粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法

2023-09-17 21:46:40

專利名稱：粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高導熱絕緣材料，特別涉及一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法。
背景技術：
目前，我國汽輪發電機在向高壓大容量發展，而空冷發電機與傳統的水、氫冷電機相比，具有結構簡單、製造成本低、安全可靠、便於維護等許多優點，受到越來越多的用戶青睞。但是由於空冷電機的冷卻條件差，線棒產生的熱量不能及時排出，導致電機溫升過高， 損耗過大，加快了主絕緣的老化。因此，必須採取適當的措施來降低溫升，確保發電機正常工作，其中最簡單的方法是採用高導熱的主絕緣結構。高導熱絕緣材料，已成為現代電機技術研究的重點方向之一。雲母帶主要由雲母、玻璃布、粘合劑三種組分材料複合而成，按照宏觀熱傳導理論，多相複合材料的導熱係數受連續相導熱係數的影響最大，在一定範圍內複合材料的導熱係數幾乎正比於連續相的導熱係數，而連續相是粘合劑，其導熱係數卻最小，因此，研製高導熱主絕緣首先要儘可能提高粘合劑的導熱係數。目前，使用高熱導率的三氧化二鋁、氮化硼等無機粉體填充雲母帶用粘合劑可以有效提高其導熱係數。但是，無機粉體的引入，使粘合劑的電氣性能降低，尤其當導熱填料含量較高時，對於粘合劑性能的降低更為顯著。

發明內容
本發明的目的是提供一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，使用該方法製備的高導熱雲母帶用粘合劑內部的導熱填料形成了空間導熱網絡，且無機粉體在粘合劑中的分散均勻性非常好。該方法解決了引入無機填料後電絕緣性能降低的問題。上述目的通過以下技術方案實現
粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，該方法包括四步第一步合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑，第二步選擇導熱填料及高導熱粘合劑製備方法，第三步導熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，於85-180°C先後經歷抽真空，逐步升溫，恆溫固化的步驟，得到電氣性能試樣與導熱試樣。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，第一步所述的合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑是將質量份數為30-35%桐油加入反應裝置中，除去桐油中的水分， 加入質量份數為6-10%的順丁稀二酸酐反應生成桐油酸酐，加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺反應生成桐馬酸酐，加入質量份數為30-35%的環氧樹脂E-44，加入質量份數為 0. 01-0. 05%的對苯二酚，加入質量份數為0. 19Γ0. 5%的環氧固化促進劑合成桐馬酸酐-環氧型粘合劑，反應溫度為100-130°C，反應時間為0. 25-2小時、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為5-10%的丙酮作為溶劑調整固體含量。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，採用減壓蒸餾裝置除去桐油中的水分，反應溫度為80-110°C，反應時間為0. 25-0. 75小時；加入質量份數為6-10%順丁稀二酸酐後，採用回流裝置反應，反應溫度為80-170°C，反應時間為0. 5-3小時；加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺後，反應溫度為120-150°C，反應時間為0. 15-0. 75小時。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的反應溫度為 100-130°C，反應時間為0. 25-2小時、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為5-10% 的丙酮作為溶劑調整固體含量變更為加入質量份數為5-10%的甲苯，在100-130°C下與粘合劑混合均勻，混合時間為0. 1-0. 5小時，再加入質量份數為5-10%的丙酮，在50-80°C下與粘合劑混合均勻，混合時間為0. 1-0. 5小時。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第二步導熱填料中，選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份，採用溶液共混法製備高導熱粘合劑；所述的納米三氧化二鋁細分為α相或 Y相兩種晶型，所述的納米二氧化矽細為球形或微孔形，所述的微米氮化硼粉體為同種粒徑納米氮化硼或兩種不同粒徑的微米氮化硼粉體混合體，所述的納米氮化鋁為廠家改性氮化鋁或自改性氮化鋁；採用溶液共混法製備高導熱粘合劑的過程中，採用填料組份一種或幾種填充粘合劑，使用前置於110°C烘箱乾燥0. 5-5小時，期間研磨2-3次，取出備用。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第三步導熱填料的預處理中，所述的矽烷偶聯劑選自3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份1，先將矽烷偶聯劑1一 10%和合成常規粘合劑70—8096，合成常規粘合劑佔總質量的百分數充分分散，再加入未經表面處理的填料組份粉體，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中；所述的矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，再將未經表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第三步導熱填料的預處理中，所述的矽烷偶聯劑選自3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份2，先利用矽烷偶聯劑氮化硼填料粉體進行表面改性，再將矽烷偶聯劑與粘合劑充分分散，同時加入氮化硼填料與未經表面處理的填料組份粉體2，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；所述的填料組份粉體的表面改性， 反應溫度為25-150°C，超聲攪拌時間為0. 5-5小時，將矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，填料組份2的粉體與未經表面處理的填料組份2的粉體同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，再將未經表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第四步的粘合劑的固化工藝中，首先對粘合劑進行抽真空除溶劑處理，真空度為0. 025-0. IMPa，溫度為 85-120°C，時間為0. 25-3小時，然後放氣，進行固化交聯反應，反應溫度85-180°C，反應時間為0. 5-15小時。一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，該粘合劑採用權利要求1-10的方法製備。有益效果
1.使用本方法製備的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑具備了全新的性能，內部的導熱填料形成了空間導熱網絡，這種導熱網絡能有效地提高材料熱傳導效率，避免了材料在工作中的過熱現象，從而提高材料的導熱係數，解決了粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑電絕緣性能不足的缺點。與常規桐馬酸酐-環氧型粘合劑相比，採用本方法製備的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，其導熱係數為0. - 0. 32 1/!11*1(，體積電阻率2.6-5.6\1014 Ω · m，相對介電常數3.0-3. 2Χ10—3，均明顯優於常規桐馬酸酐-環氧型粘合劑(導熱係數
為 0.18-0. 21 W/m · K，體積電阻率 2. 0-2. 5X10 · m，3. 8-4. 0 X 1(Γ3)。本製備方法工藝簡單，操作方便，易於工業化，在高導熱材料、絕緣材料等方面存在著潛在的應用價值。
具體實施例方式
實施例1
一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，該方法包括四步第一步合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑，第二步選擇導熱填料及高導熱粘合劑製備方法，第三步導熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，於85-180°C先後經歷抽真空，逐步升溫，恆溫固化的步驟，得到電氣性能試樣與導熱試樣。實施例2:
一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，第一步所述的合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑是將質量份數為30-35%桐油加入反應裝置中，除去桐油中的水分，加入質量份數為6-10%的順丁稀二酸酐反應生成桐油酸酐，加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺反應生成桐馬酸酐，加入質量份數為30-35%的環氧樹脂E-44，加入質量份數為 0. 01-0. 05%的對苯二酚，加入質量份數為0. 19Γ0. 5%的環氧固化促進劑合成桐馬酸酐-環氧型粘合劑、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為5-10%的丙酮作為溶劑調整固體含量；
第二步所述的選擇導熱填料及高導熱粘合劑製備方法是選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份，採用溶液共混法製備高導熱粘合劑；
第三步所述的導熱填料的表面處理與分散是根據所使用的導熱填料的不同，而分為兩種實施方法；
方法1將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份1，先將矽烷偶聯劑1一 10%和合成常規粘合劑70—8096，合成常規粘合劑佔總質量的百分數充分分散，再加入未經表面處理的填料組份粉體，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中；
方法2將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份2，先利用矽烷偶聯劑氮化硼填料粉體進行表面改性，再將矽烷偶聯劑與粘合劑充分分散，同時加入氮化硼填料與未經表面處理的填料組份粉體2，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中。實施例3:
實施例1所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，第一步所述的合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑是將質量份數為30-35%桐油加入反應裝置中，除去桐油中的水分，加入質量份數為6-10%的順丁稀二酸酐反應生成桐油酸酐，加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺反應生成桐馬酸酐，加入質量份數為30-35%的環氧樹脂E-44，加入質量份數為 0. 01-0. 05%的對苯二酚，加入質量份數為0. 19Γ0. 5%的環氧固化促進劑合成桐馬酸酐-環氧型粘合劑，反應溫度為100-130°C，反應時間為0. 25-2小時、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為5-10%的丙酮作為溶劑調整固體含量。實施例4
上述是實施例1或3的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，採用減壓蒸餾裝置除去桐油中的水分，反應溫度為80-110°C，反應時間為0. 25-0. 75小時；加入質量份數為6-10%順丁稀二酸酐後，採用回流裝置反應，反應溫度為80-170°C，反應時間為 0. 5-3小時；加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺後，反應溫度為120-150°C，反應時間為 0. 15-0. 75 小時。實施例5:
實施例1或3或4所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的反應溫度為100-130°C，反應時間為0. 25-2小時、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為 5-10%的丙酮作為溶劑調整固體含量變更為加入質量份數為5-10%的甲苯，在100-130°C 下與粘合劑混合均勻，混合時間為0. 1-0. 5小時，再加入質量份數為5-10%的丙酮，在 50-80°C下與粘合劑混合均勻，混合時間為0. 1-0. 5小時。實施例6
實施例1或3或4或5所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第二步導熱填料中，選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份，採用溶液共混法製備高導熱粘合劑；所述的納米三氧化二鋁細分為α相或Y相兩種晶型，所述的納米二氧化矽細為球形或微孔形，所述的微米氮化硼粉體為同種粒徑納米氮化硼或兩種不同粒徑的微米氮化硼粉體混合體，所述的納米氮化鋁為廠家改性氮化鋁或自改性氮化鋁；採用溶液共混法製備高導熱粘合劑的過程中，採用填料組份一種或幾種填充粘合劑，使用前置於110°C烘箱乾燥0. 5-5小時，期間研磨2-3次， 取出備用。
實施例7
實施例1或3或4或5或6所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第三步導熱填料的預處理中，所述的矽烷偶聯劑選自3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的 1%-10%;將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份1，先將矽烷偶聯劑1一 10%和合成常規粘合劑70—8096，合成常規粘合劑佔總質量的百分數充分分散，再加入未經表面處理的填料組份粉體，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中；所述的矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，再將未經表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。實施例8
實施例1或3或4或5或6所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第三步導熱填料的預處理中，所述的矽烷偶聯劑選自3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的 1%-10%;將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份2，先利用矽烷偶聯劑氮化硼填料粉體進行表面改性，再將矽烷偶聯劑與粘合劑充分分散，同時加入氮化硼填料與未經表面處理的填料組份粉體2，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；所述的填料組份粉體的表面改性，反應溫度為25-150°C，超聲攪拌時間為0. 5-5小時，將矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，填料組份2的粉體與未經表面處理的填料組份2的粉體同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。實施例9
實施例8所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，再將未經表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。實施例10
實施例1或2所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，所述的第四步的粘合劑的固化工藝中，首先對粘合劑進行抽真空除溶劑處理，真空度為0. 025-0. IMPa，溫度為85-120°C，時間為0. 25-3小時，然後放氣，進行固化交聯反應，反應溫度85_180°C，反應時間為0. 5-15小時。實施例11
上述實施例所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法中，將160g桐油加入減壓蒸餾裝置，在115°C下抽真空除水分，直至液面無氣泡排出，改減壓蒸餾裝置為回流裝置，加入35g順酐，升溫至160°C，並在160-170°C保溫3小時，降溫至120°C，加入42g雙馬來醯亞胺，在135-145°C保溫1小時，降溫至100°C，同時加入150g環氧樹脂、與1. 2g對苯二酚，在100-120°C保溫1小時，加入21. 5g甲苯、1. 6gFLQ固化促進劑，混合1小時，降溫至80°C，混合1小時，粘合劑固含量為90 wt%0經300目濾網過濾，出料並封存。(2)使用單一組分α -Al2O3為導熱填料，將27g未經表面處理α -Al2O3置於110°C 烘箱乾燥5小時，期間每隔1小時研磨一次，取出備用。(3)將220g固含量為90襯％的粘合劑加入分散機罐體，同時加入1.62g 3_縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷，在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，將備用的 53. 19g α -Al2O3加入罐體，在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，分散方式改為球磨，在 4000r/min的轉速下球磨2小時，同時加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調整為80wt%，繼續在4000r/min的轉速下球磨1小時，經60目濾網過濾，出料封存。(4)在試樣模具上均勻塗上真空絕緣矽脂必備固化後脫模，經預熱後灌入膠液並放入真空烘箱，將真空烘箱升溫至85°C，開始逐步提高真空度，從0. 025提高至0. IMPa，該過程大約維持0. 5-2小時，直至膠液表面氣泡排盡。之後逐步升溫，分別在110°C下處理2 分鐘，140°C下處理2分鐘，180°C下處理6小時，關閉烘箱使之自然冷卻，可得電性能試樣與導熱試樣。採用本方法製備的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，其導熱係數為0. 30 W/ πι·Κ，體積電阻率3.0X104 — · m，相對介電常數3.3Χ10_3，均明顯優於常規桐馬酸
酐-環氧型粘合劑(導熱係數為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5 X ΙΟ14。· m，
3. 8-4. OX IO-3)ο實施例12
上述實施例所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，先合成常規粘合劑。(2)使用三組分α -Α1203、ΒΝ、微孔形SiO2為導熱填料，首先使用3_氨丙基三乙氧基矽烷對BN進行表面處理，將經乾燥處理的納米二氧化矽15g，3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷0. 9g及150ml無水乙醇在60°C下攪拌並進行間歇式超聲，冷凝回流反應0.5小時後結束，將反應後的納米粉體經過無水乙醇洗滌，然後在普通烘箱中乾燥5小時後取出， 用研缽研磨後放入乾燥器中備用。將56. 80g未經表面處理0^1203、0.588微孔形5102及 3. 083g經過表面改性的BN，置於110°C烘箱乾燥2小時，期間每隔1小時研磨一次，取出備用。(3)將220g固含量為90wt%的粘合劑加入分散機罐體，同時加入3. 44g 3_縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷，在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，將備用的56. 80g α -A1203、0. 58g微孔形SiO2及3. 083g經過表面改性的BN同時加入罐體，在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，分散方式改為球磨，在4000r/min的轉速下球磨2小時，同時加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調整為80wt%，繼續在4000r/min的轉速下球磨1小時，經60 目濾網過濾，出料封存。(4)按實施例1中步驟(4)進行固化反應。採用本方法製備的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，其導熱係數為0.32 W/ !!! 1(，體積電阻率4.2\1014^ · m，相對介電常數3. IX 10_3，均明顯優於常規桐馬酸
酐-環氧型粘合劑(導熱係數為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5X IC · m,3. 8-4. OX IO-3)ο實施例13
上述實施例所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，先合成常規粘合劑，然後，進行下述步驟
使用單一組分BN為導熱填料，首先使用3-氨丙基三乙氧基矽烷對BN進行表面處理， 將經乾燥處理的納米二氧化矽30g，3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷1. 8g及300ml無水乙醇在60°C下攪拌並進行間歇式超聲，冷凝回流反應0.5小時後結束，將反應後的納米粉體經過無水乙醇洗滌，然後在普通烘箱中乾燥5小時後取出，用研缽研磨後放入乾燥器中備用。將19. 59g經表面改性的BN置於110°C烘箱乾燥2小時，期間每隔1小時研磨一次，取出備用。將220g固含量為90wt%的粘合劑與經過表面改性的19. 59gBN加入分散機罐體，， 在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，分散方式改為球磨，在4000r/min的轉速下球磨2 小時，同時加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調整為80wt%，繼續在4000r/min的轉速下球磨1小時，經60目濾網過濾，出料封存。按實施例1進行固化反應。採用本方法製備的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，其導熱係數為0.31 W/ πι·Κ，體積電阻率4.4X1014 Ω · m，相對介電常數2.8Χ10_3，均明顯優於常規桐馬酸酐-環氧型粘合劑(導熱係數為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5X IO14 Ω · m， 3. 8-4. OX IO-3)ο實施例14:
上述實施例所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，先合成常規粘合劑。使用兩組分α -Al2O3、微孔形SW2為導熱填料。將47. 87g未經表面處理α -Al2O3^ 5. 745g微孔形SiO2，置於110°C烘箱乾燥2小時，期間每隔1小時研磨一次，取出備用。將220g固含量為90wt%的粘合劑加入分散機罐體，同時加入3. 22g 3_縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷，在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，將備用的47. 87g α -Al203、5. 745g微孔型SW2同時加入罐體，在4000r/min的轉速下高速攪拌2小時，分散方式改為球磨，在4000r/min的轉速下球磨2小時，同時加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調整為80wt%，繼續在4000r/min的轉速下球磨1小時，經60目濾網過濾，出料封存。按實施例1中步驟(4)進行固化反應。採用本方法製備的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，其導熱係數為0.27W/ m· K，體積電阻率3. IXlO14 · m，相對介電常數3.2X10_3，均明顯優於常規桐馬酸酐-環氧型粘合劑(導熱係數為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5X 1014」· m，
3. 8-4. OX IO-3)ο實施例15
一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，該粘合劑採用上述的方法製備。
權利要求
1.一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是該方法包括四步 第一步合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑，第二步選擇導熱填料及高導熱粘合劑製備方法，第三步導熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，於85-180°C先後經歷抽真空，逐步升溫，恆溫固化的步驟，得到相應電氣性能導熱性能的粘合劑。
2.根據權利要求1所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是 第一步所述的合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑是將質量份數為30-35%桐油加入反應裝置中，除去桐油中的水分，加入質量份數為6-10%的順丁稀二酸酐反應生成桐油酸酐，加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺反應生成桐馬酸酐，加入質量份數為30-35%的環氧樹脂 E-44，加入質量份數為0. 01-0. 05%的對苯二酚，加入質量份數為0. 1°/Γθ. 5%的環氧固化促進劑合成桐馬酸酐-環氧型粘合劑，反應溫度為100-130°C，反應時間為0. 25-2小時、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為5-10%的丙酮作為溶劑調整固體含量。
3.根據權利要求2所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是 採用減壓蒸餾裝置除去桐油中的水分，反應溫度為80-110°C，反應時間為0. 25-0. 75小時； 加入質量份數為6-10%順丁稀二酸酐後，採用回流裝置反應，反應溫度為80-170°C，反應時間為0. 5-3小時；加入質量份數為9-14%的雙馬來醯亞胺後，反應溫度為120-150°C，反應時間為0. 15-0. 75小時。
4.根據權利要求2所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是 所述的反應溫度為100-130°C，反應時間為0. 25-2小時、再加入質量份數為5-10%的甲苯和質量份數為5-10%的丙酮作為溶劑調整固體含量變更為加入質量份數為5-10%的甲苯，在 100-130°C下與粘合劑混合均勻，混合時間為0. 1-0. 5小時，再加入質量份數為5-10%的丙酮，在50-80°C下與粘合劑混合均勻，混合時間為0. 1-0. 5小時。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是所述的第二步導熱填料中，選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份，採用溶液共混法製備高導熱粘合劑； 所述的納米三氧化二鋁細分為α相或Y相兩種晶型，所述的納米二氧化矽細為球形或微孔形，所述的微米氮化硼粉體為同種粒徑納米氮化硼或兩種不同粒徑的微米氮化硼粉體混合體，所述的納米氮化鋁為廠家改性氮化鋁或自改性氮化鋁；採用溶液共混法製備高導熱粘合劑的過程中，採用填料組份一種或幾種填充粘合劑，使用前置於110°C烘箱乾燥0. 5-5 小時，期間研磨2-3次，取出備用。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是所述的第三步導熱填料的預處理中，所述的矽烷偶聯劑選自3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份1，先將矽烷偶聯劑1一10%和合成常規粘合劑70—8096，合成常規粘合劑佔總質量的百分數充分分散，再加入未經表面處理的填料組份粉體，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中；所述的矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，再將未經表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是所述的第三步導熱填料的預處理中，所述的矽烷偶聯劑選自3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10%;將納米三氧化二鋁或納米二氧化矽或納米氮化鋁或以上兩幾種物質的混合物或以上三種物質的混合物或具有較高導熱係數的晶須作為導熱填料的填料組份2，先利用矽烷偶聯劑氮化硼填料粉體進行表面改性，再將矽烷偶聯劑與粘合劑充分分散，同時加入氮化硼填料與未經表面處理的填料組份粉體2，經過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散於粘合劑中，所述的矽烷偶聯劑的重量為填料組份1的粉體重量的 1%-10% ；所述的填料組份粉體的表面改性，反應溫度為25-150°C，超聲攪拌時間為0. 5-5小時，將矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，填料組份2的粉體與未經表面處理的填料組份2的粉體同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。
8.根據權利要求6所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法，其特徵是 所述的矽烷偶聯劑與桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑同時加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，再將未經表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進行高速攪拌，分散時間為0. 5-3小時，採用球磨分散方式，分散時間為1-6小時。
9.根據權利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法， 其特徵是所述的第四步的粘合劑的固化工藝中，首先對粘合劑進行抽真空除溶劑處理，真空度為0. 025-0. IMPa，溫度為85_120°C，時間為0. 25-3小時，然後放氣，進行固化交聯反應，反應溫度85-180°C，反應時間為0. 5-15小時。
10.一種粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑，其特徵是該粘合劑採用權利要求1-10 的方法製備。
全文摘要
粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑的製備方法。目前，我國汽輪發電機在向高壓大容量發展，而空冷發電機與傳統的水、氫冷電機相比，具有結構簡單、製造成本低、安全可靠、便於維護等許多優點，受到越來越多的用戶青睞。本發明包括四步第一步合成桐馬酸酐-環氧型常規粘合劑，第二步選擇導熱填料及高導熱粘合劑製備方法，第三步導熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，於85-180℃先後經歷抽真空，逐步升溫，恆溫固化的步驟，得到相應電氣性能導熱性能的粘合劑。本發明用於製備粉體填充型高導熱雲母帶用粘合劑。
文檔編號C09J163/00GK102337097SQ20111018289
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者劉立柱, 楊旭, 王誠, 翁凌, 趙超亮, 金鎮鎬 申請人:哈爾濱理工大學