[發明專利]一種低比重復合導熱絕緣膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201710243884.7
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106995673A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 郝志峰;樊義翰;黃月否;王成勇;易國斌;余林;陳世榮;鄭李娟
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J11/04;C08G59/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種低比重復合導熱絕緣膠及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂絕緣膠具有良好的物理化學性能,它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，良好的電氣絕緣性能，變形收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對大部分溶劑穩定，因而廣泛應用于PCB電路板、航天航空、汽車生產加工以及新能源電池灌封領域。隨著電子工業的高速發展，電子元器件和電子設備越來越向輕、薄、小的方向發展，如此勢必造成其內部器件結構工作時產生的熱量不容易散發在環境中，從而造成電子元器件溫度升高，影響其穩定性。這就要求用于灌封、粘接等用途的環氧樹脂絕緣膠具備良好的散熱能力，使得電子設備產生的熱量能夠快速地傳遞出去，進而使設備的溫度保持在一定的范圍內。同時，環氧樹脂極易點燃，為了避免火災，還要求環氧絕緣膠具有阻燃性。而普通的環氧樹脂絕緣膠在應用中存在以下不足：一是熱導率低，只有0.2W/(m·K)左右；二是阻燃性能差，易燃燒，燃燒會產生熔滴，并伴隨大量黑煙，對環境造成不利影響。如何有效地同時提高環氧樹脂的導熱性能以及阻燃性能，是目前研究的熱點之一。

目前，國內外有較多公司均參與生產或研發導熱絕緣膠，如美國的道康寧、邁圖，日本信越等公司，國內的深圳市跨越電子有限公司以及東莞市盛恩電子科技有限公司等。然而，同國外生產的導熱絕緣膠產品相比，國產導熱絕緣膠不但價格昂貴，而且其導熱性及其他理化性能均較低。因此研制性能與國外同類產品相當、同時兼具優異的阻燃性能的導熱絕緣膠具有重要現實意義。

通過在聚合物中填充高導熱系數的填料是研制導熱絕緣膠常用的一種方法。現有技術主要通過添加氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化硅等填料，并通過硅烷偶聯劑或者其他超支化改性劑對填料進行表面改性，使填料與環氧樹脂基體混合均勻，提高填料在基體中的分散性，降低填料與基體之間的熱阻。但是上述無機填料一般需要較大的填加量(一般在50％左右)才能達到高的導熱系數，而填加量過大又會影響到環氧樹脂的粘接性能，可加工性大大降低。同時大量加入的無機填料相對環氧樹脂密度較大，加入后容易沉降，同時固化后的環氧樹脂均因比重增大限制了其應用。因此，亟待研發一種導熱系數高、機械性能好、絕緣性能優異與低比重的復合導熱絕緣膠。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種低比重高導熱復合絕緣膠，本申請提供的復合導熱絕緣膠具有導熱系數高、機械加工性能良好、絕緣性能優異和低比重的優點。

有鑒于此，本申請提供了一種低比重復合導熱絕緣膠，由填料、偶聯劑、環氧樹脂與固化劑制備得到，所述填料包括類石墨狀氮化碳。

優選的，所述填料還包括BN和Al₂O₃中的一種或兩種。

優選的，所述偶聯劑為所述填料的5wt％～10wt％，所述填料的含量不超過所述復合導熱絕緣膠的50wt％。

優選的，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑中的一種或兩種。

優選的，所述填料為類石墨狀氮化碳、BN與Al₂O₃時，所述類石墨狀氮化碳與BN的質量比為1:1，所述類石墨狀氮化碳與Al₂O₃的質量比為1:1。

優選的，所述固化劑為乙二胺。

本申請還提供了所述的低比重復合導熱絕緣膠的制備方法，包括：

將填料、偶聯劑與環氧樹脂混合后再加入固化劑進行固化，得到低比重復合導熱絕緣膠。

優選的，制備復合導熱絕緣膠的過程具體為：

將填料與溶劑混合，再加入偶聯劑進行超聲，密封后烘干，得到改性填料；

將所述改性填料與環氧樹脂超聲混合，經過三輥研磨后與固化劑混合加熱固化，得到低比重復合導熱絕緣膠。

優選的，所述溶劑為體積比為(1～10):1的乙醇與蒸餾水的混合溶液；所述填料與所述溶劑的體積比為1：(5～10)。

優選的，所述固化的條件為45～60℃真空干燥固化12～48h。