CN112175566B - 一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物及其制备方法 - Google Patents

一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于导热组合物技术领域，具体的，涉及一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物及其制备方法。本发明提供了一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物，本发明A组分和B组分中都有相同导热填充比且高达80‑91％，混合后的导热组合物具有良好挤出流速、触变性，不出产生流淌、流挂与外泄，具有高度连续化、工程化的优点，并且装配过程中应力可以降低至最低、几乎不会对部件产生应力；同时固化物拉伸柔韧性好、对基材的粘接力弱，便于返修、提高效率、降低返修成本，同时无VOC排放，阻燃V0级，具有无毒无害、安全环保等特点，符合欧美相关法律法规要求。

Description

一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于导热组合物技术领域，具体的，涉及一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物及其制备方法。
背景技术
随着新能源汽车、通讯及电子等行业发展，除了要求导热界面材料具有安全环保、柔软低应力残留、阻燃等性能特点，满足电池高能量密度、元器件高集成度等造成的高功率、高发热散热需求外；还要求产品以胶液形态供货，以满足终端客户点胶工艺的连续化产线要求。为满足连续化点胶工艺要求，深圳博恩CN202010243690、深圳超硕CN201711090602及东莞兆舜CN201410758830公开了一种双组分有机硅导热凝胶制备方法，但有机硅导热凝胶有一个缺点：长期处于高温环境下会导致小分子硅油D3-D20向表面迁移与析出，硅油不但会造成电子主板污染，而且挥发雾化甚至会影响到某些重要的电子元件。聚氨酯基材体系的导热界面材料不含小分子硅油D3-D20，无硅油挥发、可以解决这一难题。
深圳天翔CN201811492953、合肥工大CN201210084380、陕西科大CN201710361243、陈定方CN201910412783等公布了聚氨酯导热灌封胶的相关技术方案，这些技术方案仅在OH组分填充全部或大部分导热粉；而NCO组分为防止过多填料填充很多杂质、水分而存储不稳定，仅填充很少或不填充导热粉，以解决NCO组分的存储稳定性。这些技术方案产品粘度低1万cP以内、导热低1.5w/k.m以内，其在大面积的平面施胶还会出现流淌与外泄。因此应用领域局限性大，主要应用于固定缝隙灌封填充与粘接等市场需求，很难适合现在新能源电池包、电子面板等大面积、连续点胶工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物，包括A组分和B组分，按重量份计算，A组分包括端NCO预聚体1.0-10.0份、增塑剂A 1.0-10.0份、阻燃剂A 1.0-10.0份、分散剂A 0.01-1.0份、除水剂A 0.01-1.0份、抗氧剂A 0.01-1.0份、导热填料A 70-110份。
作为一种优选的技术方案，B组分包括多元醇B 1.0-15.0份、增塑剂B 1.0-10.0份、阻燃剂B 1.0-10.0份、分散剂B 0.01-1.0份、除水剂B 0.01-1.0份、催化剂B 0.01-1份、抗氧剂B 0.01-1.0份、导热填料B 70-110份。
作为一种优选的技术方案，所述端NCO预聚体的制备方法，包括以下步骤：将多元醇A 30-70重量份、增塑剂10-30重量份、催化剂0.05-0.5重量份，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入多异氰酸酯20-60重量份，升温至60-90℃，聚合反应4-6h至终点结束，降温出料，得端NCO预聚体。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇A和多元醇B均包括小分子多元醇和/或聚合多元醇。
作为一种优选的技术方案，所述聚合多元醇包括聚环氧丙烷醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚(环氧丙烷-环氧乙烷)共聚醚二醇、聚(环氧丙烷-四氢呋喃)共聚醚二醇、聚(环氧乙烷-四氢呋喃)共聚醚二醇、聚丙三醇、聚丙四醇、共聚酯二醇，聚碳酸酯二醇、聚碳酸亚丙酯二醇，蓖麻油多元醇、改性蓖麻油多元醇，聚丁二烯多元醇中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述导热填料A和导热填料B分别包括1-20份改性导热粉体和70-90份未改性导热粉体。
作为一种优选的技术方案，所述改性导热粉体的粒径为0.3-50μm。
作为一种优选的技术方案，所述改性导热粉体的制备方法，选自以下方法中的一种：(1)将导热粉体在等离子体气源下进行改性；(2)将导热粉体与改性剂混合处理30-60min后，于110-120℃高温处理20-60min，降温出料。
作为一种优选的技术方案，所述A组分的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、抗氧剂A、导热填料A，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)将端NCO预聚体、增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、除水剂A、抗氧剂A、导热填料A，在行星搅拌釜，真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料A组分。
作为一种优选的技术方案，所述B组分的制备方法，包括以下步骤：所述B组分的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、除水剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，在行星搅拌釜，真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得B组分。
本发明的第二方面提供了所述的室温固化双组分聚氨酯导热组合物的使用方法，A组分和B组分的重量比为0.5-1.5：0.5-1.5，A组分和B组分混合均匀，20-30℃固化。
有益效果：本发明A组分和B组分中都有相同导热填充比且高达70-91％，混合后的导热组合物具有良好挤出流速、触变性，不出产生流淌、流挂与外泄，具有高度连续化、工程化的优点，并且装配过程中应力可以降低至最低、几乎不会对部件产生应力；同时固化物拉伸柔韧性好、对基材的粘接力弱，便于返修、提高效率、降低返修成本，同时无VOC排放，阻燃V0级，具有无毒无害、安全环保等特点，符合欧美相关法律法规要求。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述问题，本发明提供了一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物，包括A组分和B组分，按重量份计算，A组分包括端NCO预聚体1.0-10.0份、增塑剂A 1.0-10.0份、阻燃剂A 1.0-10.0份、分散剂A 0.01-1.0份、除水剂A 0.01-1.0份、抗氧剂A 0.01-1.0份、导热填料A 70-110份。
B组分包括多元醇B 1.0-15.0份、增塑剂B 1.0-10.0份、阻燃剂B 1.0-10.0份、分散剂B 0.01-1.0份、除水剂B 0.01-1.0份、催化剂B 0.01-1份、抗氧剂B 0.01-1.0份、导热填料B 70-110份。
所述端NCO预聚体的制备方法，包括以下步骤：将多元醇A 30-70重量份、增塑剂10-30重量份、催化剂0.05-0.5重量份，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入多异氰酸酯20-60重量份，升温至60-90℃，聚合反应4-6h至终点结束，降温出料，得端NCO预聚体。
所述多元醇A和多元醇B均包括小分子多元醇和/或聚合多元醇；所述小分子多元醇可以列举的有乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三缩丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、三甲基戊二醇等；所述聚合多元醇包括聚环氧丙烷醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚(环氧丙烷-环氧乙烷)共聚醚二醇、聚(环氧丙烷-四氢呋喃)共聚醚二醇、聚(环氧乙烷-四氢呋喃)共聚醚二醇、聚丙三醇、聚丙四醇、共聚酯二醇，聚碳酸酯二醇、聚碳酸亚丙酯二醇，蓖麻油多元醇、改性蓖麻油多元醇，聚丁二烯多元醇中的至少一种；
在一些优选的实施方式中，所述多元醇A和多元醇B分子量Mn分别为200-15000；优选的，所述多元醇A和多元醇B分子量Mn分别为500-8000；更优选的，所述多元醇A和多元醇B分子量Mn分别为1000-8000。
所述增塑剂能够减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强；所述增塑剂A、增塑剂、增塑剂B分别包括脂肪族多元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯、聚α-烯烃树脂中的至少一种。优选的，所述增塑剂选自己二酸酯、庚二酸酯、辛二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、对苯二甲酸酯、聚α-烯烃树脂中的至少一种。
所述催化剂和催化剂B分别包括有机锡、有机Bi、有机叔胺中的至少一种。有机锡可以列举的有T12、T9；有机Bi可以列举的有领先化学Bi系列、凡特鲁斯Bi系列、上海新典Bi系列；有机叔胺可以列举的有三亚乙基二胺(TED)、双(二甲胺基乙基)醚(BDMAEE)、N-甲基二环己胺(DMCHA)、双吗啉基二乙基醚(DMDEE)、二氮杂二环(DBU)等。
所述多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(H12-MDI)、液化MDI、HDI二聚体、HDI三聚体、IPDI二聚体、IPDI三聚体中的至少一种，优选的，所述多异氰酸酯包括TDI、HDI、IPDI、H12-MDI、HDI二聚体、HDI三聚体中的至少一种。
所述阻燃剂A和阻燃剂B分别包括液体磷酸酯类阻燃剂、氮系阻燃剂中的至少一种；所述磷酸酯类阻燃剂包括但不限于磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸三丁氧基乙基酯(TBEPP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸甲苯二苯酯(CDP)、磷酸三二甲苯酯(TXP)、磷酸三异丙苯酯(IPPP)、磷酸二苯基异癸酯(DPDP)、磷酸二苯基异辛酯(DPOP)，苯酚磷酸酯衍生物(例如BDP、RDP、XDP)、磷氮衍生物(HPTCP)，红磷、白化红磷、聚磷酸铵(APP)、蜜胺树脂(MF)、膦菲类衍生物(DOPO)中的至少一种；所述氮系阻燃剂包括但不限于三嗪及其衍生物、三聚氰胺。
所述抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命；所述抗氧剂A和抗氧剂B分别包括过氧化物分解型抗氧剂、自由基清除型抗氧剂、金属减活型抗氧剂；例如二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、N-苯基-α-萘胺、烷基吩噻嗪、苯并三氮唑衍生物、巯基苯并噻唑衍生物。在一些实施方式中，商品型号包括1010、168、1520、1726、126、245、1076、B255中的至少一种。抗氧剂168的中文名称为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述分散剂A和分散剂B的购买厂家包括但不限于BYK、TEGO、EFKA、路博润、德谦；分散剂的商品型号可以列举的有BYK-111、BYK-9076、Tego 740W、Solsperse 27000、EFKA4010、FA-196；优选的，所述分散剂为BYK-111、BYK-9076、FA-196中的至少一种。FA-196的主要成分为酯化磷酸盐，厂家为德谦。
所述除水剂A和除水剂B包括但不限于原甲酸三乙酯、对甲基苯磺酰异氰酸酯、噁唑烷、碳化二亚胺等，购买的厂家及型号有拓邦公司BH-20、Borchers公司OF和Ti、科思创Ti、安格斯公司ZOLDINE MS-PLUS、Incorez公司Incozol 3、骏和公司JH-328l、艾利特公司ALT-201、莱茵化学Stalboxol 0115、莱安公司AS2等；优选的，所述除水剂A和除水剂B包括OF、Ti、ALT-201、AS2中的至少一种。
Additive Ti(除水剂Ti)是一种单功能基团,高反应活性的低粘度异氰酸酯，与水反应生成惰性的氨化物。
除水剂OF(Additive OF)：品牌德国拜耳。
在一些实施方式中，所述导热填料A和导热填料B分别包括1-20份改性导热粉体和70-90份未改性导热粉体。
所述导热填料的粒径为0.1-90μm。所述导热填料指添加在基体中用来增加基体导热系数的材料，包括但不限于陶瓷材料、金属、金属氧化物、金属氢氧化物、碳材料；陶瓷材料可以列举的有氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化硅；金属可以列举的有镍、铜、铝、钛、金、银；金属氧化物可以列举的有氧化镁、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化锆；碳材料可以列举的有石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳纳米泡沫；金属氢氧化物可以列举的有氢氧化铝、氢氧化镁。
所述改性导热粉体的制备方法，选自以下方法中的一种：(1)将导热粉体在等离子体气源下进行改性；(2)将导热粉体与改性剂混合处理30-60min后，于110-120℃高温处理20-60min，降温出料。
在一些实施方式中，所述改性导热粉体的制备方法，包括以下步骤：将导热粉体在等离子体气源下进行改性。优选的，改性条件为功率800-1200W，真空度5-15bar，处理时间为10-30min。
在一些实施方式中，所述改性导热粉体的制备方法，包括以下步骤：将导热粉体与改性剂混合处理30-60min后，于110-120℃高温处理20-60min，降温出料、得改性导热粉体。
优选的，所述改性导热粉体的粒径为0.3-50μm。进一步优选的，所述改性导热粉体的粒径为0.3-50μm。更进一步优选的，所述改性导热粉体的粒径为0.3-10μm。更进一步优选的，所述改性导热粉体的粒径为0.3-5μm。
本申请中，所述粒径指平均粒径。
所述等离子体气源包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、硅氧烷、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的至少一种。优选的，所述等离子体气源包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲基单甲氧基硅烷、乙烯基硅三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲基单乙氧基硅烷、C6-C18烷基三甲氧基硅氧烷、C6-C18烷基三乙氧基硅氧烷、钛酸四正丁酯、丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基铝酸酯、异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂、四正丙基锆酸酯、双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物中的至少一种，优选为丙烯酸、辛基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
所述改性剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的至少一种。优选的，所述改性剂包括C6-C18烷基三甲氧基硅氧烷、C6-C18烷基三乙氧基硅氧烷、钛酸四正丁酯、丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基铝酸酯、异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂、四正丙基锆酸酯、双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物中的至少一种，优选为辛基三甲氧基硅烷、钛酸四正丁酯、异丙基二油酸酰氧基铝酸酯、四正丙基锆酸酯中的至少一种。
所述A组分的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、抗氧剂A、导热填料A，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)将端NCO预聚体、增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、除水剂A、抗氧剂A、导热填料A，在行星搅拌釜，真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料A组分。
所述B组分的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、除水剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，在行星搅拌釜，真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得B组分。
在一些优选的实施方式中，所述A组分和B组分的重量比为0.5-1.5：0.5-1.5。优选的，所述A组分和B组分的重量比为1：1。
本发明的第二方面提供了室温固化双组分聚氨酯导热组合物的使用方法，包括将A组分和B组分混合均匀，20-30℃固化。
本申请通过等离子气体源或改性剂与导热粉体的表面相互作用，形成新的化学基团，改善导热粉体表面的润湿程度；同时较大粒径的导热粉体填充在聚氨酯基体中容易产生缝隙，较小粒径的导热粉体和改性导热粉体的加入，可对缝隙起到多次填充的作用，促使形成高程度的导热网链，导热系数达到2-3.5W/(m K)；但是导热填料过多，会使得聚氨酯的力学性能受到影响，而且改性导热粉体的表面会形成多层物理吸附的界面薄弱层；本申请通过特定方法及等离子气体源或改性剂对导热粉体进行改性，使得固化后的聚氨酯灌封胶受力之后返修剥离力小于5N/cm2，而且所述多元醇A和多元醇B分子量Mn为1000-8000时，促进了A组分和B组分的混合反应，解决了灌封胶固化后容易出现缺陷的问题。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
1.端NCO预聚体制备
端NCO预聚体PNCO-1制备
将二元醇PPG1000 30kg，三元醇PPG3000 30kg，增塑剂DOZ 20kg，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入TDI 31.4kg和Bi催化剂(型号DY-20，上海德音化学有限公司)50g，升温至60-70℃，聚合反应5h至终点结束，降温出料、得PNCO-1待用。
端NCO预聚体PNCO-2制备
将二元醇PPG1000 30kg，三元醇PPG3000 30kg、增塑剂DOZ 20kg，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入IPDI 40.0kg和Bi催化剂(型号DY-20，上海德音化学有限公司)50g，升温至80-90℃，聚合反应5h至终点结束，降温出料、得PNCO-2待用。
其中，PPG1000指PPG的Mn为1000，PPG3000指PPG的Mn为3000。
端NCO预聚体PNCO-3制备
将二元醇PTMG1000 30kg，三元醇PPG3000 30kg，增塑剂DOZ 20kg，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入HDI 32.8kg和Bi催化剂(型号DY-20，上海德音化学有限公司)50g，逐步升温至80-90℃，聚合反应5h至终点结束，降温出料、得PNCO-3待用。
其中，PTMG1000指PTMG的Mn为1000。
端NCO预聚体PNCO-4制备
将二元醇PTMG1000 30kg，三元醇PPG3000 30kg，增塑剂DOZ 20kg，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入H12-MDI47.2kg和Bi催化剂(型号DY-20，上海德音化学有限公司)50g，逐步升温至80-90℃，聚合反应6h至终点结束，降温出料、得PNCO-4待用。
2.改性导热粉体的制备
本申请中，所述非球形氧化铝的购买厂家河北鹏达新材料科技有限公司，非球形氧化铝指氧化铝的形状为不规则形。
等离子体改性
丙烯酸改性氮化铝(命名：M-1)的制备：将10kg氮化铝导热粉体在等离子体气源丙烯酸下，进行改性，改性条件为功率1000W，真空度10bar，处理时间为20min。
丙烯酸改性非球形氧化铝(命名：M-2)制备的具体实施方式同丙烯酸改性氮化铝。
乙烯基甲基二甲氧基硅烷改性氮化铝(命名：M-3)的制备：将10kg氮化铝在等离子体气源乙烯基甲基二甲氧基硅烷下，进行改性，改性条件为功率1000W，真空度10bar，处理时间为20min。
乙烯基甲基二甲氧基硅烷改性非球形氧化铝(命名：M-4)制备的具体实施方式同乙烯基甲基二甲氧基硅烷改性氮化铝。
丙烯酸羟乙酯改性氮化铝(命名：M-5)的制备：将10kg氮化铝在等离子体气源丙烯酸羟乙酯下，进行改性，改性条件为功率1000W，真空度10bar，处理时间为20min。
丙烯酸羟乙酯改性非球形氧化铝(命名：M-6)制备的具体实施方式同丙烯酸羟乙酯改性氮化铝。
改性剂改性
取导热粉体10kg，与改性剂30g(改性剂选自辛基三甲氧基硅烷、钛酸四正丁酯、异丙基二油酸酰氧基铝酸酯、四正丙基锆酸酯一种)30g，混合处理30min，处理后于110-120℃高温处理60min，冷却后待用。
其中：辛基三甲氧基硅烷改性非球形氧化铝命名为：M-7；
辛基三甲氧基硅烷改性氮化硼命名为：M-8；
辛基三甲氧基硅烷改性非球形氧化铝命名为：M-9；
实施例1
一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物，包括A组分和B组分，A组分和B组分的重量比为1：1。
A组分的制备：步骤(1)将增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、抗氧剂A、导热填料A，于110-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：PNCO-1 5kg、增塑剂DOZ 5kg、阻燃剂TCP 5kg、分散剂FA-196 50g、除水剂Ti 50g、抗氧剂168 50g、0.3μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)2kg、3μm改性氮化铝(命名：M-3)8kg、10μm非形球氧化铝20kg、40μm球形氧化铝55kg，在行星搅拌釜、真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得A组分；
A组分导热系数为2.5±0.2W/mK(AMTS D5470法)、粘度为12±2万cP(博勒飞粘度计、23℃、5#转子6rpm)、流速40.2±4.0g/min(压力4kgf、挤出口径2mm)。
B组分的制备：步骤(1)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，于110-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：将二元醇PPC1000 2kg、二元醇PPG2000 5kg、三元醇PPG3000 5kg、增塑剂DOZ 2kg、阻燃剂TCP 1kg、催化剂Bi 20g、分散剂FA-19650g、除水剂OF 50g、抗氧剂168 50g、0.3μm改性非球形氧化铝(M-7)2kg、3μm改性氮化铝(M-3)8kg、10μm非球形氧化铝20kg、40μm球形氧化铝55kg，在行星搅拌釜、真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得B组分；
B组分导热系数为2.5±0.2W/mK(AMTS D5470法)、粘度为25±2万cP(博勒飞粘度计、23℃、5#转子6rpm)、流速20.9±2.0g/min(压力4kgf、挤出口径2mm)。
其中，PPC1000指PPC的Mn为1000，PPG2000指PPG的Mn为2000。
实施例2
一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物，包括A组分和B组分，A组分和B组分的重量比为1：1。
A组分制备：步骤(1)将增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、抗氧剂A、导热填料A，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：PNCO-2 2kg、增塑剂DOZ 5kg、阻燃剂TCP 3kg、分散剂FA-196 50g、除水剂Ti 50g、抗氧剂168 50g、0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)1kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)3kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)6kg、10μm非形球氧化铝20kg、40μm球形氧化铝45kg，75μm球形氧化铝15kg，在行星搅拌釜、真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得A组分；
A组分导热系数为3.3±0.3W/mK(AMTS D5470法)、粘度为15±2万cP(博勒飞粘度计、23℃、5#转子6rpm)、流速33.7±3.0g/min(压力4kgf、挤出口径2mm)。
B组分的制备：步骤(1)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，于110-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：二元醇PPG8000 1kg、二元醇PPG2000 3kg、三元醇PPG3000 3kg、增塑剂DOZ 2kg、阻燃剂TCP 1kg、催化剂三亚乙基二胺(TED)20g、分散剂FA-196 50g、除水剂OF 50g、抗氧剂168 50g、0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)1kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)3kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)6kg、10μm非球形氧化铝20kg、40μm球形氧化铝45kg、75μm球形氧化铝15kg，在行星搅拌釜、真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得B组分；B组分导热系数为2.5±0.2W/mK(AMTS D5470法)、粘度为25±2万cP(博勒飞粘度计、23℃、5#转子6rpm)、流速20.9±2.0g/min(压力4kgf、挤出口径2mm)。
其中，PPG8000指PPG的Mn为8000。
对比例1
一种聚氨酯导热组合物，具体实施方式同实施例2，不同点在于：
A组分和B组分中：“0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)1kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)3kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)6kg”均替换为“0.5μm氮化铝1kg、1μm氮化硼3kg、5μm非球形氧化铝6kg”。
对比例2
一种聚氨酯导热组合物，具体实施方式同实施例2，不同点在于：A组分和B组分中：“0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)1kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)3kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)6kg、10μm非形球氧化铝20kg、40μm球形氧化铝45kg，75μm球形氧化铝15kg”均替换为“10μm非形球氧化铝30kg、40μm球形氧化铝45kg，75μm球形氧化铝15kg”。
对比例3
一种聚氨酯导热组合物，具体实施方式同实施例2，不同点在于：A组分和B组分中：“0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)1kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)3kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)6kg、10μm非形球氧化铝20kg、40μm球形氧化铝45kg，75μm球形氧化铝15kg”均替换为“0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)21kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)48kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)21kg”。
对比例4
一种聚氨酯导热组合物，具体实施方式同实施例2，不同点在于：A组分制备：步骤(1)将增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、抗氧剂A、导热填料A，于110-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：HDI 30kg、增塑剂DOZ 5kg、阻燃剂TCP 3kg、分散剂FA-19610g、除水剂Ti 10g、抗氧剂16810g、0.5μm改性氮化铝(命名：M-3)1kg、1μm改性氮化硼(命名：M-8)3kg、5μm改性非球形氧化铝(命名：M-7)6kg、10μm非形球氧化铝20kg、40μm球形氧化铝45kg，75μm球形氧化铝15kg，在行星搅拌釜、真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得A组分；
性能测试
用点胶机将实施例及对比例的聚氨酯导热组合物点胶在PET离型膜上，脱泡后盖另一PET离型膜，将胶料压片成厚度2mm的片材，测试室温固化24h的硬度，室温固化72h的硬度，导热系数；
同时测试挤胶流速(压力4kgf、挤出口径2mm)；返修剥离力(在铝板与PET样条间固化72h，测试180°剥离力)、压缩应力(挤出胶条在两块200*200mm铝板之间，压缩速度200mm/min)；结果见表1。
Figure BDA0002706773120000131
本发明实施例1-3所述导热组合物在室温下24h固化、固化物具有良好的导热性能，同时固化物拉伸柔韧性好、对基材的粘接力弱，便于返修、提高效率、降低返修成本，同时无VOC排放，阻燃V0级，具有无毒无害、安全环保等特点，符合欧美相关法律法规要求。根据不同的实施方案，其性能参数如下：
导热系数：2.0-3.5W/K·m；
硬度：50-75Shore OO；
操作时间：≥30min@23℃；
固化时间：≤24h@23℃；
挤出流速：≥30.0g/min、@4kgf、2mm口径；
压缩应力：≤10N/cm2；
耐温性：-40～90℃。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种室温固化双组分聚氨酯导热组合物，其特征在于，包括A组分和B组分，按重量份计算，A组分包括端NCO预聚体1.0-10.0份、增塑剂A1.0-10.0份、阻燃剂A1.0-10.0份、分散剂A 0.01-1.0份、除水剂A 0.01-1.0份、抗氧剂A 0.01-1.0份、导热填料A 70-110份；B组分包括多元醇B1.0-15.0份、增塑剂B1.0-10.0份、阻燃剂B1.0-10.0份、分散剂B 0.01-1.0份、除水剂B 0.01-1.0份、催化剂B 0.01-1份、抗氧剂B 0.01-1.0份、导热填料B 70-110份，所述端NCO预聚体的制备方法，包括以下步骤：将二元醇PPG1000，三元醇PPG3000、增塑剂DOZ，加入聚合釜中，搅拌升温至110-120℃、真空度＜-0.09MPa脱水1h，降温至60℃以下后，加入IPDI和有机Bi，升温至80-90℃，聚合反应5h至终点结束，降温出料、得PNCO-2待用，其中，PPG1000指PPG的Mn为1000，PPG3000指PPG的Mn为3000，导热填料A包括0.5μm改性氮化铝、1μm改性氮化硼、5μm改性非球形氧化铝和10μm非形球氧化铝，40μm球形氧化铝，75μm球形氧化铝，导热填料B包括0.5μm改性氮化铝，1μm改性氮化硼，5μm改性非球形氧化铝和10μm非球形氧化铝，40μm球形氧化铝，75μm球形氧化铝，0.5μm改性氮化铝的制备方法为：氮化铝在等离子体气源乙烯基甲基二甲氧基硅烷下，进行改性，改性条件为功率1000W，真空度10bar，处理时间为20min，1μm改性氮化硼的制备方法为：氮化铝和辛基三甲氧基硅烷改性氮化硼混合处理30min，处理后于110-120℃高温处理60min，冷却后待用，5μm改性非球形氧化铝的制备方法为：氮化铝和辛基三甲氧基硅烷混合处理30min，处理后于110-120℃高温处理60min，冷却后待用。
2.如权利要求1所述的室温固化双组分聚氨酯导热组合物，其特征在于，所述多元醇A和多元醇B包括小分子多元醇和/或聚合多元醇。
3.如权利要求2所述的室温固化双组分聚氨酯导热组合物，其特征在于，所述聚合多元醇包括聚环氧丙烷醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚(环氧丙烷-环氧乙烷)共聚醚二醇、聚(环氧丙烷-四氢呋喃)共聚醚二醇、聚(环氧乙烷-四氢呋喃)共聚醚二醇、聚丙三醇、共聚酯二醇，聚碳酸酯二醇，蓖麻油多元醇，聚丁二烯多元醇中的至少一种。
4.如权利要求3所述的室温固化双组分聚氨酯导热组合物，其特征在于，所述A组分的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、抗氧剂A、导热填料A，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)将端NCO预聚体、增塑剂A、阻燃剂A、分散剂A、除水剂A、抗氧剂A、导热填料A，在行星搅拌釜，真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料A组分。
5.如权利要求3所述的室温固化双组分聚氨酯导热组合物，其特征在于，所述B组分的制备方法，包括以下步骤：所述B组分的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，于100-120℃、真空＜-0.09MPa下，除水预处理后待用；步骤(2)：将多元醇B、增塑剂B、阻燃剂B、分散剂B、除水剂B、催化剂B、抗氧剂B、导热填料B，在行星搅拌釜，真空＜-0.09MPa下，强力搅拌捏合均匀，出料得B组分。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的室温固化双组分聚氨酯导热组合物的使用方法，其特征在于，A组分和B组分的重量比为0.5-1.5：0.5-1.5，A组分和B组分混合均匀，20-30℃固化。
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