CN106497476A - 一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂及其制备方法,按所述的胶黏剂的质量为100%计,其由以下组分组成:有机/无机复合有机硅‑环氧树脂5~15%;丙酮20~30%;甲苯65~70%。本发明所得的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂制造的云母带具有较高的导热系数;另外,该胶粘剂具有较大的相对分子质量,表现出良好的粘接性,在常温下有较高的粘度,在高温下具有较低的粘度;此外,该胶粘剂与VPI浸渍树脂之间具有很好的相容性,满足实际应用的需求。本发明高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法简单,原材料价格低廉。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂及其制备方法。
背景技术
目前,电机逐渐朝着高电压、大容量、高性能方向快速发展,对作为其主体绝缘结构提出了更高的要求;例如:降低温升、减薄绝缘结构的厚度;以此提升主体绝缘结构的使用寿命,提高电机的经济技术指标。
我国的大型空冷发电机的空冷系统具有结构简单、成本低、易维护等优点,使用客户非常多,但是由于此空冷系统只是通过特别的设计来进行散热,使线棒产生的热量不可以有效排出,导致电机具有较高的温升,线棒损耗较大,主绝缘老化加剧,严重影响电机的使用寿命。为了解决上述问题,开发及应用高导热云母带,提高电机主绝缘结构的导热性能成为国内外的研究热点,研制用于制造高导热云母带的胶粘剂是其中的重点方向。目前市场上存在的大多数传统胶粘剂具有较多的缺点;例如:导热系数低、粘接性差、与VPI浸渍树脂的相容性差,制造出的云母带在导热性能差,难以满足实际应用的需求。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种适用于高导热云母带的、耐热性好、粘结性强、与VPI浸渍树脂相容性好的胶黏剂。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述胶黏剂的制备方法,该方法操作简单,对设备无特殊要求。
为解决以上技术问题,本发明采取如下技术方案:
本发明的一个目的是提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,按所述的胶黏剂的质量为100%计,其由以下组分组成:
有机/无机复合有机硅-环氧树脂 5~15%;
丙酮 20~30%;
甲苯 65~70%。
优选地,按所述的胶黏剂的质量为100%计,其由以下组分组成:
有机/无机复合有机硅-环氧树脂 8.5~10%;
丙酮 20~26.5%;
甲苯 65~70%。
本发明中,所述的有机/无机复合有机硅-环氧树脂是由单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、无机导热填料/环氧树脂复合物、辛酸亚锡和二甲苯进行回流反应获得。
优选地,所述的单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、所述的无机导热填料/环氧树脂复合物、所述的辛酸亚锡和所述的二甲苯的投料质量比为1:1~2:0.01~0.1:3~5。
根据一个实施方式,所述的单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物通过α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和单层氧化石墨烯在四氢呋喃和催化剂的存在下,在100~150℃及N2作保护气条件下,反应3~6小时后,向反应系统中加入含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应2~4小时,除去溶剂制得。
优选地,所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、所述的单层氧化石墨烯、所述的四氢呋喃、所述的催化剂、所述的含苯基乙烯基有机硅中间体的投料质量比为1:0.05~0.1:2~5:0.04~0.05:2~3。
优选地,所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘均分子量在1000~5000范围内的一种或多种组合。
优选地,制备所述的单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物时采用的催化剂为钛酸四异丙酯或正钛酸四丁酯。
优选地,所述的含苯基乙烯基有机硅中间体为氯硅烷在水、异丙醇、二甲苯组成的混合溶剂体系中,于40~60℃下水解,经分离得到的硅醇溶液,所述的硅醇溶液在100~160℃及催化剂的作用下进行回流分水缩聚反应获得。
更优选地,所述氯硅烷为投料摩尔比为1:0.25~0.75:1:0.25~0.75的甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷的混合物。
更优选地,所述的水的投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的4~5.5倍。
更优选地,所述的异丙醇的投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的1.5~3倍。
更优选地,所述的二甲苯的投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的3~5倍。
更优选地,所述催化剂为异辛酸锌,其投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的1‰~5‰。
更进一步优选地,所述催化剂的质量浓度为9%。
根据一个实施方式,所述的无机导热填料/环氧树脂复合物是将无机导热填料和乙醇溶液,在65~75℃的水浴和超声作用下搅拌2~3小时,然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,继续反应2~3小时,烘干得到改性无机导热填料;将双酚A型环氧树脂、所述的改性无机导热填料、甲苯、分散剂在80-90℃条件下,超声分散3~6小时,除去溶剂制得所述的无机导热填料/环氧树脂复合物。
优选地,所述无机导热填料为粒径在20nm~1μm的SiO2、粒径在20nm~20μm的AlN、粒径在5nm~5μm的Al2O3、粒径在200nm~1μm的金刚石粉中的一种或多种组合。
优选地,所述乙醇溶液的投料质量为所述无机导热填料投料质量的20~30倍。
进一步优选地,所述乙醇溶液的质量浓度为80%。
优选地,所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的投料质量为所述无机导热填料投料质量的5%-15%。
优选地,所述的改性无机导热填料的投料质量为所述的双酚A型环氧树脂投料质量的10~20%。
优选地,所述的甲苯的投料质量为所述的的双酚A型环氧树脂投料质量的1~2倍。
优选地,所述的分散剂的投料质量为所述的双酚A型环氧树脂投料质量的2.5~5.5%。
优选地,所述双酚A型环氧树脂为牌号E44、CYD128的一种或多种组合。
本发明的另一个目的是提供一种所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,将配方量所述的有机/无机复合有机硅-环氧树脂、所述的丙酮、所述的甲苯混合均匀即得所述的胶黏剂。
由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明所得的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂制造的云母带具有较高的导热系数;另外,该胶粘剂具有较大的相对分子质量,表现出良好的粘接性,在常温下有较高的粘度,有利于补强材料与云母纸之间的粘贴;同时,该胶粘剂在高温下具有较低的粘度,有利于胶粘剂在云母纸上的渗透,增大云母纸的带胶面积,进而增大了补强材料与云母纸之间的粘接力;此外,该胶粘剂与VPI浸渍树脂之间具有很好的相容性,满足实际应用的需求。
本发明高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法工艺简单,采用的原材料价格比较低廉,制备过程中的各个参数便于检测及控制,对制备装置及设施无特殊要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。
以下各实例中,所有的原料均从市场购得;VPI浸渍树脂选用于苏州太湖电工新材料股份有限公司生产的TH1168。
实施例1
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入680g的水、255g的异丙醇、510g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至40℃,向该体系缓慢加入76.4g的甲基苯基二氯硅烷、21.2g的苯基三氯硅烷、56.4g的甲基乙烯基二氯硅烷、16.2g的乙烯基三氯硅烷,水解反应9小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.17g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在3000mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将50g分子量在1000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、2.5g单层氧化石墨烯加入至装有100g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入2g的钛酸四异丙酯催化剂;在100℃及N2作保护气条件下,反应6小时后;加入制备的100g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应4小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将10g的20nm-1μm的SiO2加入至200g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌2小时,水浴温度为65℃;再向其加入0.5g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应2小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将100g双酚A型环氧树脂、10g改性无机导热填料、100g甲苯、2.5g分散剂加入至四口烧瓶中,在80℃条件下,超声分散6小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入60g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、100g无机导热填料/环氧树脂复合物、0.6g辛酸亚锡、180g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在80%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取200g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至500g丙酮、1650g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
实施例2
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入972g的水、415g的异丙醇、800g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至50℃,向该体系缓慢加入76.4g的甲基苯基二氯硅烷、42.4g的苯基三氯硅烷、56.4g的甲基乙烯基二氯硅烷、32.4g的乙烯基三氯硅烷,水解反应8小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.62g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在4000mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将100g分子量在3000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、8g单层氧化石墨烯加入至装有300g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入5g的正钛酸四丁酯催化剂;在120℃及N2作保护气条件下,反应5小时后;加入制备的300g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应3小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将10g的20nm-20μm的AlN加入至250g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌2小时,水浴温度为70℃;再向其加入1.0g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应2小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将150g双酚A型环氧树脂、20g改性无机导热填料、200g甲苯、8g分散剂加入至四口烧瓶中,在90℃条件下,超声分散4小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入80g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、150g无机导热填料/环氧树脂复合物、5g辛酸亚锡、300g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在85%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取200g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至500g丙酮、1500g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
实施例3
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入670g的水、365g的异丙醇、610g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至60℃,向该体系缓慢加入38.2g的甲基苯基二氯硅烷、31.7g的苯基三氯硅烷、28.2g的甲基乙烯基二氯硅烷、24.2g的乙烯基三氯硅烷,水解反应6小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.61g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在4500mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将100g分子量在5000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、10g单层氧化石墨烯加入至装有500g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入5g的钛酸四异丙酯催化剂;在150℃及N2作保护气条件下,反应3小时后;加入制备的300g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应2小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将20g的5nm-5μm的Al2O3加入至600g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌3小时,水浴温度为75℃;再向其加入3g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应3小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将100g双酚A型环氧树脂、20g改性无机导热填料、200g甲苯、5.5g分散剂加入至四口烧瓶中,在90℃条件下,超声分散3小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入100g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、200g无机导热填料/环氧树脂复合物、10g辛酸亚锡、400g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在90%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取100g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至200g丙酮、700g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
实施例4
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入972g的水、415g的异丙醇、800g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至50℃,向该体系缓慢加入76.4g的甲基苯基二氯硅烷、42.4g的苯基三氯硅烷、56.4g的甲基乙烯基二氯硅烷、32.4g的乙烯基三氯硅烷,水解反应8小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.62g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在4000mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将100g分子量在3000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、8g单层氧化石墨烯加入至装有300g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入5g的正钛酸四丁酯催化剂;在120℃及N2作保护气条件下,反应5小时后;加入制备的300g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应3小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将10g的200nm-1μm的金刚石粉加入至250g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌3小时,水浴温度为70℃;再向其加入1g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应3小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将80g双酚A型环氧树脂、15g改性无机导热填料、150g甲苯、2g分散剂加入至四口烧瓶中,在90℃条件下,超声分散3小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入60g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、100g无机导热填料/环氧树脂复合物、0.6g辛酸亚锡、300g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在80%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取200g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至500g丙酮、1500g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
实施例5
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入720g的水、255g的异丙醇、510g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至40℃,向该体系缓慢加入76.4g的甲基苯基二氯硅烷、21.2g的苯基三氯硅烷、56.4g的甲基乙烯基二氯硅烷、16.2g的乙烯基三氯硅烷,水解反应9小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.17g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在3000mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将50g分子量在1000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、5g单层氧化石墨烯加入至装有500g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入2g的钛酸四异丙酯催化剂;在100℃及N2作保护气条件下,反应6小时后;加入制备的100g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应4小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将5g的20nm-1μm的SiO2、5g的20nm-20μm的AlN、5g的5nm-5μm的Al2O3、5g的200nm-1μm的金刚石粉,加入至500g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌3小时,水浴温度为70℃;再向其加入3g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应3小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将100g双酚A型环氧树脂、20g改性无机导热填料、200g甲苯、3g分散剂加入至四口烧瓶中,在90℃条件下,超声分散3小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入100g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、200g无机导热填料/环氧树脂复合物、10g辛酸亚锡、300g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在90%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取100g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至300g丙酮、700g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
实施例6
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入972g的水、415g的异丙醇、800g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至50℃,向该体系缓慢加入76.4g的甲基苯基二氯硅烷、42.4g的苯基三氯硅烷、56.4g的甲基乙烯基二氯硅烷、32.4g的乙烯基三氯硅烷,水解反应8小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.62g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在4000mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将100g分子量在3000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、8g单层氧化石墨烯加入至装有300g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入5g的正钛酸四丁酯催化剂;在120℃及N2作保护气条件下,反应5小时后;加入制备的300g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应3小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将10g的20nm-20μm的AlN加入至250g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌2小时,水浴温度为70℃;再向其加入1.0g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应2小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将150g双酚A型环氧树脂、37.5g改性无机导热填料、200g甲苯、8g分散剂加入至四口烧瓶中,在90℃条件下,超声分散4小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入80g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、80g无机导热填料/环氧树脂复合物、5g辛酸亚锡、300g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在85%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取100g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至500g丙酮、1400g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
实施例7
本实施例提供一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,包括以下几个步骤:
A、制备单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物
(1)在四口烧瓶中,加入680g的水、255g的异丙醇、510g的二甲苯混合溶剂,搅拌升温至40℃,向该体系缓慢加入76.4g的甲基苯基二氯硅烷、21.2g的苯基三氯硅烷、56.4g的甲基乙烯基二氯硅烷、16.2g的乙烯基三氯硅烷,水解反应9小时,降温至室温,分离,得到硅醇的溶液;然后向所得的硅醇溶液中加入0.17g质量浓度为9%的异辛酸锌催化剂,并在搅拌下加热100-160℃,进行缩聚反应,回流、分水,当体系粘度在3000mpa·s时,水洗至中性,抽真空,除去溶剂,即得到含苯基乙烯基有机硅中间体,备用。
(2)将50g分子量在1000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、2.5g单层氧化石墨烯加入至装有100g四氢呋喃的四口烧瓶中;再加入2g的钛酸四异丙酯催化剂;在100℃及N2作保护气条件下,反应6小时后;加入制备的100g含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应4小时;除去溶剂,即得到单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物。
B、无机导热填料/环氧树脂复合物
(1)将10g的20nm-1μm的SiO2加入至200g的80%的乙醇溶液中,在水浴、超声作用下搅拌2小时,水浴温度为65℃;再向其加入0.5g的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH550);在同等条件下,继续反应2小时,烘干,即得改性无机导热填料,备用。
(2)将100g双酚A型环氧树脂、30g改性无机导热填料、100g甲苯、2.5g分散剂加入至四口烧瓶中,在80℃条件下,超声分散6小时;除去溶剂,即得无机导热填料/环氧树脂复合物。
C、制备有机/无机复合有机硅-环氧树脂
在四口烧瓶中,加入60g单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、90g无机导热填料/环氧树脂复合物、0.6g辛酸亚锡、180g二甲苯,搅拌下升温至回流;每隔30分钟,取出分水器中的二甲苯及生成的水;当体系的固体量在80%时,每隔15分钟,利用涂片法目测反应物的透明度,当涂片透明时,降温,即得到有机/无机复合有机硅-环氧树脂。
D、制备高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂
称取200g的有机/无机复合有机硅-环氧树脂,加入至300g丙酮、850g甲苯的混合体系中,搅拌至混合均匀,即可。
将实施例1-7制备的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂(固体量100%)与TH1168浸渍漆按照1:3的质量比混合,并加热固化制成胶片,通过测定胶片的介质损耗因数的变化来判定两者的相容性;其次,利用制备的胶粘剂制作厚度为0.13mm的单面玻璃布补强少胶云母带,并对云母带进行各种常规性能、导热性能测试,结果分别见表1和表2所示。
对比例1
将传统环氧类云母带胶粘剂(市售)与TH1168浸渍漆按照1:3的质量比混合,并加热固化制成胶片,通过测定胶片的介质损耗因数的变化来判定两者的相容性;其次,利用制备的胶粘剂制作厚度为0.13mm的单面玻璃布补强少胶云母带,并对云母带进行各种常规性能、导热性能测试。具体对比结果,见表1和表2所示。
表1
表2
由表1和表2可知,按照本发明制备的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂与VPI浸渍树脂有良好的相容性,且制备出的云母带具有很好的导热性能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:按所述的胶黏剂的质量为100%计,其由以下组分组成:
有机/无机复合有机硅-环氧树脂 5~15%;
丙酮 20~30%;
甲苯 65~70%。
2.根据权利要求1所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:按所述的胶黏剂的质量为100%计,其由以下组分组成:
有机/无机复合有机硅-环氧树脂 8.5~10%;
丙酮 20~26.5%;
甲苯 65~70%。
3.根据权利要求1或2所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:所述的有机/无机复合有机硅-环氧树脂是由单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、无机导热填料/环氧树脂复合物、辛酸亚锡和二甲苯进行回流反应获得;其中,所述的单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物、所述的无机导热填料/环氧树脂复合物、所述的辛酸亚锡和所述的二甲苯的投料质量比为1:1~2:0.01~0.1:3~5。
4.根据权利要求3所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:所述的单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物通过α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和单层氧化石墨烯在四氢呋喃和催化剂的存在下,在100~150℃及N2作保护气条件下,反应3~6小时后,向反应系统中加入含苯基乙烯基有机硅中间体,继续反应2~4小时,除去溶剂制得;其中,所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、所述的单层氧化石墨烯、所述的四氢呋喃、所述的催化剂、所述的含苯基乙烯基有机硅中间体的投料质量比为1:0.05~0.1:2~5:0.04~0.05:2~3。
5.根据权利要求4所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘均分子量在1000~5000范围内的一种或多种组合。
6.根据权利要求4所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:制备所述的单层氧化石墨烯/有机硅树脂复合物时采用的催化剂为钛酸四异丙酯或正钛酸四丁酯。
7. 根据权利要求4所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:所述的含苯基乙烯基有机硅中间体为氯硅烷在水、异丙醇、二甲苯组成的混合溶剂体系中,于40~60℃下水解,经分离得到的硅醇溶液,所述的硅醇溶液在100~160℃及催化剂的作用下进行回流分水缩聚反应获得;其中,所述氯硅烷为投料摩尔比为1:0.25~0.75:1: 0.25~0.75的甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷的混合物;所述的水的投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的4~5.5倍;所述的异丙醇的投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的1.5~3倍;所述的二甲苯的投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的3~5倍;所述催化剂为异辛酸锌,其投料质量为所述的氯硅烷投料总质量的1‰~5‰。
8. 根据权利要求3所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:所述的无机导热填料/环氧树脂复合物是将无机导热填料和乙醇溶液,在65~75℃的水浴和超声作用下搅拌2~3小时,然后加入γ- 缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,继续反应2~3小时,烘干得到改性无机导热填料;将双酚A型环氧树脂、所述的改性无机导热填料、甲苯、分散剂在80-90℃条件下,超声分散3~6小时,除去溶剂制得所述的无机导热填料/环氧树脂复合物;其中,所述无机导热填料为粒径在20nm~1μm的SiO2、粒径在20nm~20μm的AlN、粒径在5nm~5μm的Al2O3、粒径在200nm~1μm的金刚石粉中的一种或多种组合;所述乙醇溶液的投料质量为所述无机导热填料投料质量的20~30倍;所述γ- 缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的投料质量为所述无机导热填料投料质量的5%-15%;所述的改性无机导热填料的投料质量为所述的双酚A型环氧树脂投料质量的10~20%;所述的甲苯的投料质量为所述的的双酚A型环氧树脂投料质量的1~2倍;所述的分散剂的投料质量为所述的双酚A型环氧树脂投料质量的2.5~5.5%。
9.根据权利要求8所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂,其特征在于:所述双酚A型环氧树脂为牌号E44、CYD128的一种或多种组合。
10.一种如权利要求1至9中任一项所述的高导热云母带用有机/无机复合胶粘剂的制备方法,其特征在于:将配方量所述的有机/无机复合有机硅-环氧树脂、所述的丙酮、所述的甲苯混合均匀即得所述的胶黏剂。
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