CN116082986A - 一种导热粘接膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热粘接膜及其制备方法，属于导热胶粘剂技术领域，包括环氧树脂、环氧树脂固化剂、成膜树脂、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇甲醚、硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂，本产品能解决电子模组导热问题，支持降低产品体积设计，解决高压不良问题，粘接性好，可替代机械紧固工艺，冷压快速固化，常温存储2个月或者冰箱0‑10℃存储6个月。

Description

一种导热粘接膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热胶粘剂技术领域，尤其涉及一种导热粘接膜及其制备方法。
背景技术
通常聚合物的导热性能较差，在导热场合中不能使用传统聚合物基粘接涂层(如暖气换热片表面散热等)。现代电子电气工业领域既要求粘接涂层具有良好的电气绝缘性能，又要求其具有优异的导热性能，故复合材料导热性能的研究已成为重要课题之一。
现有技术的粘接涂层的电子模组导热不好，不能支持降低产品体积设计，存在高压不良问题，粘接性差，且关于导热粘接膜的产品很少。
发明内容
本发明实施例提供一种导热粘接膜及其制备方法，以解决现有技术中导热粘接膜的导热粘接膜的电子模组导热不好，不能支持降低产品体积设计，存在高压不良问题，粘接性差的技术问题，本发明的内容如下：
本发明一方面提供了一种导热粘接膜，其技术点在于，按照重量份数计，包括10-20重量份的环氧树脂、10-20重量份的环氧树脂固化剂、10-20重量份的成膜树脂、4-6重量份的乙二醇二缩水甘油醚、8-12重量份的丙二醇甲醚、10-20重量份的硅微粉、8-12重量份的玻璃粉、0.4-0.6重量份的纳米二氧化、0.4-0.6重量份的石英粉、2-4重量份的氮化铝、2-3重量份的氮化硅、1-2重量份的氧化石墨烯、1-2重量份的水性分散剂和0.4-0.6重量份的水性润湿剂。
为了更好的解决上述技术方案，本发明的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、腰果酚基酚醛环氧树脂和酚醛环氧树脂中的至少一种。
为了更好的解决上述技术方案，本发明的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂固化剂为双氰胺、二氨基二苯基甲烷、三乙基胺和间苯二胺中的至少一种。
为了更好的解决上述技术方案，本发明的导热粘接膜配方系统中的成膜树脂包括一种或多种酚树脂或苯氧基树脂，具有一个或多个羟基、环氧基、苯氧基或烷基，并且所述成膜树脂重均分子量为200-300000。
为了更好的解决上述技术方案，本发明的导热粘接膜配方系统中的玻璃粉为ZnO、Al2O3、SiO2、SnO2、TiO2、ZrO2、MoS2、NiO、CuO、Fe2O3和La2O3中至少一种。
为了更好的解决上述技术方案，本发明的导热粘接膜配方系统中的水性分散剂为聚丙烯酸钠。
为了更好的解决上述技术方案，本发明的导热粘接膜配方系统中的水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
另外一个方面，本发明提供了一种导热粘接膜的制备方法，其技术点在于，包括以下步骤：
步骤一，将粉末混合物硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂放入干燥箱100℃干燥2h，将环氧树脂和成膜树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树脂中的小气泡；
步骤二，向环氧树脂中加入乙二醇二缩水甘油醚和丙二醇甲醚，称取步骤一中干燥好的粉末混合物加入到环氧树脂和成膜树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
步骤三，称取环氧树脂固化剂，加入步骤三的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得所述导热粘接膜。
与现有技术相比，本发明的一种导热粘接膜及其制备方法能够达到以下有益效果：
本发明的导热粘接膜包括环氧树脂、环氧树脂固化剂、成膜树脂、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇甲醚、硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂，本产品能解决电子模组导热问题，支持降低产品体积设计，解决高压不良问题，粘接性好，可替代机械紧固工艺，冷压快速固化，常温存储2个月或者冰箱0-10℃存储6个月。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种导热粘接膜及其制备方法包括15kg的环氧树脂、15kg环氧树脂固化剂、15kg的成膜树脂、5kg的乙二醇二缩水甘油醚、10kg的丙二醇甲醚、15kg的硅微粉、10kg的玻璃粉、0.5kg的纳米二氧化、0.5kg的石英粉、2kg的氮化铝、2.5kg的氮化硅、1.5kg的氧化石墨烯、1.5kg的水性分散剂和0.5kg的水性润湿剂。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂固化剂为双氰胺。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的成膜树脂包括一种或多种酚树脂或苯氧基树脂，具有一个或多个羟基、环氧基、苯氧基或烷基，并且所述成膜树脂重均分子量为200-300000。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的玻璃粉为ZnO。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的水性分散剂为聚丙烯酸钠。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
按照上述配方，本实施例的一种导热粘接膜的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将粉末混合物硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂放入干燥箱100℃干燥2h，将环氧树脂和成膜树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树脂中的小气泡；
步骤二，向环氧树脂中加入乙二醇二缩水甘油醚和丙二醇甲醚，称取步骤一中干燥好的粉末混合物加入到环氧树脂和成膜树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
步骤三，称取环氧树脂固化剂，加入步骤三的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得所述导热粘接膜。
实施例2
一种导热粘接膜及其制备方法包括10kg的环氧树脂、10kg环氧树脂固化剂、10kg的成膜树脂、4kg的乙二醇二缩水甘油醚、8kg的丙二醇甲醚、10kg的硅微粉、8kg的玻璃粉、0.4kg的纳米二氧化、0.4kg的石英粉、2kg的氮化铝、2kg的氮化硅、1kg的氧化石墨烯、1kg的水性分散剂和0.4kg的水性润湿剂。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂为双酚F型环氧树脂。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂固化剂为二氨基二苯基甲烷。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的成膜树脂包括一种或多种酚树脂或苯氧基树脂，具有一个或多个羟基、环氧基、苯氧基或烷基，并且所述成膜树脂重均分子量为200-300000。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的玻璃粉为Al2O3。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的水性分散剂为聚丙烯酸钠。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
按照上述配方，本实施例的一种导热粘接膜的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将粉末混合物硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂放入干燥箱100℃干燥2h，将环氧树脂和成膜树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树脂中的小气泡；
步骤二，向环氧树脂中加入乙二醇二缩水甘油醚和丙二醇甲醚，称取步骤一中干燥好的粉末混合物加入到环氧树脂和成膜树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
步骤三，称取环氧树脂固化剂，加入步骤三的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得所述导热粘接膜。
实施例3
一种导热粘接膜及其制备方法包括20kg的环氧树脂、20kg环氧树脂固化剂、20kg的成膜树脂、6kg的乙二醇二缩水甘油醚、12kg的丙二醇甲醚、20kg的硅微粉、12kg的玻璃粉、0.6kg的纳米二氧化、0.6kg的石英粉、4kg的氮化铝、3kg的氮化硅、2kg的氧化石墨烯、2kg的水性分散剂和0.6kg的水性润湿剂。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂为多酚型缩水甘油醚环氧树脂。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的环氧树脂固化剂为三乙基胺。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的成膜树脂包括一种或多种酚树脂或苯氧基树脂，具有一个或多个羟基、环氧基、苯氧基或烷基，并且所述成膜树脂重均分子量为200-300000。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的玻璃粉为SiO2。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的水性分散剂为聚丙烯酸钠。
进一步的，上述的导热粘接膜配方系统中的水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
按照上述配方，本实施例的一种导热粘接膜的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将粉末混合物硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂放入干燥箱100℃干燥2h，将环氧树脂和成膜树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树脂中的小气泡；
步骤二，向环氧树脂中加入乙二醇二缩水甘油醚和丙二醇甲醚，称取步骤一中干燥好的粉末混合物加入到环氧树脂和成膜树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
步骤三，称取环氧树脂固化剂，加入步骤三的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得所述导热粘接膜。
试验例
将实施例1-3制备得到的导热粘接膜进行参数测试，具体测试方法和测试结果见表1：
表1各实施例的产品参数表
性能 实施例1 实施例2 实施例3
颜色 红棕色 红棕色 红棕色
厚度 0.19mm 0.22mm 0.23mm
硬度 80Shore A 80Shore A 80Shore A
导热系数 1.5W/m.k 1.5W/m.k 1.5W/m.k
热阻 <![CDATA[0.25℃-in<sup>2</sup>W]]> <![CDATA[0.25℃-in<sup>2</sup>W]]> <![CDATA[0.25℃-in<sup>2</sup>W]]>
耐压(AC) ＞5000V ＞5000V ＞5000V
扭力(TO227) ＞8Kg ＞8Kg ＞8Kg
补强材料 PI膜 PI膜 PI膜
本发明的导热粘接膜冷压快速固化，常温储存，无需冷藏。可以按照实际应用制定尺寸和形状。利用该导热粘接膜制备的散热片具绝缘效果，在无须额外加设绝缘构件的前提下，即可达到防止传统连接螺钉与MOS管之间于耐压测试(Hi-Pot test)时失败的效用，并且同时减少绝缘构件的使用，有效节省制作成本。最大化节约产品安装空间，提高有效利用率。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种导热粘接膜，其特征在于，按照重量份数计，包括10-20重量份的环氧树脂、10-20重量份的环氧树脂固化剂、10-20重量份的成膜树脂、4-6重量份的乙二醇二缩水甘油醚、8-12重量份的丙二醇甲醚、10-20重量份的硅微粉、8-12重量份的玻璃粉、0.4-0.6重量份的纳米二氧化、0.4-0.6重量份的石英粉、2-4重量份的氮化铝、2-3重量份的氮化硅、1-2重量份的氧化石墨烯、1-2重量份的水性分散剂和0.4-0.6重量份的水性润湿剂。
2.根据权利要求1所述的一种导热粘接膜，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、腰果酚基酚醛环氧树脂和酚醛环氧树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种导热粘接膜，其特征在于，所述环氧树脂固化剂为双氰胺、二氨基二苯基甲烷、三乙基胺和间苯二胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种导热粘接膜，其特征在于，所述成膜树脂包括一种或多种酚树脂或苯氧基树脂，具有一个或多个羟基、环氧基、苯氧基或烷基，并且所述成膜树脂重均分子量为200-300000。
5.根据权利要求1所述的一种导热粘接膜，其特征在于，所述玻璃粉为ZnO、Al2O3、SiO2、SnO2、TiO2、ZrO2、MoS2、NiO、CuO、Fe2O3和La2O3中至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种导热粘接膜，其特征在于，所述水性分散剂为聚丙烯酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种导热粘接膜，其特征在于，所述水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
8.一种导热粘接膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将粉末混合物硅微粉、玻璃粉、纳米二氧化、石英粉、氮化铝、氮化硅、氧化石墨烯、水性分散剂和水性润湿剂放入干燥箱100℃干燥2h，将环氧树脂和成膜树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树脂中的小气泡；
步骤二，向环氧树脂中加入乙二醇二缩水甘油醚和丙二醇甲醚，称取步骤一中干燥好的粉末混合物加入到环氧树脂和成膜树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
步骤三，称取环氧树脂固化剂，加入步骤三的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得所述导热粘接膜。
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