CN109468087A - 一种导热粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粘合剂技术领域，尤其是一种导热粘合剂及其制备方法，经过将碳纤维与氧化铝进行混合之后，加入到热熔胶与粉末涂料混合而成的混合物中制备粘合剂，使得制备的粘合剂的导热性能得到了大幅度的改善，导热率达到了20W/(m·K)以上。

Description

一种导热粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘合剂技术领域，尤其是一种导热粘合剂及其制备方法。
背景技术
近年，随着发热性电子部件的高密度化、或以便携式笔记本电脑为首的电子仪器的小型、薄型、轻质化等，使得对采用的散热部件的低热阻化的要求日益提高。作为散热部件，包括了由填充导热性无机粉末的固化物形成的导热性片材；将导热性无机粉末填充到凝胶状物质中，具有柔软性的固化物形成的导热性隔板；将导热性无机粉末填充到液状硅氧烷中的具有流动性的导热性糊料；将导热性无机粉末填充到固化性物质中的导热性粘合剂以及利用树脂相变化的相变型散热部件等；而在这些散热部件以导热性粘合剂具有易于固定的优点而被应用较广。但是，为了能够使得导热性粘合剂的导热率提高，通常是向固化性树脂中高度填充导热性优异的物质；为了使得薄型化，一般需要调整粘合剂的粘度和填充材料的大小；目前，现有技术中采用的导热性优异的物质，如氧化铝、氮化硼、氧化镁、氧化锌、碳化硅、石英、氢氧化铝等金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物以及金属氢氧化物等，但是，其金属材料类的填充材料的比重高，导热性粘合剂的重量大。
因此，对于寻找比重低、导热率高的碳材料，特别是涉及到碳纤维的导热性粘合剂，成为当前研究的重点，例如：专利文献，日本特开2002-146672号公报公开的导热性填充剂，由被覆强磁性体的石墨化碳纤维形成；再如专利号为200780028241.5的导热粘合剂，采用沥青类碳纤维填料和固化性树脂复合制得的导热性粘合剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导热粘合剂及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
导热粘合剂，以热熔胶和粉末涂料按照质量比为1:0.05-0.4复合成混合物之后，再向其中加入由碳纤维与氧化铝按照质量比为1:0.0001-0.0003混合而成的粉末；其中粉末加入量为以1kg混合物加入80-120g。
优选，所述的粉末涂料，原料成分以重量份计为树脂30-50份、颜料8-15份、流平剂3-6份、固化剂7-9份。
优选，所述的粉末涂料，原料成分以重量份计为树脂40份、颜料11份、流平剂5份、固化剂8份。
优选，所述的固化剂为乙烯基三胺、二氨基二苯基甲烷中的一种。
优选，所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷。
优选，所述的热熔胶为聚氨酯热熔胶。
优选，所述的碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的一种。
本发明创造的目的之二是提供导热粘合剂制备方法，包括以下步骤：
(1)在制备聚氨酯热熔胶的研磨过筛步骤中，加入粉末涂料，搅拌混合均匀，再将其研磨过筛，获得混合物；
(2)将碳纤维与氧化铝混合之后，预热至80-90℃，研磨过筛，获得粉末；
(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的混合物中，搅拌均匀，获得导热粘合剂。
经过将碳纤维与氧化铝进行混合之后，加入到热熔胶与粉末涂料混合而成的混合物中制备粘合剂，使得制备的粘合剂的导热性能得到了大幅度的改善，导热率达到了20W/(m·K)以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
在制备聚氨酯热熔胶的过程中，获得聚氨酯热熔胶颗粒之后，向聚氨酯热熔胶颗粒中加入粉末涂料，搅拌混合均匀，再将其研磨过筛，获得混合物；将聚丙烯腈基碳纤维与氧化铝混合之后，预热至80-90℃，研磨过筛，获得粉末；将粉末与混合物混合，搅拌均匀，获得导热粘合剂；其中，粉末涂料加入量为占聚氨酯热熔胶质量的5％；聚丙烯腈基碳纤维与氧化铝的质量比为1:0.0001；并且是1kg混合物中加入80g粉末。
粉末涂料是聚乙烯树脂30kg、颜料8kg、聚二甲基硅氧烷3kg、乙烯基三胺7kg。
实施例2
与实施例1的区别在于：粉末涂料加入量为占聚氨酯热熔胶质量的40％；粘胶基碳纤维碳纤维与氧化铝的质量比为1:0.0003；并且是1kg混合物中加入120g粉末。
粉末涂料是聚丙烯树脂50kg、颜料5kg、聚二甲基硅氧烷6kg、乙二氨基二苯基甲烷9kg。
实施例3
与实施例1的区别在于：粉末涂料加入量为占聚氨酯热熔胶质量的20％；酚醛基碳纤维碳纤维与氧化铝的质量比为1:0.0002；并且是1kg混合物中加入100g粉末。
粉末涂料是环氧树脂40kg、颜料7kg、聚二甲基硅氧烷4kg、乙烯基三胺8kg。
实施例4
与实施例1的区别在于：粉末涂料加入量为占聚氨酯热熔胶质量的30％；粘胶基碳纤维碳纤维与氧化铝的质量比为1:0.0001；并且是1kg混合物中加入120g粉末。
粉末涂料是聚丙烯树脂50kg、颜料9kg、聚二甲基硅氧烷5kg、乙二氨基二苯基甲烷8kg。
按照现有技术中的导热率检测方法，对实施例1-4制备的导热粘合剂的导热率进行检测，其结果如下表1所示：
表1
导热率
实施例1 23.5W/(m·K)
实施例2 22.7W/(m·K)
实施例3 21.9W/(m·K)
实施例4 22.6W/(m·K)
对照组1(专利号为200780028241.5：沥青类碳纤维填料) 17.8W/(m·K)
对照组2：在实施例1的基础上，不加入氧化铝成分，直接加入碳纤维 2.88W/(m·K)
由表1的数据显示可以看出，对于本发明创造经过将碳纤维与氧化铝相混合作为填料加入混合，使得制备的粘合剂的导热性能得到了大幅度的改善，使得各种各样的碳纤维作为填料添加后的粘合剂的导热率均较优，改善了粘合剂的粘合性能，扩大了碳纤维的可用范围，降低了粘合剂原料选择和制备的成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种导热粘合剂，其特征在于，以热熔胶和粉末涂料按照质量比为1:0.05-0.4复合成混合物之后，再向其中加入由碳纤维与氧化铝按照质量比为1:0.0001-0.0003混合而成的粉末；其中粉末加入量为以1kg混合物加入80-120g。
2.如权利要求1所述的导热粘合剂，其特征在于，所述的粉末涂料，原料成分以重量份计为树脂30-50份、颜料8-15份、流平剂3-6份、固化剂7-9份。
3.如权利要求1或2所述的导热粘合剂，其特征在于，所述的粉末涂料，原料成分以重量份计为树脂40份、颜料11份、流平剂5份、固化剂8份。
4.如权利要求2所述的导热粘合剂，其特征在于，所述的固化剂为乙烯基三胺、二氨基二苯基甲烷中的一种。
5.如权利要求2所述的导热粘合剂，其特征在于，所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷。
6.如权利要求1所述的导热粘合剂，其特征在于，所述的热熔胶为聚氨酯热熔胶。
7.如权利要求1所述的导热粘合剂，其特征在于，所述的碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的一种。
8.如权利要求1-7任一项所述的导热粘合剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在制备聚氨酯热熔胶的研磨过筛步骤中，加入粉末涂料，搅拌混合均匀，再将其研磨过筛，获得混合物；
(2)将碳纤维与氧化铝混合之后，预热至80-90℃，研磨过筛，获得粉末；
(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的混合物中，搅拌均匀，获得导热粘合剂。
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