CN107043591A - 一种绝缘抗拉伸的导热涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘抗拉伸的导热涂料及其制备方法和应用。该绝缘抗拉伸的导热涂料包含按质量份计的以下组分：聚氨酯多元醇A 25～30份，聚氨酯多元醇B 14～25份，混合溶剂20～40份，超分散剂0.2～1份，附着力促进剂1~2份，导热体粉5~20份，氮化硼1~10份，石墨烯1~20份，消泡剂0.1~0.3份，流平剂0.1~0.3份，防沉剂0.1~1份。其制备方法是先将聚氨酯多元醇树脂A、聚氨酯多元醇树脂B、混合溶剂分散均匀，再将余下组分混合其中，再研磨即可。该绝缘抗拉伸的导热涂料可广泛应用于电容器铝壳覆膜。本发明具有良好的延伸率、高温不黄变，又具备了高导热性，延长了电容器的使用寿命。

Description

一种绝缘抗拉伸的导热涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于导热涂料技术领域，具体涉及一种绝缘抗拉伸的导热涂料及其制备方法和应用。
背景技术
电子产品需要顾虑其所工作时产生的功率，亦须避免产品设备于运作过程中形成过多的废热，进而导致产品设备受到损 坏，因此，在散热的应用领域中，一般是采用具有较高热传导率的材料设计一散热单元进行废热导出，以维持电子产品的运作温度。 使产品于可接受的温度范围内运作，则装置产品将产生效率不佳、能耗提高、寿命减短等不良状况，若废热能够排出降温运作，则前述不良状况将得以改善
随着电子行业的不断进步，电容器铝壳作为其中的电子元件之一，不仅被要求耐温、耐击穿性更好，而且要求其占位面积越小越好，因此无法额外加装一散热单元。在不变 更原先电子产品或机械设备设计的情况下，此时就需要使用一种涂布于其表面的导热涂料，进行废热的快速导出，使其散热装置的散热效果能有效获得提升。
目前，通用的电解电容器生产工艺是在卷铝箔上辊涂一定厚度的涂料，再冲压成型后进行烘烤封装。辊涂完涂料的卷铝进行深冲，铝箔电容器长径比一般2:1，漆膜的延伸率在200%左右不破损，对漆膜的柔韧性要求高，具有在深冲加工过程中高拉伸不破的特点。同时漆膜须有较高的绝缘性，耐电压性能不足时，会导致电容击穿。冲压好的电容器封装到电路板，会经过数次高温焊结，在高温下，一般高分子材料易产生黄变，影响到电路板的外观质量，因此对漆膜的耐温性也有较高要求。
传统的涂料无法满足电容器铝壳涂料的延伸率、耐温性、绝缘性与高导热性的综合要求，制约了电容器向寿命更长，好而小发展的趋势。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种绝缘抗拉伸的导热涂料，并对应提供其制备方法以及在相关领域的应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种绝缘抗拉伸的导热涂料，包含按质量份计的以下组分：聚氨酯多元醇A 25～30份，聚氨酯多元醇B 14～25份，混合溶剂20～40份，超分散剂0.2～1份，附着力促进剂1~2份，导热体粉5~20份，氮化硼1~10份，石墨烯1~20份，消泡剂0.1~0.3份，流平剂0.1~0.3份，防沉剂0.1~1份。
其中：所述的混合溶剂为质量比为3：7的正丁醇和四甲苯的混合物。
氮化硼的粒径为10~20nm。
所述的聚氨酯多元醇A 先以MDP和己二酸聚合在一起形成聚合物，聚合物再和封闭HDI混合而成，MDP、己二酸和封闭HDI三者质量比为110:150:50；聚氨酯多元醇B先以1，6-己二醇、己二酸和癸二酸聚合在一起形成聚合物，聚合物再和封闭HDI混合而成，1，6-己二醇、己二酸、癸二酸和封闭HDI四者质量比为120:70:100:50。所述的聚氨酯多元醇A 和聚氨酯多元醇B的数均分子量为10000～20000，TG为10~70℃。
所述超分散剂为聚酯型超分散剂；所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。
所述导热体粉为粒径20~100nm的三氧化二铝粉。
所述的消泡剂为有机硅；所述的流平剂为聚醚改性有机硅；所述的防沉剂为聚硅氧烷。
以上原料均可通过市场正常采购得到。
一种上述绝缘抗拉伸的导热涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚氨酯多元醇树脂A、聚氨酯多元醇树脂B、混合溶剂放入搅拌机中搅拌，直至分散均匀，得到混合物。
2）将附着力促进剂、超分散剂、导热体粉、氮化硼、石墨烯、消泡剂、流平剂和防沉剂与步骤1）得到的混合物中混合均匀，得到混匀原料。
3）将步骤2）得到的混匀原料用砂磨机研磨至细度≤15um，得到绝缘抗拉伸的导热涂料。
上述绝缘抗拉伸的导热涂料在电容器铝壳覆膜中有着广泛的应用。
通常来讲，覆膜的厚度为10～16μm，覆膜的导热系数为3～30W/m.K。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的绝缘抗拉伸的导热涂料通过各组分的比例优化，解决了目前电容器涂料在物理性能与导热性等综合性能平衡不够的缺点，其漆膜具有的延伸率好、高温不黄变，又具备了高导热性，延长了电容器的使用寿命。
2、本发明的绝缘抗拉伸的导热涂料的导热系数高达3-30W/m.K，较现有的相似功能的涂料的0.14 W/m.K有质的提高。
3、本发明的绝缘抗拉伸的导热涂料的制备方法简单，利用现有的搅拌机进行分段混合，再研磨即可，生产投入少，便于推广使用。
4、本发明的绝缘抗拉伸的导热涂料可广泛应用于电容器铝壳覆膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
采用以下配比（按质量份计）制备绝缘抗拉伸的导热涂料：聚氨酯多元醇A25份，聚氨酯多元醇B25份，混合溶剂26.85份，聚酯型超分散剂1份，硅烷偶联剂1.2份，三氧化二铝15份，氮化硼5份，石墨烯1份，有机硅0.3份，聚醚改性有机硅0.15份，聚硅氧烷0.5份，其具体步骤是：
1）将聚氨酯多元醇树脂A、聚氨酯多元醇树脂B、混合溶剂放入搅拌机中搅拌，直至分散均匀，得到混合物。
2）将硅烷偶联剂、聚酯型超分散剂、三氧化二铝、氮化硼、石墨烯、有机硅、聚醚改性有机硅和聚硅氧烷与步骤1）得到的混合物中混合均匀，得到混匀原料。
3）将步骤2）得到的混匀原料用砂磨机研磨至细度≤15um，得到绝缘抗拉伸的导热涂料。
实施例二至四
实施例二至四与实施例一相比，区别仅在于原料的配比（按质量份计）不同，详见表1。
表1 实施例二至四的原料质量份配比表
实施例二 实施例三 实施例四
聚氨酯多元醇A 30 29 28
聚氨酯多元醇B 14.2 15 20
混合溶剂 22.45 22.65 25.85
聚酯型超分散剂 1 1 1
硅烷偶联剂 1.4 1.4 1.2
三氧化二铝 20 10 5
氮化硼 10 10 1
石墨烯 1 10 18
有机硅 0.3 0.25 0.3
聚醚改性有机硅 0.15 0.2 0.15
聚硅氧烷 0.5 0.5 0.5
实施例五
将厚度0.2～0.5mm的铝板进行脱脂、铬化等前处理，用线棒涂布器将各实施例制备的绝缘抗拉伸的导热涂料以及现有市售同类型涂料分别涂敷在上述清洗干净的铝板上，在245℃烘烤60～80s，固化温度为210-232℃，干膜厚度控制在10～16μm。然后检测其性能，详见表2。
表2 绝缘抗拉伸的导热涂料的性能比对表
实施例 绝缘性 抗拉伸性 耐高温性 印刷性 长径比 导热系数(W/m.K)
实施例一 OK OK OK OK 3:1 3.12
实施例二 OK OK OK OK 2:1 5.08
实施例三 OK OK OK OK 2:1 17.42
实施例四 OK OK OK OK 3:1 30.64
市售涂料 OK OK OK OK 3:1 0.14
表2中：
（1）各性能参数的指标为（绝缘性用耐压测试仪，一端接在金属板一端接在涂层上方，可测出击穿电压）： OK ：代表在1050V条件下，无击穿现象。
（2）抗拉伸性（将基板冲制成直径为6mm高度为12mm的杯状，检测涂层外观）：OK：代表涂层高延伸比时无破损，无黑弧、无发花现象。
（3）耐高温性（样板在270℃条件下烘烤3min）：OK：代表涂层无黄变。
（4）印刷性（样板表面印刷油墨）：OK：代表油墨易润湿无缩孔、附着力检测无脱落。
(5)导热系数：导热率是用 Hot Disk 导热系数测试仪测得。
从表1可见：本发明成分的优化，得到的高绝缘抗拉伸的导热涂料解决了目前电容器涂料在物理性能与导热性等综合性能平衡不够的缺点，其漆膜具有的延伸率好、高温不黄变，又具备了高导热性，延长了电容器的使用寿命。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，包含按质量份计的以下组分：聚氨酯多元醇A 25～30份，聚氨酯多元醇B 14～25份，混合溶剂20～40份，超分散剂0.2～1份，附着力促进剂1~2份，导热体粉5~20份，氮化硼1~10份，石墨烯1~20份，消泡剂0.1~0.3份，流平剂0.1~0.3份，防沉剂0.1~1份。
2.根据权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，所述的混合溶剂为质量比为3：7的正丁醇和四甲苯的混合物。
3.根据权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，氮化硼的粒径为10~20nm。
4.根据权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，所述的聚氨酯多元醇A先以MDP和己二酸聚合在一起形成聚合物，聚合物再和封闭HDI混合而成，MDP、己二酸和封闭HDI三者质量比为110:150:50；聚氨酯多元醇B先以1，6-己二醇、己二酸和癸二酸聚合在一起形成聚合物，聚合物再和封闭HDI混合而成，1，6-己二醇、己二酸、癸二酸和封闭HDI四者质量比为120:70:100:50；所述的聚氨酯多元醇A 和聚氨酯多元醇B的数均分子量为10000～20000，TG为10~70℃。
5.根据权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，所述超分散剂为聚酯型超分散剂；所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，所述导热体粉为粒径20~100nm的三氧化二铝粉。
7.根据权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅；所述的流平剂为聚醚改性有机硅；所述的防沉剂为聚硅氧烷。
8.一种如权利要求1所述的绝缘抗拉伸的导热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将聚氨酯多元醇树脂A、聚氨酯多元醇树脂B、混合溶剂放入搅拌机中搅拌，直至分散均匀，得到混合物；
2）将附着力促进剂、超分散剂、导热体粉、氮化硼、石墨烯、消泡剂、流平剂和防沉剂与步骤1）得到的混合物中混合均匀，得到混匀原料；
3）将步骤2）得到的混匀原料用砂磨机研磨至细度≤15um，得到绝缘抗拉伸的导热涂料。
9.一种权利要求1-7任一所述的绝缘抗拉伸的导热涂料在电容器铝壳覆膜中的应用。
10.根据权利要求9所述的绝缘抗拉伸的导热涂料在电容器铝壳覆膜中的应用，其特征在于，覆膜的厚度为10～16μm，覆膜的导热系数为3～30W/m.K。
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