CN110591625A - 一种阻燃导热环氧结构胶及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃导热环氧结构胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种阻燃导热环氧结构胶及其制备方法；所述的阻燃导热环氧结构胶包括以下原料，按重量份计：100份环氧树脂、5‑10份增韧剂、600‑800份导热填料、5‑8份阻燃剂、1‑3份偶联剂、3‑6份固化剂、0.5‑1份促进剂；本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种阻燃导热环氧结构胶及其制备方法；本发明中的阻燃导热环氧结构胶，该环氧结构胶属于单组分体系，具有优异的粘接性能、较高的导热性能、优良的阻燃性能，同时可在高温（230℃‑260℃）下长期使用，阻燃效果为UL 94‑V0级，该阻燃导热环氧结构胶的导热性能优异，导热系数范围为2.7W/mK‑3.5W/mK，同时固化后的硬度可以达到85D‑93D，体积电阻大于1M Ohm·cm。

Description

一种阻燃导热环氧结构胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种阻燃导热环氧结构胶及其制备方法。
背景技术
环氧树脂具有优良的粘接性、绝缘性以及耐化学腐蚀性等优异的特点，已在许多工业领域，如造船、化工、国防以及航空航天等方面得到了极为广泛的应用，它可作为胶粘剂、涂料等，特别是近些年来，许多性能优异的新品种相继问世，使得环氧树脂的用途越来越广泛，环氧树脂对金属与金属，金属与非金属等材料的粘接性很强，因而是用途最为广泛的胶粘剂，俗称“万能胶”。在电子器件粘接领域需要导热性能的技术背景下，由于普通环氧树脂导热性能较差，固化后材料易燃，通过在环氧胶粘剂中添加导热材料、阻燃剂等，既可以改善器件的粘接性能、阻燃性，又可以提高导热性能，同时提高环氧树脂结构胶的耐高温特性。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种阻燃导热环氧结构胶，该环氧结构胶属于单组分体系，具有优异的粘接性能、较高的导热性能、优良的阻燃性能，同时可在高温下长期使用；本发明的另一个目的是：提供一种阻燃导热环氧结构胶的制备方法，该制备方法，工艺简单，生产成本低，适用于工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种阻燃导热环氧结构胶，所述的阻燃导热环氧结构胶包括以下原料，按重量份计：100份环氧树脂、5-10份增韧剂、600-800份导热填料、5-8份阻燃剂、1-3份偶联剂、3-6份固化剂、0.5-1份促进剂。
进一步的，所述环氧树脂选用双酚A环氧树脂E-44、聚氨酯改性环氧树脂、脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的混合物。
进一步的，所述增韧剂为液体丁晴橡胶。
进一步的，所述导热填料为球型氧化铝粉和氮化硼的混合物。
进一步的，所述球型氧化铝粉和氮化硼的质量比为（5:1）-（15:1）。
进一步的，所述球型氧化铝粉的目数为500目，氮化硼粒径为20-40μm。
进一步的，所述阻燃剂为氮磷系无卤阻燃剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
进一步的，所述固化剂为双氰胺。
进一步的，所述促进剂为TDI脲。
一种阻燃导热环氧结构胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将环氧树脂、增韧剂、阻燃剂和偶联剂加入搅拌釜中恒温搅拌30分钟，温度为80℃，搅拌转速为800转/分钟；
（2）再加入导热填料，80℃恒温搅拌50-60分钟，搅拌速度为500转/分钟；
（3）最后加入固化剂和促进剂，80℃恒温搅拌30分钟，搅拌速度为500转/分钟，混合完成后出料即得到阻燃导热环氧结构胶。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中的阻燃导热环氧结构胶，该环氧结构胶属于单组分体系，具有优异的粘接性能、较高的导热性能、优良的阻燃性能，同时可在高温（230℃-260℃）下长期使用，阻燃效果为UL 94-V0级。
2、本发明中的阻燃导热环氧结构胶，该阻燃导热环氧结构胶的导热性能优异，导热系数范围为2.7W/mK-3.5W/mK，同时固化后的硬度可以达到85D-93D，体积电阻大于1MOhm·cm。
3、本发明中的阻燃导热环氧结构胶的制备方法，工艺简单，生产成本低，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
一种阻燃导热环氧结构胶，包括以下原料，按重量份计：100g环氧树脂、5g增韧剂液体丁晴橡胶、600g导热填料、8g氮磷系无卤阻燃剂、1g硅烷偶联剂KH550、3g固化剂双氰胺、0.5g促进剂TDI脲。
其中，100g环氧树脂为30g双酚A环氧树脂E-44、20g聚氨酯改性环氧树脂、30g脂环族环氧树脂、20g酚醛环氧树脂。
其中，导热填料选用球型氧化铝粉和氮化硼的混合物，其质量比为5:1，球型氧化铝粉的目数为500目，氮化硼粒径为20-40μm。
本实施例中的阻燃导热环氧结构胶的制备方法如下：
（1）将30g双酚A环氧树脂E-44、20g聚氨酯改性环氧树脂、30g脂环族环氧树脂、20g酚醛环氧树脂、5g增韧剂、1g偶联剂加入搅拌釜中恒温搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，温度控制在80℃；
（2）再加入8g阻燃剂、600g导热填料，80℃恒温搅拌50-60分钟，转速控制在500转/分钟；
（3）最后加入3g固化剂以及0.5g促进剂，80℃恒温搅拌30分钟，转速控制在500转/分钟，混合完成后出料即得到阻燃导热环氧结构胶，27℃以下条件下保存。
本实施例中的环氧结构胶的性能测试结果：胶水150℃固化30分钟后测试，垂直燃烧测试为UL 94-V0级，硬度为85D，导热系数为2.7W/Mk，体积电阻大于1M Ohm·cm，可耐230℃高温。
实施例2
一种阻燃导热环氧结构胶，包括以下原料，按重量份计：100g环氧树脂、8g增韧剂液体丁晴橡胶、800g导热填料、5g氮磷系无卤阻燃剂、3g硅烷偶联剂KH550、0.5g固化剂双氰胺、0.5g促进剂TDI脲。
其中，100g环氧树脂为30g双酚A环氧树脂E-44、20g聚氨酯改性环氧树脂、30g脂环族环氧树脂、20g酚醛环氧树脂。
其中，导热填料选用球型氧化铝粉和氮化硼的混合物，其质量比为10:1，球型氧化铝粉的目数为500目，氮化硼粒径为20-40μm。
本实施例中的阻燃导热环氧结构胶的制备方法如下：
（1）将30g双酚A环氧树脂E-44、20g聚氨酯改性环氧树脂、30g脂环族环氧树脂、20g酚醛环氧树脂、5g增韧剂、3g偶联剂加入搅拌釜中恒温搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，温度控制在80℃；
（2）再加入5g阻燃剂、800g导热填料，80℃恒温搅拌50-60分钟，转速控制在500转/分钟；
（3）最后加入3g固化剂以及0.5g促进剂，80℃恒温搅拌30分钟，转速控制在500转/分钟，混合完成后出料即得到阻燃导热环氧结构胶，27℃以下条件下保存。
本实施例中的环氧结构胶的性能测试结果：胶水150℃固化30分钟后测试，垂直燃烧测试为UL 94-V0级，硬度为90D，导热系数为3.2W/Mk，体积电阻大于1M Ohm·cm，可耐250℃高温。
实施例3
一种阻燃导热环氧结构胶，包括以下原料，按重量份计：100g环氧树脂、10g增韧剂液体丁晴橡胶、800g导热填料、5g氮磷系无卤阻燃剂、3g硅烷偶联剂KH550、6g固化剂双氰胺、1g促进剂TDI脲。
其中，100g环氧树脂为40g双酚A环氧树脂E-44、10g聚氨酯改性环氧树脂、20g脂环族环氧树脂、30g酚醛环氧树脂。
其中，导热填料选用球型氧化铝粉和氮化硼的混合物，其质量比为15:1，球型氧化铝粉的目数为500目，氮化硼粒径为20-40μm。
本实施例中的阻燃导热环氧结构胶的制备方法如下：
（1）将40g双酚A环氧树脂E-44、10g聚氨酯改性环氧树脂、20g脂环族环氧树脂、30g酚醛环氧树脂、10g增韧剂、3g偶联剂加入搅拌釜中恒温搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，温度控制在80℃；
（2）再加入5g阻燃剂、800g导热填料，80℃恒温搅拌50-60分钟，转速控制在500转/分钟；
（3）最后加入6g固化剂以及1g促进剂，80℃恒温搅拌30分钟，转速控制在500转/分钟，混合完成后出料即得到阻燃导热环氧结构胶，27℃以下条件下保存。
本实施例中的环氧结构胶的性能测试结果：胶水150℃固化30分钟后测试，垂直燃烧测试为UL 94-V0级，硬度为93D，导热系数为3.5W/Mk，体积电阻大于1M Ohm·cm，可耐260℃高温。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述的阻燃导热环氧结构胶包括以下原料，按重量份计：100份环氧树脂、5-10份增韧剂、600-800份导热填料、5-8份阻燃剂、1-3份偶联剂、3-6份固化剂、0.5-1份促进剂。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述环氧树脂选用双酚A环氧树脂E-44、聚氨酯改性环氧树脂、脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述增韧剂为液体丁晴橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述导热填料为球型氧化铝粉和氮化硼的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述球型氧化铝粉和氮化硼的质量比为（5:1）-（15:1）。
6.根据权利要求4所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述球型氧化铝粉的目数为500目，氮化硼粒径为20-40μm。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述阻燃剂为氮磷系无卤阻燃剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述固化剂为双氰胺。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃导热环氧结构胶，其特征在于：所述促进剂为TDI脲。
10.如权利要求1-9中任一项所述的一种阻燃导热环氧结构胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将环氧树脂、增韧剂、阻燃剂和偶联剂加入搅拌釜中恒温搅拌30分钟，温度为80℃，搅拌转速为800转/分钟；
（2）再加入导热填料，80℃恒温搅拌50-60分钟，搅拌速度为500转/分钟；
（3）最后加入固化剂和促进剂，80℃恒温搅拌30分钟，搅拌速度为500转/分钟，混合完成后出料即得到阻燃导热环氧结构胶。
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