CN105315923A - 一种无卤绝缘导热胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：丙烯酸酯压敏胶30-50份，纳米导热填料1-2份，异氰酸酯架桥剂3.5-5份，聚醋酸乙烯酯5-10份，抗氧剂3-6份，固化剂2-5份，溶剂50-60份，偶联剂0.5-1份。本发明还提供了该无卤绝缘导热胶的制备方法。本发明提供的无卤绝缘导热胶，导热性能好，力学性能优异，耐高温。耐腐蚀性好，附着力强，绝缘性好，且其制备方法简单，成本低。

Description

一种无卤绝缘导热胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及胶黏剂技术领域，具体的涉及一种无卤绝缘导热胶。

背景技术：

随着大规模集成电路和微封装技术的发展，电子元器件和电子设备向薄、轻、小方向发展，电路中元器件的组装密度越来越高，散热成为一个突出的问题。散热在电子工业中是一个至关重要的问题。如果热量来不及散除将导致元器件工作温度升高，直接影响到使用它们的各种高精密设备的寿命和可靠性。传统的散热材料如金属、陶瓷等，具有比重大、难加工、电绝缘性差、难于加工成型、无法适应不同形状导热界面的缺点，跟不上电子技术发展的要求。因此，对于用作封装和热界面材料的导热粘合剂尤其是导热绝缘粘合剂的要求越来越高。导热胶黏剂多用于电绝缘性场合的粘接，如半导体管与散热器的粘合、管心的保护、管壳的密封，整流器、热敏电阻器的导热绝缘，微包装中多层板的导热绝缘，微包装中多层板的导热绝缘组装等需要不同工艺性能的导热绝缘胶。此外，导热胶还广泛用于化工热交换器粘接及导热灌封等。所以，研究、开发高导热、力学性能优异的胶黏剂显得非常重要。

中国专利(201210089443.3)公开了一种无卤高耐热导热胶膜，包括以下组分：无卤环氧树脂，增韧剂，溶剂，固化剂，促进剂，偶联剂，高导热填料，其中高导热填料为氧化镁、氮化铝、氮化硼、硅微粉、陶瓷粉的一种或多种混合。其导热系数可达2.5W/m·k，但是添加的导热填料使得胶黏剂的加工性能大大下降，从而对其机械性能造成影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无卤绝缘导热胶，其导热性能好，力学性能优异，绝缘性好，且无毒，有利于环境保护。

本发明的另一个目的是提供该无卤绝缘导热胶的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶30-50份，

纳米导热填料1-2份，

异氰酸酯架桥剂3.5-5份，

聚醋酸乙烯酯5-10份，

抗氧剂3-6份，固化剂2-5份，

溶剂50-60份，偶联剂0.5-1份，

其中纳米导热填料为无水氯化钙、氮化硼纳米片的混合物，二者质量比为2:1。

作为上述技术方案的优选，一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶45份，

纳米导热填料1.5份，

异氰酸酯架桥剂4份，

聚醋酸乙烯酯10份，

抗氧剂4份，固化剂3.5份，

溶剂50份，偶联剂0.8份。

作为上述技术方案的优选，所述无水氯化钙的粒径大小为50-80nm，所述氮化硼纳米片的厚度为20-30nm。

作为上述技术方案的优选，所述异氰酸酯架桥剂是二苯基甲烷二异氰酸酯、二亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述抗氧剂2,2’-亚甲基-二-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯的混合物。

作为上述技术方案的优选，所述固化剂为聚丙烯酸酯、酚醛、二氨基二苯砜、二氨基二苯胺中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述溶剂为二甲基甲酰胺、甲基异丁酮、吡啶中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或两种混合。

一种无卤绝缘导热胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至50-80℃，继续搅拌20-30min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1-2h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明在导热胶中加入氮化硼纳米片和氯化钙，氮化硼纳米片和氯化钙的导热系数较高，比液体要高一到两个数量级，对于氮化硼纳米片，其厚度越薄，导热系数越大，在超声的过程中，氮化硼纳米片被进一步剥离，层与层之间填充氯化钙颗粒，使得层之间的间距增大，更易剥离，二者的结合使得制备得到得到导热胶导热性能更优异；

(2)本发明采用挥发性低的溶剂，使得制备得到的导热胶无毒，无有毒物质释放，有利于环境保护，且其制备方法简单，工艺条件温和，易于操作。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶30份，纳米导热填料1份，

异氰酸酯架桥剂3.5份，聚醋酸乙烯酯5份，

抗氧剂3份，固化剂2份，

溶剂50份，偶联剂0.5份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至50℃，继续搅拌20min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

实施例2

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶50份，纳米导热填料2份，

异氰酸酯架桥剂5份，聚醋酸乙烯酯10份，

抗氧剂6份，固化剂5份，

溶剂60份，偶联剂1份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至80℃，继续搅拌30min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散2h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

实施例3

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶35份，纳米导热填料1.2份，

异氰酸酯架桥剂3.8份，聚醋酸乙烯酯6份，

抗氧剂4份，固化剂3份，

溶剂52份，偶联剂0.6份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至60℃，继续搅拌25min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1.2h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

实施例4

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶40份，纳米导热填料1.4份，

异氰酸酯架桥剂4份，聚醋酸乙烯酯7份，

抗氧剂4.5份，固化剂3.5份，

溶剂54份，偶联剂0.7份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至65℃，继续搅拌30min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1.4h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

实施例5

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶45份，纳米导热填料1.6份，

异氰酸酯架桥剂4.5份，聚醋酸乙烯酯8份，

抗氧剂5份，固化剂4份，

溶剂54份，偶联剂0.7份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至70℃，继续搅拌30min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1.6h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

实施例6

一种无卤绝缘导热胶，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶50份，纳米导热填料1.8份，

异氰酸酯架桥剂5份，聚醋酸乙烯酯9份，

抗氧剂5.5份，固化剂5份，

溶剂58份，偶联剂0.9份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至80℃，继续搅拌20min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1.8h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。

Claims (9)

1.一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶30-50份，

纳米导热填料1-2份，

异氰酸酯架桥剂3.5-5份，

聚醋酸乙烯酯5-10份，

抗氧剂3-6份，固化剂2-5份，

溶剂50-60份，偶联剂0.5-1份，

其中纳米导热填料为无水氯化钙、氮化硼纳米片的混合物，二者质量比为2:1。

2.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

丙烯酸酯压敏胶45份，

纳米导热填料1.5份，

异氰酸酯架桥剂4份，

聚醋酸乙烯酯10份，

抗氧剂4份，固化剂3.5份，

溶剂50份，偶联剂0.8份。

3.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，所述无水氯化钙的粒径大小为50-80nm，所述氮化硼纳米片的厚度为20-30nm。

4.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，所述异氰酸酯架桥剂是二苯基甲烷二异氰酸酯、二亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种混合。

5.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，所述抗氧剂2,2’-亚甲基-二-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯的混合物。

6.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，所述固化剂为聚丙烯酸酯、酚醛、二氨基二苯砜、二氨基二苯胺中的一种或多种混合。

7.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、甲基异丁酮、吡啶中的一种或多种混合。

8.如权利要求1所述的一种无卤绝缘导热胶，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或两种混合。

9.如权利要求1至8任一所述的一种无卤绝缘导热胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯酯和溶剂混合搅拌均匀，升温至50-80℃，继续搅拌20-30min，冷却至室温，加入异氰酸酯架桥剂、纳米导热填料、偶联剂，超声分散1-2h，得到混合物料；

(2)向步骤(1)得到的混合物料中加入抗氧剂、固化剂，混合搅拌均匀，然后通过三辊轧机混合，得到无卤绝缘导热胶。