所述加热温度为60℃-120℃。

上述（2）的涂布阶段是上述的基材组拼物在背衬膜上涂布形成的。上述的背衬膜是上述的基材组拼物反应后形成粘着物体时支撑基材组拼物的。背衬膜通常使用聚酯薄膜，并且基材组拼物在背衬膜上的涂布通常使用的是涂布机。

上述（3）的泡棉胶带形成阶段是基材组拼物以涂布的背衬膜持续的通过紫外线照射机，在紫外线照射（30W~150W）下和在照射器里产生的热（60度~120度）处理下同时聚合完成的。上述聚合是紫外照射聚合，紫外照射+热聚合的顺序进行，且减少未反应低聚物及单体，可制造出聚合物转换率为99%以上的优秀粘着力的泡棉胶带。

像上述图1显示的那样，背衬膜77由背衬膜供给轮78提供，本发明里基材组拼物在通过涂布机79时在背衬膜77的中间涂布成所需厚度。之后通过紫外线照射机80区域时，在紫外照射下和在60度~120度的温度范围内完成聚合。已通过紫外线照射机80区域的粘胶带在收卷轮上完成收卷。

电子零部件的发热体和散热器之间固定时需要使用螺丝固定，但是电子元器件的轻量化和小型化使得该连接工艺越来越困难。通过本发明制备的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带，通过简单的胶带粘贴即可将发热体和散热器直接固定，减少了工程所花费的时间，同时还能提供充分的热传导性。通过本发明制备的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带，带有着很高粘着力，所以可以把发热体和散热器永久固定并且在热传导过程中产生的高温下也可以持续的维持粘着力。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带制造工艺流程图。

图2是本发明所得到的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带示意图。

图3是热传导泡棉胶带结构示意图。

关于附图主要部分的说明。

编号	名称
		1	粘着性高分子树脂
2	热传导填充剂
		3	多孔性填充剂
66	泡棉胶带
		77	背衬膜
78	背衬膜供给轮
		79	涂布机
80	紫外线照射机
		81	收卷轮

。具体实施方式

以下通过实施例和比较例进一步详细地说明本发明，但这些实施例只是本发明的举例，本发明并不仅仅限于此。

实施例1

软性丙烯酸单体2-乙基己基丙烯酸指900g，硬性丙烯酸单体丙烯酸100g，反应助剂使用光反应助剂和热反应助剂，其中光反应助剂用苯偶姻甲醚10g，热反应助剂用过氧化苯甲酰8g，架桥剂用己二醇二丙烯酸酯30g，热传导填充剂用铝氧化物1000g，多孔性填充剂用3M公司的MICRON BALLON K1 100g，偶联剂5g，防静电剂 20g，表面活性剂3g，增粘剂90g，加工乳30g，将上述物质混合后，形成基材组拼物，以0.5mm的厚度涂布到背衬膜上，以100W的紫外线照射3分钟，采用温度60℃度固化，即得到本发明的泡棉胶带。

评价例

上述实施例及比较例里，关于所得的胶带理化性质的评价如表1所示。以美国试验材料学会（American Society for Testing Material，简称ASTM）D3121-94、D3654、D3330等方式为依据，用1英寸的宽度，以300mm/min 的速度按180度方向伸张的力评价了粘着力。粘着力的单位是kgf/inch结果如表1所示。

表1

应该注意的是，对于本发明的各种细节可以进行任意的修改，但毫无疑问，这些修改都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带，由基材和背衬膜组成，其特征在于，所述基材由丙烯酸单体、反应助剂、架桥剂、增粘剂、热传导填充剂、多孔性填充剂和其它添加剂通过反应形成，当所述丙烯酸单体用量为100重量份时，所述反应助剂用量为0.1-5重量份，所述架桥剂用量为0.01-5重量份，所述增粘剂用量为0.1-10重量份，所述热传导填充剂为50-300重量份，所述多孔性填充剂为10-100重量份，所述其它添加剂用量为1-10重量份；所述丙烯酸单体由软性丙烯酸单体和硬性丙烯酸单体组成，所述软性丙烯酸单体用量为75-99重量份，所述硬性丙烯酸单体用量为1-25重量份；所述软性丙烯酸单体选自丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、n-丙烯酸辛酯、n-甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、2-乙基丙烯酸己酯、2-甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸异壬酯中一种或两种以上混合物；所述硬性丙烯酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸中一种或两种以上混合物；所述反应助剂选自光反应助剂和热反应助剂的组合，所述光反应助剂选自苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚、茴香偶姻甲醚、苯偶姻或苄基缩酮，所述热反应助剂选自苯甲酰基过氧化物、偶氮二异丁腈或胺类反应助剂；所述架桥剂为二丙烯酸酯系架桥剂；所述增粘剂选自松香酯系增粘剂、松香系增粘剂、萜烯系增粘剂和石油树脂系增粘剂中一种或两种以上混合物；所述热传导填充剂选自氧化铝、硝化铝或氢氧化铝，所述热传导填充剂粒径为1～100μm；所示多孔性填充剂为玻璃微球或玻璃气泡。

2.根据权利要求1所述的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带，其特征在于，所述其它添加剂选自偶联剂、防静电剂、表面活性剂、加工乳、染料、颜料、防晒剂、抗酸化剂中一种或两种以上混合物。

3.一种如权利要求1-2中任一权利要求所述的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：(1)将丙烯酸单体100重量份、反应助剂0.1-5重量份、架桥剂0.01-5重量份、增粘剂0.1-10重量份、热传导填充剂50-300重量份，多孔性填充剂10-100重量份和其它添加剂1-10重量份混合，形成基材混合物；(2)以(1)中形成的基材混合物在背衬膜上涂布；(3)将(2)中经基材混合物涂布的背衬膜通过紫外照射机，经过紫外照射和加热处理，反应后形成泡棉及泡棉胶带。

4.根据权利要求3所述的高温用热传导性电器绝缘泡棉胶带的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中紫外照射强度为30W-150W，所述加热温度为60℃-120℃。