CN114854347B - 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料 - Google Patents

一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料 Download PDF

Info

Publication number
CN114854347B
CN114854347B CN202210635098.2A CN202210635098A CN114854347B CN 114854347 B CN114854347 B CN 114854347B CN 202210635098 A CN202210635098 A CN 202210635098A CN 114854347 B CN114854347 B CN 114854347B
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
adhesive
heat
parts
curing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210635098.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114854347A (zh
Inventor
杨文刚
吕卫帮
王玉琼
高宁萧
曲抒旋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Qiantang Science and Technology Innovation Center
Original Assignee
Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Qiantang Science and Technology Innovation Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS, Qiantang Science and Technology Innovation Center filed Critical Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority to CN202210635098.2A priority Critical patent/CN114854347B/zh
Publication of CN114854347A publication Critical patent/CN114854347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114854347B publication Critical patent/CN114854347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明提供一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料。所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料；所述组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂。本发明提供的经改性处理的导热填料，与基体匹配性良好，所制备的导热胶粘剂其导热系数能达到5～10W/(m·K)，并具有良好的粘接性能，其粘接强度大于1MPa。

Description

一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料
技术领域
本发明属于导热材料技术领域，具体涉及一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料。
背景技术
随着电子设备不断向集成化和高功率密度方向发展，芯片对高散热材料的需求也在逐步增长。研究表明工作温度每升高2℃，芯片工作稳定性相应会下降1/10。为了满足新一代高功率密度集成芯片的散热需求，亟需开发一种高导热胶粘材料，满足实际应用中导热、胶粘、加工工艺和使用稳定性的需求。聚合物材料拥有优异的绝缘性能、化学稳定性与加工性良好，并具有高度的可设计性，在电子封装领域应用广泛，但常见聚合物材料的导热系数一般低于0.3W/(m·K)，因此需要添加相应的导热填料以提高其导热性能。
绝缘导热胶是由高分子基体和导热填料组成，常用的导热胶基体有硅橡胶和环氧树脂等，常用的导热填料有金属氧化物、氮化物或碳化物等。有文献报道Ling等人通过在环氧树脂中填充了60wt％的氮化硼，胶粘剂的导热系数达到1.05W/(m·K)，并具有良好的力学性能。Geon Woong Lee等人研究了氮化铝、氮化硼或碳化硅的形状、尺寸对导热性能的影响，并使用偶联剂进一步提高导热填料的分散性，胶粘剂的导热系数达到3.66W/(m·K)，但由于其导热填料填充量过高，导致胶粘剂的加工工艺性较差。然而，现阶段市场上的导热胶存在导热系数低以及综合性能不理想等问题，难以满足高性能芯片使用需求。
因此，在本领域中，期望开发一种具有良好的导热性能和粘结性能的胶粘剂，同时制备方法简单易行，易于大规模生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料。为解决上述问题，本发明提供的经改性处理的导热填料，与基体匹配性良好，所制备的导热胶粘剂其导热系数能达到5～10W/(m·K)，并具有良好的粘接性能，其粘接强度大于1MPa。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；
所述组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料；
所述组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂。
本发明通过利用组分A和组分B复配得到胶粘剂的原料，发生固化反应后得到胶粘剂，组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料，能够提高导热填料的导热性能，组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂，通过添加活性稀释剂，使得树脂组分黏度降低，进而提高导热填料填充量。
优选地，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560或KH570中的任意一种。
优选地，所述导热填料包括氮化硼、氮化铝、氧化铝或氧化锌中的任意一种或至少两种的组合，优选为氮化硼和氮化铝的组合，例如可以为氮化硼和氮化铝、氧化铝或氧化锌，但不限于所列举的种类，导热填料范围内未列举的种类同样适用。
优选地，所述导热填料的平均粒径为50-70μm，例如可以为50μm、52μm、55μm、58μm、60μm、62μm、65μm、68μm、70μm。
在本发明中，通过三辊研磨工艺能够准确控制导热填料的平均粒径，并使其均匀分散在树脂胶液中。
在本发明中，通过调整导热填料的平均粒径，获得兼具导热性与粘接强度的导热胶产品，粒径过小导热性能会降低，粒径过大则会影响粘接强度。
优选地，所述组分B中环氧树脂包括缩水甘油醚型环氧树脂和/或缩水甘油酯型环氧树脂，例如可以为三官能度缩水甘油酯型环氧树脂与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂的组合。
优选地，所述缩水甘油醚型环氧树脂的官能度为二官能度。
优选地，所述缩水甘油酯型环氧树脂的官能度为三官能度。
优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.5～0.9，例如可以为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9。
优选地，所述环氧树脂的粘度为300～600mPa.s，例如可以为300mPa.s、320mPa.s、350mPa.s、380mPa.s、400mPa.s、420mPa.s、450mPa.s、480mPa.s、500mPa.s、520mPa.s、550mPa.s、580mPa.s、600mPa.s。
在本发明中，通过调整环氧树脂的环氧值和粘度，以满足实际应用场景的工艺需求。粘度过大会降低导热填料填充量，影响导热性能，粘度过低会降低实用性。
优选地，所述组分B中活性稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或正丁基缩水甘油醚中的任意一种或至少两种的组合，优选为乙二醇二缩水甘油醚，例如可以为乙二醇二缩水甘油醚和剧乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或正丁基缩水甘油醚，但不限于所列举的种类，活性稀释剂范围内未列举的种类同样适用。
在本发明中，采用活性稀释剂具有低黏度以及与主体树脂相容性高的优势。
优选地，所述胶粘剂的原料还包括固化剂。
优选地，所述固化剂包括脂肪胺类固化剂、脂环胺类固化剂、芳香胺类固化剂或咪唑类固化剂中的任意一种或至少两种的组合，优选为芳香胺类固化剂与咪唑类固化剂的组合，例如可以为脂肪胺类固化剂和脂环胺类固化剂、芳香胺类固化剂或咪唑类固化剂，但不限于所列举的种类，固化剂范围内未列举的种类同样适用。
优选地，所述脂肪胺类固化剂包括二亚乙基三胺(DETA)、乙二胺或己二胺中的任意一种或至少两种的组合，例如可以为二亚乙基三胺(DETA)和乙二胺的组合。
优选地，所述脂环胺类固化剂包括孟烷二胺(MDA)和/或异佛尔酮二胺(IPDA)，例如可以为异佛尔酮二胺(IPDA)。
优选地，所述芳香胺类固化剂包括间苯二胺(MPD)、二氨基二苯基甲烷(DDS)、二氨基二苯砜(DDS)或二乙基甲苯二胺(DETDA)中的任意一种或至少两种的组合，例如可以为间苯二胺(MPD)和二乙基甲苯二胺(DETDA)的组合。
优选地，所述咪唑类固化剂包括2-甲基咪唑、1-氨基乙基-2甲基咪唑或2-甲基-4乙基咪唑中的任意一种或至少两种的组合，例如可以为2-甲基-4乙基咪唑。
第二方面，本发明提供了一种制备第一方面所述的胶粘剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂与溶剂混合，溶解后加入导热填料，加热进行反应，冷却后过滤得到组分A；
(2)将环氧树脂和活性稀释剂进行混合，得到组分B；
(3)将组分A、组分B、固化剂和溶剂进行混合，加热发生固化反应后得到所述胶粘剂。
优选地，步骤(1)中所述溶剂为去离子水或乙醇。
优选地，步骤(1)中所述混合在搅拌下进行。
优选地，步骤(1)中所述混合的时间为10-30min，例如可以为10min、15min、20min、25min、30min。
优选地，步骤(1)中所述加热的温度为60-80℃，例如可以为60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃。
优选地，步骤(1)中所述加热的时间为20-60min，例如可以为20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min。
优选地，步骤(1)中所述导热填料、硅烷偶联剂与溶剂的质量比为100:(0.5～5):(500～1000)，进一步优选为100:(2～5):(500～750)，例如可以为100:2:500、100:3:500、100:4:500、100:5:500、100:2:550、100:3:580、100:4:600、100:5:650、100:5:750。
在本发明中，通过调整步骤(1)中所述导热填料、硅烷偶联剂与溶剂的质量比，使得硅烷偶联剂对导热填料均匀包覆，硅烷偶联剂质量比过低则会对导热填料改性不完全，质量比过高会导致多余硅烷偶联剂无法去除，影响导热胶综合性能；溶剂质量比过低则会使导热填料无法均匀分散，影响产品均一性，质量比过高会使反应时间大幅增加。
优选地，步骤(2)中所述环氧树脂与活性稀释剂的质量比为(8:2)～(5:5)，例如可以为8:2、7:3、6:4、5:5。
在本发明中，通过调整步骤(2)中所述环氧树脂与活性稀释剂的质量比。获得环氧值和粘度均衡的组分B，质量比过低则会使环氧值降低，影响导热胶粘接强度，反之则会体系粘度过大，导热填料填充量降低，影响导热胶导热性能。
优选地，步骤(3)中所述组分A、组分B、固化剂和溶剂各自的重量份数分别为500-1500份、100份、3-40份和0-200份，进一步优选为500～1000份、100份、3～20份和0～100份。
在本发明中，组分A的重量份数为500-1500份，进一步优选为500～1000份，例如可以为500份、550份、600份、650份、700份、750份、800份、850份、900份、950份、1000份、1200份、1300份、1400份、1500份。
在本发明中，通过调整步骤(3)中所述组分A的重量份数，使得导热填料与组分B达到最优配比，份数过低则会影响导热性能，反之则会影响粘接强度
优选地，步骤(3)中固化剂的重量份数为3-40份，例如可以为3份、5份、8份、10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份。
在本发明中，调整步骤(3)中固化剂的重量份数，使得固化剂与组分B达到最优配比，份数过低则会需要较高固化温度和固化时间，甚至无法使导热胶完全固化，反之则会使固化反应过于剧烈，影响力学性能，甚至发生爆聚反应。
在本发明中，溶剂的重量份数为0-200份，例如可以为0份、10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份、100份、110份、120份、130份、140份、150份、160份、170份、180份、190份、200份。
优选地，步骤(3)中所述溶剂包括丙酮、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种。
优选地，步骤(3)中所述加热的温度为60-100℃，例如可以为60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃。
优选地，步骤(3)中所述固化反应的时间为2-6h，例如可以为2h、3h、4h、5h、6h。
第三方面，本发明提供了一种导热胶粘材料，所述导热胶粘材料包括第一方面所述的胶粘剂。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种绝缘导热的胶粘剂，利用组分A和组分B复配得到胶粘剂的原料，发生固化反应后得到胶粘剂，组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料，能够提高导热填料的导热性能性能，组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂，通过添加活性稀释剂，降低树脂组分粘度，提高导热填料的填充量。同时，本发明提供的制备方法操作简单，易于产业化。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过KH550硅烷偶联剂改性处理的氮化硼导热填料；所述组分B包括三官能度缩水甘油酯型环氧树脂MY0510与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51的组合以及乙二醇二缩水甘油醚的混合树脂。
所述胶粘剂的制备方法如下：
(1)将KH550硅烷偶联剂与去离子水进行搅拌，搅拌的时间为20min，溶解后加入平均粒径为60μm的氮化硼导热填料，在70℃下加热40min进行反应，冷却后使用去离子水过滤得到组分A，其中氮化硼导热填料、KH550硅烷偶联剂与去离子水的质量比为100:3:600；
(2)将环氧值为0.75的三官能度缩水甘油酯型环氧树脂MY0510与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51的组合和乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂进行混合，其中三官能度缩水甘油酯型环氧树脂MY0510与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51的组合与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为6:4，得到组分B；
(3)将750份组分A、100份组分B、10份间苯二胺(MPD)和2-甲基-4乙基咪唑复配的固化剂和50份丙酮进行混合，在80℃下加热发生固化反应4h后得到所述胶粘剂。
实施例2
本实施例提供了一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过KH550硅烷偶联剂改性处理的氮化硼导热填料；所述组分B包括三官能度缩水甘油酯型环氧树脂MY0510与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51的组合和乙二醇二缩水甘油醚。
所述胶粘剂的制备方法如下：
(1)将KH550硅烷偶联剂与去离子水进行搅拌，搅拌的时间为20min，溶解后加入平均粒径为60μm的氮化硼导热填料，在70℃下加热40min进行反应，冷却后使用去离子水过滤得到组分A，其中氮化硼导热填料、KH550硅烷偶联剂与去离子水的质量比为100:2:600；
(2)将环氧值为0.75的三官能度缩水甘油酯型环氧树脂MY0510与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51的组合和乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂进行混合，其中三官能度缩水甘油酯型环氧树脂MY0510与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51的组合与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为7:3，得到组分B；
(3)将500份组分A、100份组分B、10份二乙基甲苯二胺(DETDA)和2-甲基-4乙基咪唑复配的固化剂和0份丙酮进行混合，在80℃下加热发生固化反应4h后得到所述胶粘剂。
实施例3
本实施例提供了一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过KH550硅烷偶联剂改性处理的氮化硼导热填料；所述组分B包括三官能度缩水甘油酯型环氧树脂TDE85与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E44的组合和乙二醇二缩水甘油醚。
所述胶粘剂的制备方法如下：
(1)将KH550硅烷偶联剂与去离子水进行搅拌，搅拌的时间为20min，溶解后加入平均粒径为60μm的氮化硼导热填料，在70℃下加热40min进行反应，冷却后使用去离子水过滤得到组分A，其中氮化硼导热填料、KH550硅烷偶联剂与去离子水的质量比为100:5:750；
(2)将环氧值为0.75的三官能度缩水甘油酯型环氧树脂TDE85与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E44的复配物和乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂进行混合，其中三官能度缩水甘油酯型环氧树脂TDE85与二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E44的复配物与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为7:3，得到组分B；
(3)将1000份组分A、100份组分B、15份二乙基甲苯二胺(DETDA)和2-甲基-4乙基咪唑复配的固化剂和100份丙酮进行混合，在80℃下加热发生固化反应4h后得到所述胶粘剂。
实施例4
本实施例提供了一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过KH560硅烷偶联剂改性处理的氧化铝导热填料；所述组分B包括三官能度缩水甘油酯型环氧树脂TDE85和聚乙二醇二缩水甘油醚。
所述胶粘剂的制备方法如下：
(1)将KH560硅烷偶联剂与乙醇进行搅拌，搅拌的时间为10min，溶解后加入平均粒径为70μm的氧化铝导热填料，在60℃下加热60min进行反应，冷却后使用去离子水过滤得到组分A，其中氧化铝导热填料、KH560硅烷偶联剂与乙醇的质量比为100:0.5:500；
(2)将环氧值为0.85的三官能度缩水甘油酯型环氧树脂TDE85和聚乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂进行混合，其中三官能度缩水甘油酯型环氧树脂TDE85与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为5:5，得到组分B；
(3)将1500份组分A、100份组分B、10份二乙基甲苯二胺(DETDA)和2-甲基咪唑复配的固化剂和100份乙醇进行混合，在60℃下加热发生固化反应6h后得到所述胶粘剂。
实施例5
本实施例提供了一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过KH560硅烷偶联剂改性处理的氧化铝导热填料；所述组分B包括二官能度缩水甘油醚型环氧树脂E51和聚乙二醇二缩水甘油醚。
所述胶粘剂的制备方法如下：
(1)将KH560硅烷偶联剂与乙醇进行搅拌，搅拌的时间为30min，溶解后加入平均粒径为50μm的氧化铝导热填料，在80℃下加热20min进行反应，冷却后使用去离子水过滤得到组分A，其中氧化铝导热填料、KH560硅烷偶联剂与乙醇的质量比为100:5:750；
(2)将环氧值为0.55的三官能度缩水甘油酯型环氧树脂E51和聚乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂进行混合，其中三官能度缩水甘油酯型环氧树脂与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为5:5，得到组分B；
(3)将500份组分A、100份组分B、3份二乙基甲苯二胺(DETDA)和2-甲基-4乙基咪唑复配的固化剂和0份乙醇进行混合，在100℃下加热发生固化反应2h后得到所述胶粘剂。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(1)中氮化硼导热填料、KH550硅烷偶联剂与去离子水的质量比为100:1:500，其他均与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(1)中氮化硼导热填料、KH550硅烷偶联剂与去离子水的质量比为100:10:1000，其他均与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(2)中环氧树脂与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为1:9，其他均与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(2)中环氧树脂与乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂的质量比为9:1，其他均与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(3)中将300份组分A、100份组分B、10份固化剂和0份丙酮进行混合，其他均与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(3)中将2000份组分A、100份组分B、10份固化剂和50份丙酮进行混合，其他均与实施例1相同。
实施例12
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(1)中氮化硼导热填料的平均粒径为20μm，其他均与实施例1相同。
实施例13
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(1)中氮化硼导热填料的平均粒径为100μm，其他均与实施例1相同。
实施例14
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(2)中环氧树脂的环氧值为0.2，其他均与实施例1相同
实施例15
本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤(2)环氧树脂环氧值为0.9，且黏度为15Pa.s，其他均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于，所述组分A为没有经过硅烷偶联剂改性处理的氮化硼导热填料，其他均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，所述组分B为环氧树脂、溶剂型稀释剂N-甲基吡咯烷酮和酸酐类固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐的混合树脂，其他均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，所述组分A为金属银粉为导热填料，其他均与实施例1相同。
测试条件
将实施例1-15和对比例1-3提供的胶粘剂进行性能的测试，测试方法如下：
(1)导热性能：根据《GB/T 22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数》要求，使用LFA447闪光发导热分析仪测定样品导热系数。
(2)剪切强度：根据《GB/T 7124-2008胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》要求，测定导热胶粘接性能
(3)电阻率：根据《GB/T 1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》要求，测定导热胶绝缘性能，当电阻率大于109Ω·m时可定义为绝缘材料。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，经过硅烷偶联剂改性处理后的导热填料，其导热性能、与树脂界面结合性能更好；导热填料改性处理过程中，选择合适的投料比能够缩短反应时间、降低副产物含量以及提高反应效率；导热胶中导热填料提供导热性能、环氧树脂提供粘接性能，两者间黏度、相容性、界面匹配性共同影响导热胶的热学和电学性能，例如实施例1-4，导热填料含量越高则导热性越好，相应的剪切强度则会降低。组分B由环氧树脂和稀释剂组成，环氧树脂保证导热胶具有良好的力学性能，而稀释剂可以改善体系黏度，提高导热填料的填充量，例如实施例9当稀释剂含量极低时，导热填料无法填充至组分B中。固化剂则是用于改善体系固化工艺，可根据实际应用需求进行调整。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (27)

1.一种导热系数为5～10W/(m·K)的绝缘导热的胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂的原料包括组分A、组分B和固化剂；
所述组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料；
所述导热填料的平均粒径为50～70μm；
所述组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂；
所述环氧树脂的环氧值为0.5～0.9；
所述环氧树脂的粘度为300～600mPa.s；
所述固化剂包括脂肪胺类固化剂、脂环胺类固化剂、芳香胺类固化剂或咪唑类固化剂中的任意一种或至少两种的组合；
所述绝缘导热的胶粘剂采用如下方法制备：
(1)将硅烷偶联剂与溶剂进行混合，溶解后加入导热填料，加热进行反应，冷却后过滤得到组分A；
(2)将环氧树脂和活性稀释剂进行混合，得到组分B；
(3)将组分A、组分B、固化剂和溶剂进行混合，加热发生固化反应后得到所述胶粘剂；
步骤(2)中所述环氧树脂与活性稀释剂的质量比为(8:2)～(5:5)；
步骤(3)中所述组分A、组分B、固化剂和溶剂各自的重量份数分别为500-1500份、100份、3-40份和0-200份。
2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560或KH570中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述导热填料包括氮化硼、氮化铝、氧化铝或氧化锌中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求3所述的胶粘剂，其特征在于，所述导热填料包括氮化硼和氮化铝的组合。
5.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述组分B中环氧树脂包括缩水甘油醚型环氧树脂和/或缩水甘油酯型环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的胶粘剂，其特征在于，所述缩水甘油醚型环氧树脂的官能度为二官能度。
7.根据权利要求6所述的胶粘剂，其特征在于，所述缩水甘油酯型环氧树脂的官能度为三官能度。
8.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述组分B中活性稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚、聚乙醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或正丁基缩水甘油醚中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求8所述的胶粘剂，其特征在于，所述组分B中活性稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚。
10.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述固化剂包括芳香胺类固化剂与咪唑类固化剂的组合。
11.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述脂肪胺类固化剂包括二亚乙基三胺、乙二胺或己二胺中的任意一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述脂环胺类固化剂包括孟烷二胺和/或异佛尔酮二胺。
13.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述芳香胺类固化剂包括间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜或二乙基甲苯二胺中的任意一种或至少两种的组合。
14.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述咪唑类固化剂包括2-甲基咪唑、1-氨基乙基-2甲基咪唑或2-甲基-4乙基咪唑中的任意一种或至少两种的组合。
15.一种根据权利要求1-14任一项所述的胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂与溶剂进行混合，溶解后加入导热填料，加热进行反应，冷却后过滤得到组分A；
(2)将环氧树脂和活性稀释剂进行混合，得到组分B；
(3)将组分A、组分B、固化剂和溶剂进行混合，加热发生固化反应后得到所述胶粘剂。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂为去离子水或乙醇。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合在搅拌下进行。
18.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合的时间为10-30min。
19.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热的温度为60-80℃。
20.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热的时间为20-60min。
21.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述导热填料、硅烷偶联剂与溶剂的质量比为100:(0.5～5):(500～1000)。
22.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述导热填料、硅烷偶联剂与溶剂的质量比为100:(2～5):(500～750)。
23.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述组分A、组分B、固化剂和溶剂各自的重量份数分别为500～1000份、100份、3～20份和0～100份。
24.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述溶剂包括丙酮、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种。
25.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热的温度为60-100℃。
26.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述固化反应的时间为2-6h。
27.一种导热胶粘材料，其特征在于，所述导热胶粘材料包括权利要求1-14中任一项所述的胶粘剂。
CN202210635098.2A 2022-06-06 2022-06-06 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料 Active CN114854347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210635098.2A CN114854347B (zh) 2022-06-06 2022-06-06 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210635098.2A CN114854347B (zh) 2022-06-06 2022-06-06 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114854347A CN114854347A (zh) 2022-08-05
CN114854347B true CN114854347B (zh) 2024-01-30

Family

ID=82624947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210635098.2A Active CN114854347B (zh) 2022-06-06 2022-06-06 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114854347B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115449336A (zh) * 2022-10-14 2022-12-09 强新正品（苏州）环保材料科技有限公司 一种垂直导电胶及其制备方法
CN115595104A (zh) * 2022-10-27 2023-01-13 佛山清立新材料科技有限公司（Cn） 一种环氧封装胶及其制备方法和应用
CN115627143B (zh) * 2022-11-09 2023-09-05 黑龙江省科学院石油化学研究院 高强度导热绝缘胶的制备方法
CN117700804A (zh) * 2023-12-05 2024-03-15 深圳市长松科技有限公司 一种导热膜及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103087665A (zh) * 2013-01-31 2013-05-08 合肥工业大学 一种高导热绝缘低粘度环氧树脂灌封胶及其制备方法
WO2016086587A1 (zh) * 2014-12-04 2016-06-09 中国科学院过程工程研究所 一种导热绝缘环氧树脂组合物、制备方法及其用途
WO2018225773A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 田中貴金属工業株式会社 熱伝導性導電性接着剤組成物
CN110128982A (zh) * 2019-04-01 2019-08-16 矽时代材料科技股份有限公司 一种常温快固结构胶及其制备方法
CN112745789A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 盛势达(广州)化工有限公司 一种低树脂析出的环氧胶粘剂及其制备方法
CN113372844A (zh) * 2021-06-08 2021-09-10 北京中天鹏宇科技发展有限公司 一种耐高温环氧树脂导电胶粘剂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103087665A (zh) * 2013-01-31 2013-05-08 合肥工业大学 一种高导热绝缘低粘度环氧树脂灌封胶及其制备方法
WO2016086587A1 (zh) * 2014-12-04 2016-06-09 中国科学院过程工程研究所 一种导热绝缘环氧树脂组合物、制备方法及其用途
WO2018225773A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 田中貴金属工業株式会社 熱伝導性導電性接着剤組成物
CN110128982A (zh) * 2019-04-01 2019-08-16 矽时代材料科技股份有限公司 一种常温快固结构胶及其制备方法
CN112745789A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 盛势达(广州)化工有限公司 一种低树脂析出的环氧胶粘剂及其制备方法
CN113372844A (zh) * 2021-06-08 2021-09-10 北京中天鹏宇科技发展有限公司 一种耐高温环氧树脂导电胶粘剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
The thermal conductivity and electrical properties of EP composite with different size BN;Si-jiao Wang等;2018 IEEE 2nd International Conference on Dielectrics (ICD);第4页 *
低粘度导热环氧胶粘剂的研究;李钒;;天津职业院校联合学报(12);第96-99页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114854347A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114854347B (zh) 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料
CN103194164B (zh) 一种高温自修复型导电银胶及其制备方法
CN103087665B (zh) 一种高导热绝缘低粘度环氧树脂灌封胶及其制备方法
CN103194163B (zh) 一种中温固化耐高温导电胶的制备方法
CN111592849B (zh) 一种半固化环氧胶膜及其制备方法
CN111261320A (zh) 一种环氧树脂基低温导电银浆及其制备方法
JP7083474B2 (ja) リサイクル可能なｌｅｄパッケージング導電性接着剤組成物及びその製造方法
CN110317562B (zh) 一种有机硅改性的环氧灌封胶
JP2012092201A (ja) 導電性樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
CN114276766A (zh) 一种微电子封装用纳米银烧结型导电胶及其制备方法
CN112251163A (zh) 一种高导热胶膜及其制备方法
JP2983816B2 (ja) 導電性樹脂ペースト
CN1187389C (zh) 接合电路小片的糊剂和半导体装置
CN115651579B (zh) 一种可快速固化的环氧胶及其制备方法
CN116751531A (zh) 一种导热绝缘胶膜及其制备方法和应用
KR20210091972A (ko) 태양 전지용 속경화형 실버 페이스트
CN115083660A (zh) 一种易磨高导热绝缘塞孔浆料、制备方法及其应用
CN114835861A (zh) 一种低介电高导热的复合薄膜及其制备方法
CN113831856A (zh) 一种多功能导电胶及其制备方法
JP3555930B2 (ja) 半導体用樹脂ペースト及びそれを用いた半導体装置
CN106189974A (zh) 一种led用粘结性好导电胶的制备工艺
JPH07179833A (ja) 導電性樹脂ペースト
JP3719855B2 (ja) 半導体用樹脂ペースト
JP3418515B2 (ja) 導電性樹脂ペースト及びこれを用いて製造された半導体装置
JP3608908B2 (ja) 半導体用樹脂ペースト

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant