CN113337230A - 一种金属基板的高导热半固化胶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：环氧树脂100份、导热填料16～24份、固化剂20～50份和固化剂促进剂3～9份；其中，导热填料为改性氮化硼/二硅化钽微球。其中，半固化胶膜是采用环氧树脂与导热填料混合后经过固化剂固化得到。其中，导热填料使用的是氮化硼为基料，在氮化硼的基础上进行改性，然后将改性后的氮化硼与二硅化钽结合形成微球，改性后氮化硼表面的官能团能够与二硅化钽在盐模板与聚乙烯醇的作用下生成微球，形成的微球具有更大的比表面积以及一定的柔性，能够改善环氧树脂导热性的同时还能够提升环氧树脂的力学性能以及韧性。
Description
技术领域
本发明涉及金属基板领域，具体涉及一种金属基板的高导热半固化胶膜及其制备方法。
背景技术
随着电子产品向轻、薄、短、小、高密度化多功能化的方向发展，电路板上元件的组装密度和集成度越来越高，对基板的散热性要求也越来越迫切。传统的电路板构造上，由于插设于其上的电子组件数量和消耗功率较小，电子组件产生的热量可以通过电路板上的铜箔层散热，直接将热量散热至空气中，利用空气的对流对电子组件进行控温，当今电路板的电子组件功率高，数量多，伴随而来的问题是所消耗的电功率增大，导致在局部耗电组件上产生大量的热，而电路板不能及时的将这些热量散失出去，从而使整机可靠性下降。现有技术中，为了解决该散热问题，常常将单层或多层印刷下路板利用绝缘散热粘结层与散热金属板进行压合。而高导热半固化胶膜是由提供粘接的树脂和高导热的无机填料等组成的，因此，将其制作成基板的绝缘散热粘结层是具有发展性的，但是由于胶膜没有支架增强材料，而现有中多数使用环氧树脂作主体，胶液成膜后比较容易撕裂，并在成膜后放置超过一个星期后比较容易发生脆化，脆化程度随温度的升高而加速。因此，在金属基板的应用中，需要一种成膜性好且能够具有较强散热性的高导热半固化胶膜。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够用于金属基板的高导热半固化胶膜，该半固化胶膜具有成膜性能好、散热强度高的优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种金属基板的高导热半固化胶膜，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料16～24份、固化剂20～50份和固化剂促进剂3～9份；
其中，导热填料为改性氮化硼/二硅化钽微球。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为25～45:5～10:10～20。
优选地，所述固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、二聚酸基聚酰胺、4，4-二胺基二苯砜中的至少一种。
优选地，所述固化剂促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和/或N,N-二甲基苄胺。
优选地，所述导热填料为处理过的氮化硼，氮化硼的处理方法为：
步骤1、将氮化硼使用酸液处理后，再使用苯酚磺酸锌接枝，得到改性氮化硼；
步骤2、将改性氮化硼固定于二硅化钽微球中，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
优选地，所述步骤1中的酸液由质量分数为98％的浓硫酸、丙二酸与去离子水按照质量比为1～3:1:8～12配置而成。
优选地，所述步骤1具体为：
M1.称取氮化硼与酸液混合，充分搅拌后，静置处理2～5h，之后使用冰水稀释后过滤并收集固体，使用去离子水洗涤固体至中性，干燥后得到氮化硼酸处理物；其中，氮化硼与酸液的质量比为1:8～14；
M2.将氮化硼酸处理物与DCM(二氯甲烷)混合，充分搅拌均匀后，置于冰水浴条件下，依次加入DMAP(4-二甲氨基吡啶)和EDC·HCl(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)，再次充分搅拌均匀后，加入苯酚磺酸锌，搅拌均匀后，升温至室温，搅拌处理5～10h，离心收集下层产物，得到改性氮化硼；其中，氮化硼酸处理物、DMAP、EDC·HCl与DCM的质量比为1:0.01～0.04:0.08～0.15:10～15。
优选地，所述步骤2具体为：
N1.称取聚乙烯醇加入至去离子水中，在70～80℃下搅拌至完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇与去离子水的质量比为1:25～55；
N2.称取二硅化钽粉末加入至聚乙烯醇溶液，超声分散均匀，在70～80℃下以600～800rpm的速度搅拌0.5～1h，边搅拌边加入絮凝剂，待溶液出现凝聚物而变得浑浊时，降低搅拌速度至300～500rpm，之后持续搅拌至凝聚物不再增加为止，得到凝聚物混液；其中，二硅化钽粉末与聚乙烯醇溶液的质量比为1:12～18，二硅化钽粉末与絮凝剂的质量比为1:0.4～0.8；
N3.将凝聚物混液趁热抽滤并收集固体，然后将固体加入至冰水中，充分搅拌至分散均匀，再次抽滤，抽滤的过程中使用去离子水冲洗3～5次，然后收集滤渣使用冷冻干燥的方法干燥处理，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
优选地，所述二硅化钽粉末的粒径为5～20μm。
优选地，所述絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、氯化钠、氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、明矾中的一种或多种组合。
优选地，所述二硅化钽粉末的制备方法为：
分别称取硅粉与钽粉加入至坩埚中，混合均匀后，将坩埚置于高温反应炉中，将高温反应炉封闭后，升温至1050～1250℃，反应处理2～4h后，降温至850～950℃后，通入氢气，继续反应处理1～2h，随炉冷却至室温后，收集固体物并经过粉碎处理，得到二硅化钽粉末；其中，硅粉与钽粉的质量比为9:28～32。
第二方面，本发明提供一种金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入固化剂和固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
本发明的有益效果为：
1.本发明公开了一种能够用于金属基板的高导热半固化胶膜，该半固化胶膜具有成膜性能好、散热强度高的优点。其中，半固化胶膜是采用环氧树脂与导热填料混合后经过固化剂固化得到。其中，导热填料使用的是氮化硼为基料，在氮化硼的基础上进行改性，然后将改性后的氮化硼与二硅化钽结合形成微球，改性后氮化硼表面的官能团能够与二硅化钽在盐模板与聚乙烯醇的作用下生成微球，形成的微球具有更大的比表面积以及一定的柔性，能够改善环氧树脂导热性的同时还能够提升环氧树脂的力学性能以及韧性。
2.氮化硅的改性过程是先将氮化硼在硫酸和丙二酸复配的酸液中处理，使氮化硼的表面活化，形成表面富含羧基的氮化硼材料，之后通过苯酚磺酸锌与酸化后的氮化硼反应，氮化硼表面的羧基能够与苯酚磺酸锌分子中的酚羟基在DMAP和EDC·HCl的作用下发生缩合反应，之后形成稳定的化合键，接枝于氮化硼的表面，从而使氮化硼表面含有大量活性官能团。
3.本发明所制备的改性氮化硼/二硅化钽微球不仅具有优异的导热性且具有较强的交联性，还含有大量的柔性基团，能够改善环氧树脂的导热性能和韧性。处理过的氮化硼与二硅化钽在盐模板与聚乙烯醇的作用下生成微球，由于氮化硼与苯酚磺酸锌结合后，苯酚磺酸锌分子中的锌变得更加活泼，能够在微球与环氧树脂结合后，部分从微球的表面脱离进入环氧树脂内，从而改善了聚合物的玻璃化温度，也使聚合物成膜后具有更好的光泽感；此外，锌脱离后剩下的磺酸基团能够与环氧树脂发生交联，不仅使环氧树脂与微球之间结合更加紧密且也进一步改善了环氧树脂的韧性。
4.本发明在制备二硅化钽粉末的过程中，所选用的钽的热膨胀系数很小，且与硅都具有非常出色的化学性质，因此所制备出的二硅化钽相比较于氮化硼也更加的活泼，能够与高分子基材更好的交联融合。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
氮化硼以其优异的导热性能，优良的电绝缘性能和突出的热稳定性能被认为是最有应用前景的导热填料。但是氮化硼表面缺少活泼官能团，化学性质太过稳定，这就造成氮化硼纳米颗粒很难与高分子基材浸润相容，分散性很差，十分容易团聚，且氮化硼的加入量有最大限制，为了增强高分子基材的散热性能，进一步增大氮化硼添加量时，会导致高分子基材的力学性能大幅下降。而现有技术中对氮化硼多数情况使用硅烷化改性或聚合物包覆改性，虽然两者能一定程度上使氮化硼活性得到改善，但是聚合物包覆改性会使氮化硅导热性能大打折扣，氮化硼的硅烷化改性在应用一段时间后表面硅烷会分解。
苯酚磺酸锌具有一定的收敛和抗菌的作用，易溶于水和多数有机试剂中，能与油脂中的游离脂肪酸生成油酸锌及脂酸锌，因此常常用于化妆品中。事实上，苯酚磺酸锌分子中含有锌元素、苯基磺酸根和酚羟基，具有较强的活性，能够被加以利用。二硅化钽具有与含有碳或硅的材料良好的兼容性的优异性能，且具有高硬度和弹性模量、优良的耐腐蚀性和抗高温氧化性，兼具金属性和陶瓷性，能够在极其恶劣的环境中持续保持较高的稳定性。
本发明使用苯酚磺酸锌对氮化硼进行改性，使氮化硼的表面接枝多种官能团，改善了氮化硼的活性，之后与二硅化钽在盐模板与聚乙烯醇的作用下生成微球，生成的微球不仅具有优异的导热性且具有较强的交联性，还含有大量的柔性基团，能够改善环氧树脂的导热性能和韧性。
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种金属基板的高导热半固化胶膜，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料20份、固化剂35份和固化剂促进剂6份；
其中，导热填料为改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为30:8:15。
所述固化剂为甲基四氢苯酐。
所述固化剂促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
所述导热填料为处理过的氮化硼，氮化硼的处理方法为：
步骤1、将氮化硼使用酸液处理后，再使用苯酚磺酸锌接枝，得到改性氮化硼；
步骤2、将改性氮化硼固定于二硅化钽微球中，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述步骤1中的酸液由质量分数为98％的浓硫酸、丙二酸与去离子水按照质量比为2:1:10配置而成。
所述步骤1具体为：
M1.称取氮化硼与酸液混合，充分搅拌后，静置处理2～5h，之后使用冰水稀释后过滤并收集固体，使用去离子水洗涤固体至中性，干燥后得到氮化硼酸处理物；其中，氮化硼与酸液的质量比为1:11；
M2.将氮化硼酸处理物与DCM(二氯甲烷)混合，充分搅拌均匀后，置于冰水浴条件下，依次加入DMAP(4-二甲氨基吡啶)和EDC·HCl(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)，再次充分搅拌均匀后，加入苯酚磺酸锌，搅拌均匀后，升温至室温，搅拌处理5～10h，离心收集下层产物，得到改性氮化硼；其中，氮化硼酸处理物、DMAP、EDC·HCl与DCM的质量比为1:0.03:0.12:12。
所述步骤2具体为：
N1.称取聚乙烯醇加入至去离子水中，在70～80℃下搅拌至完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇与去离子水的质量比为1:40；
N2.称取二硅化钽粉末加入至聚乙烯醇溶液，超声分散均匀，在70～80℃下以600～800rpm的速度搅拌0.5～1h，边搅拌边加入絮凝剂，待溶液出现凝聚物而变得浑浊时，降低搅拌速度至300～500rpm，之后持续搅拌至凝聚物不再增加为止，得到凝聚物混液；其中，二硅化钽粉末与聚乙烯醇溶液的质量比为1:16，二硅化钽粉末与絮凝剂的质量比为1:0.5；
N3.将凝聚物混液趁热抽滤并收集固体，然后将固体加入至冰水中，充分搅拌至分散均匀，再次抽滤，抽滤的过程中使用去离子水冲洗3～5次，然后收集滤渣使用冷冻干燥的方法干燥处理，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述二硅化钽粉末的粒径为5～20μm。
所述絮凝剂为氯化钠。
所述二硅化钽粉末的制备方法为：
分别称取硅粉与钽粉加入至坩埚中，混合均匀后，将坩埚置于高温反应炉中，将高温反应炉封闭后，升温至1050～1250℃，反应处理2～4h后，降温至850～950℃后，通入氢气，继续反应处理1～2h，随炉冷却至室温后，收集固体物并经过粉碎处理，得到二硅化钽粉末；其中，硅粉与钽粉的质量比为9:30。
上述金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入固化剂和固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
实施例2
一种金属基板的高导热半固化胶膜，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料16份、固化剂20份和固化剂促进剂3份；
其中，导热填料为改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为25:5:10。
所述固化剂为二聚酸基聚酰胺。
所述固化剂促进剂为N,N-二甲基苄胺。
所述导热填料为处理过的氮化硼，氮化硼的处理方法为：
步骤1、将氮化硼使用酸液处理后，再使用苯酚磺酸锌接枝，得到改性氮化硼；
步骤2、将改性氮化硼固定于二硅化钽微球中，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述步骤1中的酸液由质量分数为98％的浓硫酸、丙二酸与去离子水按照质量比为1:1:8配置而成。
所述步骤1具体为：
M1.称取氮化硼与酸液混合，充分搅拌后，静置处理2～5h，之后使用冰水稀释后过滤并收集固体，使用去离子水洗涤固体至中性，干燥后得到氮化硼酸处理物；其中，氮化硼与酸液的质量比为1:8；
M2.将氮化硼酸处理物与DCM(二氯甲烷)混合，充分搅拌均匀后，置于冰水浴条件下，依次加入DMAP(4-二甲氨基吡啶)和EDC·HCl(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)，再次充分搅拌均匀后，加入苯酚磺酸锌，搅拌均匀后，升温至室温，搅拌处理5～10h，离心收集下层产物，得到改性氮化硼；其中，氮化硼酸处理物、DMAP、EDC·HCl与DCM的质量比为1:0.01:0.08:10。
所述步骤2具体为：
N1.称取聚乙烯醇加入至去离子水中，在70～80℃下搅拌至完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇与去离子水的质量比为1:25；
N2.称取二硅化钽粉末加入至聚乙烯醇溶液，超声分散均匀，在70～80℃下以600～800rpm的速度搅拌0.5～1h，边搅拌边加入絮凝剂，待溶液出现凝聚物而变得浑浊时，降低搅拌速度至300～500rpm，之后持续搅拌至凝聚物不再增加为止，得到凝聚物混液；其中，二硅化钽粉末与聚乙烯醇溶液的质量比为1:12，二硅化钽粉末与絮凝剂的质量比为1:0.4；
N3.将凝聚物混液趁热抽滤并收集固体，然后将固体加入至冰水中，充分搅拌至分散均匀，再次抽滤，抽滤的过程中使用去离子水冲洗3～5次，然后收集滤渣使用冷冻干燥的方法干燥处理，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述二硅化钽粉末的粒径为5～20μm。
所述絮凝剂为硫酸铝。
所述二硅化钽粉末的制备方法为：
分别称取硅粉与钽粉加入至坩埚中，混合均匀后，将坩埚置于高温反应炉中，将高温反应炉封闭后，升温至1050～1250℃，反应处理2～4h后，降温至850～950℃后，通入氢气，继续反应处理1～2h，随炉冷却至室温后，收集固体物并经过粉碎处理，得到二硅化钽粉末；
其中，硅粉与钽粉的质量比为9:28。
上述金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入固化剂和固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
实施例3
一种金属基板的高导热半固化胶膜，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料24份、固化剂50份和固化剂促进剂9份；
其中，导热填料为改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为45:10:20。
所述固化剂为4，4-二胺基二苯砜。
所述固化剂促进剂为N,N-二甲基苄胺。
所述导热填料为处理过的氮化硼，氮化硼的处理方法为：
步骤1、将氮化硼使用酸液处理后，再使用苯酚磺酸锌接枝，得到改性氮化硼；
步骤2、将改性氮化硼固定于二硅化钽微球中，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述步骤1中的酸液由质量分数为98％的浓硫酸、丙二酸与去离子水按照质量比为3:1:12配置而成。
所述步骤1具体为：
M1.称取氮化硼与酸液混合，充分搅拌后，静置处理2～5h，之后使用冰水稀释后过滤并收集固体，使用去离子水洗涤固体至中性，干燥后得到氮化硼酸处理物；其中，氮化硼与酸液的质量比为1:14；
M2.将氮化硼酸处理物与DCM(二氯甲烷)混合，充分搅拌均匀后，置于冰水浴条件下，依次加入DMAP(4-二甲氨基吡啶)和EDC·HCl(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)，再次充分搅拌均匀后，加入苯酚磺酸锌，搅拌均匀后，升温至室温，搅拌处理5～10h，离心收集下层产物，得到改性氮化硼；其中，氮化硼酸处理物、DMAP、EDC·HCl与DCM的质量比为1:0.04:0.15:15。
所述步骤2具体为：
N1.称取聚乙烯醇加入至去离子水中，在70～80℃下搅拌至完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇与去离子水的质量比为1:55；
N2.称取二硅化钽粉末加入至聚乙烯醇溶液，超声分散均匀，在70～80℃下以600～800rpm的速度搅拌0.5～1h，边搅拌边加入絮凝剂，待溶液出现凝聚物而变得浑浊时，降低搅拌速度至300～500rpm，之后持续搅拌至凝聚物不再增加为止，得到凝聚物混液；其中，二硅化钽粉末与聚乙烯醇溶液的质量比为1:18，二硅化钽粉末与絮凝剂的质量比为1:0.8；
N3.将凝聚物混液趁热抽滤并收集固体，然后将固体加入至冰水中，充分搅拌至分散均匀，再次抽滤，抽滤的过程中使用去离子水冲洗3～5次，然后收集滤渣使用冷冻干燥的方法干燥处理，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
所述二硅化钽粉末的粒径为5～20μm。
所述絮凝剂为明矾。
所述二硅化钽粉末的制备方法为：
分别称取硅粉与钽粉加入至坩埚中，混合均匀后，将坩埚置于高温反应炉中，将高温反应炉封闭后，升温至1050～1250℃，反应处理2～4h后，降温至850～950℃后，通入氢气，继续反应处理1～2h，随炉冷却至室温后，收集固体物并经过粉碎处理，得到二硅化钽粉末；其中，硅粉与钽粉的质量比为9:32。
上述金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入固化剂和固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
对比例1
一种金属基板的高导热半固化胶膜，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料20份、固化剂35份和固化剂促进剂6份；
其中，导热填料为氮化硼/二硅化钽微球。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为30:8:15。
所述固化剂为甲基四氢苯酐。
所述固化剂促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
所述导热填料为处理过的氮化硼，氮化硼的处理方法为：
将氮化硼固定于二硅化钽微球中，得到氮化硼/二硅化钽微球。
所述氮化硼的处理方法具体为：
步骤1、称取氮化硼与酸液混合，充分搅拌后，静置处理2～5h，之后使用冰水稀释后过滤并收集固体，使用去离子水洗涤固体至中性，干燥后得到氮化硼酸处理物；其中，氮化硼与酸液的质量比为1:14；所述酸液由质量分数为98％的浓硫酸、丙二酸与去离子水按照质量比为2:1:10配置而成。
步骤2、称取聚乙烯醇加入至去离子水中，在70～80℃下搅拌至完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇与去离子水的质量比为1:40；
步骤3、称取二硅化钽粉末加入至聚乙烯醇溶液，超声分散均匀，在70～80℃下以600～800rpm的速度搅拌0.5～1h，边搅拌边加入絮凝剂，待溶液出现凝聚物而变得浑浊时，降低搅拌速度至300～500rpm，之后持续搅拌至凝聚物不再增加为止，得到凝聚物混液；其中，二硅化钽粉末与聚乙烯醇溶液的质量比为1:16，二硅化钽粉末与絮凝剂的质量比为1:0.5；
步骤4、将凝聚物混液趁热抽滤并收集固体，然后将固体加入至冰水中，充分搅拌至分散均匀，再次抽滤，抽滤的过程中使用去离子水冲洗3～5次，然后收集滤渣使用冷冻干燥的方法干燥处理，得到氮化硼/二硅化钽微球。
所述二硅化钽粉末的粒径为5～20μm。
所述絮凝剂为氯化钠。
所述二硅化钽粉末的制备方法为：
分别称取硅粉与钽粉加入至坩埚中，混合均匀后，将坩埚置于高温反应炉中，将高温反应炉封闭后，升温至1050～1250℃，反应处理2～4h后，降温至850～950℃后，通入氢气，继续反应处理1～2h，随炉冷却至室温后，收集固体物并经过粉碎处理，得到二硅化钽粉末；其中，硅粉与钽粉的质量比为9:30。
上述金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入固化剂和固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
对比例2
一种金属基板的高导热半固化胶膜，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料20份、固化剂35份和固化剂促进剂6份；
其中，导热填料为氮化硼。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为30:8:15。
所述固化剂为甲基四氢苯酐。
所述固化剂促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
上述金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入固化剂和固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
本发明针对实施例1～3以及对比例1～2所制备的高导热半固化胶膜做了导热性和力学性能检测，导热系数使用上海群弘仪器设备有限公司的DRH-300导热系数测试仪进行检测，拉伸强度和断裂伸长率根据标准GB/T1040.2-2006进行检测，冲击韧性根据标准GB/T1043.1-2008进行检测，玻璃化转变温度(Tg)使用湘潭华丰仪器制造有限公司的HF-PJ-10材料相变分析仪进行检测，检测结果如表1所示。
表1不同高导热半固化胶膜的性能检测结果
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下重量份数的成分：
环氧树脂100份、导热填料16～24份、固化剂20～50份和固化剂促进剂3～9份；
其中，导热填料为改性氮化硼/二硅化钽微球。
2.根据权利要求1所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的混合物，双酚A型环氧树脂、萘环环氧树脂和联苯环氧树脂的重量比为25～45:5～10:10～20。
3.根据权利要求1所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、二聚酸基聚酰胺、4,4-二胺基二苯砜中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述固化剂促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和/或N,N-二甲基苄胺。
5.根据权利要求1所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述导热填料的制备方法为：
步骤1、将氮化硼使用酸液处理后，再使用苯酚磺酸锌接枝，得到改性氮化硼；
步骤2、将改性氮化硼固定于二硅化钽微球中，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
6.根据权利要求5所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述步骤1中的酸液由质量分数为98％的浓硫酸、丙二酸与去离子水按照质量比为1～3:1:8～12配置而成。
7.根据权利要求5所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述步骤1具体为：
M1.称取氮化硼与酸液混合，充分搅拌后，静置处理2～5h，之后使用冰水稀释后过滤并收集固体，使用去离子水洗涤固体至中性，干燥后得到氮化硼酸处理物；其中，氮化硼与酸液的质量比为1:8～14；
M2.将氮化硼酸处理物与DCM(二氯甲烷)混合，充分搅拌均匀后，置于冰水浴条件下，依次加入DMAP(4-二甲氨基吡啶)和EDC·HCl(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)，再次充分搅拌均匀后，加入苯酚磺酸锌，搅拌均匀后，升温至室温，搅拌处理5～10h，离心收集下层产物，得到改性氮化硼；其中，氮化硼酸处理物、DMAP、EDC·HCl与DCM的质量比为1:0.01～0.04:0.08～0.15:10～15。
8.根据权利要求5所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述步骤2具体为：
N1.称取聚乙烯醇加入至去离子水中，在70～80℃下搅拌至完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇与去离子水的质量比为1:25～55；
N2.称取二硅化钽粉末加入至聚乙烯醇溶液，超声分散均匀，在70～80℃下以600～800rpm的速度搅拌0.5～1h，边搅拌边加入絮凝剂，待溶液出现凝聚物而变得浑浊时，降低搅拌速度至300～500rpm，之后持续搅拌至凝聚物不再增加为止，得到凝聚物混液；其中，二硅化钽粉末与聚乙烯醇溶液的质量比为1:12～18，二硅化钽粉末与絮凝剂的质量比为1:0.4～0.8；
N3.将凝聚物混液趁热抽滤并收集固体，然后将固体加入至冰水中，充分搅拌至分散均匀，再次抽滤，抽滤的过程中使用去离子水冲洗3～5次，然后收集滤渣使用冷冻干燥的方法干燥处理，得到改性氮化硼/二硅化钽微球。
9.根据权利要求1所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜，其特征在于，所述二硅化钽粉末的粒径为5～20μm。
10.一种根据权利要求1～9任一所述的一种金属基板的高导热半固化胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述导热填料加入至丙酮中，充分分散后，得到导热填料混液；
S2.将导热填料混液加入至所述环氧树脂中，边搅拌边升温至50～60℃，待丙酮完全挥发后，得到树脂预混液；
S3.向树脂预混液中依次加入所述固化剂和所述固化剂促进剂，充分分散均匀后，降温至室温并真空脱泡，之后涂覆于金属基板上，然后置于120～180℃的烘箱中干燥处理5～15min，得到所述金属基板的高导热半固化胶膜。
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