一種導熱膠及其製備方法
2023-11-11 13:10:47
一種導熱膠及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種導熱膠，原料以質量百分數計包含以下組分：改性丙烯酸樹脂25～60％、導熱粒子35～50％、固化引發劑1～5％、抗氧劑0～5％、觸變劑0～5％以及儲存穩定劑0～5％。本發明的導熱膠既可以作為單組分導熱膠使用，也可以與另外的固化促進劑配合使用(兩者合為雙組份導熱膠)，固化後的剪切強度高，固化速度快。本發明還提供了一種導熱膠的製備方法，包括製備第一混合物、製備第二混合物以及真空去泡處理等步驟，工藝簡單。
【專利說明】一種導熱膠及其製備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明公開了一種導熱膠及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著二十一世紀電子科技的蓬勃發展，各類電子元器件的熱密度越來越高，散熱問題也就成為電子產品設計中至關重要的考慮因素。
[0003]各類熱源發生器與散熱器之間通過導熱膠黏劑進行導熱連接，例如半導體、電源電氣、白色家電及LED等等行業的散熱設計大多都是這樣。
[0004]目前市場上存在單組分以及雙組分導熱膠，單組分溼氣固化有機矽類導熱膠固化慢(完全固化需要3-7天的時間)，無法滿足目前工業生產的高速化和多變化要求，另外，固化後的剪切強度(也稱粘接強度)較弱，尤其對某些極性基材表面，譬如金屬、陶瓷、玻璃等等；雙組分導熱膠的固化速度也較慢，並且使用時將兩個組分現場配合使用，一方面，對兩個組分的配比要求比較嚴格，另一方面需要將兩個組分進行充分攪拌均勻，否則可能因為配比不當或攪拌不均勻導致固化不完全甚至是無法固化的風險。
[0005]因此，開發一種能夠快速完全固化且方便使用的導熱膠成為本領域急需解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種導熱膠，既可以作為單組分導熱膠使用，也可以與另外的固化促進劑配合使用(兩者合為雙組份導熱膠)，固化後的剪切強度高，固化速度快。
[0007]為了達到以上技術效果，本發明的技術方案如下:
一種導熱膠，原料以質量百分數計包含以下組分:
改性丙烯酸樹脂25~60% ;
導熱粒子35~50% ;
固化引發劑I~5% ;
抗氧劑O~5% ;
觸變劑O~5% ；
儲存穩定劑O~5%。
[0008]優選的，原料以質量百分數計包含以下組分:
改性丙烯酸樹脂40% ；
導熱粒子48% ；
固化引發劑5% ；
抗氧劑1% ;
觸變劑3% ；
儲存穩定劑3%。
[0009]優選的，所述改性丙烯酸樹脂為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、1，3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200) 二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400) 二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫呋喃酯、丙烯酸四氫呋喃酯以及甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或幾種。
[0010]優選的，所述導熱粒子為粒徑範圍均為0.5~50um的氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氮化鋁粒子、氮化硼粒子、氧化鈹粒子或石墨粒子中一種或幾種。
[0011]優選的，所述固化引發劑為過氧化苯甲醯、過氧化苯甲醯叔丁酯、過氧化苯甲醯叔戊酯、過氧化2-乙基己基酸叔丁酯、過氧化醋酸叔丁酯、過氧化氫異丙苯、過氧化叔丁基、過氧化二異丙苯中的一種或幾種。
[0012]優選的，所述抗氧劑為2，2』-亞甲基-二 - (4-甲基，6-叔丁基苯酚)、β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)中的一種或幾種。
[0013]優選的，所述觸變劑為聚乙烯、聚丙烯臘、氣相矽R720、氣相矽R805、氣相矽R202中的一種或幾種。
[0014]優選的，所述儲存穩定劑為對苯二酚、叔丁基對苯二酚、2，6_ 二叔丁基對甲酚、對苯醌中的一種或幾種。
[0015]應用本發明的技術方案，具有以下技術效果:
(I)本發明導熱膠與現有的單組分導熱膠相比，能夠適用於極性基材表面，譬如金屬、陶瓷以及玻璃等等，固化後的剪切強度高，固化速度快。
[0016](2)本發明導熱膠與現有的雙組分導熱膠相比，一方面，固化速度快、剪切強度高；另一方面，無配比不當或攪拌不均勻導致固化不完全甚至是無法固化的風險，同時導熱膠與固化促進劑無需攪拌混合，節省了攪拌這一工序，節約了時間成本，並且防止了攪拌過程中引入其他雜質的質量隱患；本發明的導熱膠用於雙組份中時採用的固化促進劑可可選用正丁醛苯胺縮合物(例如市售的Vanax 808ΗΡ)、乙醯丙酮銅鹽溶液等。
[0017](3)本發明的導熱膠不含任何揮發性溶劑，是完全環境友好型產品，並且能夠提供非常優秀的界面潤溼能力，可以用於各類熱源發生器與散熱器之間的導熱連接，可以廣泛應用於半導體，電源電氣，白色家電及LED等等行業的導熱連接設計。
[0018]本發明還公開了一種導熱膠的製備方法，包括以下步驟:
(1)按照比例將改性丙烯酸樹脂、導熱粒子、抗氧劑以及觸變劑加入攪拌設備攪拌均勻，得到第一混合物；
(2)將第一混合物研磨至均勻流動連續的膏狀物；
(3)將(2)中的膏狀物中加入固化引發劑以及儲存穩定劑，攪拌均勻得到第二混合物；
(4)將第二混合物進行真空去泡處理，得到導熱膠產品。
[0019]優選的，所述步驟(1)中的攪拌設備為攪拌釜，攪拌時間為60min ;所述步驟(2)中研磨為經三輥研磨機研磨5遍至均勻流動連續；所述步驟(3)中真空去泡處理為邊攪拌邊抽真空，脫氣15min，攪拌均勻且沒有氣泡。
[0020]本發明方法工藝步驟簡單，所得的產品具有固化後的剪切強度高以及固化速度快的特點。
【具體實施方式】
[0021] 下面將結合具體實施例來詳細說明本發明的技術方案，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明的技術方案，但並不作為對本發明的限定。
一種導熱膠，原料以質量百分數計包含以下組分:
改性丙烯酸樹脂40% ；
導熱粒子48% ；
固化引發劑5% ；
抗氧劑1% ;
觸變劑3% ；
儲存穩定劑3% ；
所述改性丙烯酸樹脂為甲基丙烯酸四氫呋喃酯，所述導熱粒子為粒徑範圍為3~5um的氧化鋁粒子，所述固化引發劑為過氧化苯甲醯叔丁酯，所述抗氧劑為2，2』 -亞甲基-二-(4-甲基，6-叔丁基苯酚)，所述觸變劑為氣相矽R720，所述儲存穩定劑為2，6- 二叔丁基對甲酚。
[0022]本發明導熱膠的製備方法如下:
步驟一:稱取400g改性丙烯酸樹脂、480g導熱粒子、50g固化引發劑、1g抗氧劑、30g觸變劑以及30g儲存穩定劑，按照比例將改性丙烯酸樹脂、導熱粒子、抗氧劑以及觸變劑加入攪拌釜中攪拌60min，使其達到攪拌均勻，得到第一混合物；
步驟二:將第一混合物倒入三輥研磨機中研磨3遍直至第一混合物變成完全均勻流動連續的膏狀物；
步驟三:將步驟二中的膏狀物倒入雙行星攪拌釜中攪拌，加入固化引發劑以及儲存穩定劑，攪拌均勻得到第二混合物；
步驟四:將第二混合物進行真空去泡處理，即邊攪拌邊抽真空，脫氣15min，攪拌均勻且沒有氣泡，得到本發明的導熱膠產品。
[0023]應用本發明的技術方案，具有以下技術效果:
(I)本發明導熱膠與現有的單組分導熱膠相比，能夠適用於極性基材表面，譬如金屬、陶瓷以及玻璃等等，固化後的剪切強度高，固化速度快。
[0024](2)本發明導熱膠與現有的雙組分導熱膠相比，一方面，固化速度快、剪切強度高；另一方面，無配比不當或攪拌不均勻導致固化不完全甚至是無法固化的風險，同時導熱膠與固化促進劑無需攪拌混合，節省了攪拌這一工序，節約了時間成本，並且防止了攪拌過程中引入其他雜質的質量隱患。
[0025]( 3 )本發明的導熱膠不含任何揮發性溶劑，是完全環境友好型產品，並且能夠提供非常優秀的界面潤溼能力，可以用於各類熱源發生器與散熱器之間的導熱連接，可以廣泛應用於半導體，電源電氣，白色家電及LED等等行業的導熱連接設計。
【權利要求】
1.一種導熱膠，其特徵在於:原料以質量百分數計包含以下組分: 改性丙烯酸樹脂25~60% ; 導熱粒子35~50% ; 固化引發劑I~5% ; 抗氧劑O~5% ; 觸變劑O~5% ； 儲存穩定劑O~5%。
2.根據權利要求1所述的導熱膠，其特徵在於:原料以質量百分數計包含以下組分: 改性丙烯酸樹脂40% ； 導熱粒子48% ； 固化引發劑5% ； 抗氧劑1% ; 觸變劑3% ； 儲存穩定劑3%。
3.根據權利要求1或2所述的導熱膠，其特徵在於:所述改性丙烯酸樹脂為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、1，3_ 丁二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200) 二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400) 二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫呋喃酯、丙烯酸四氫呋喃酯以及甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或幾種。
4.根據權利要求1或2所述的導熱膠，其特徵在於:所述導熱粒子為粒徑範圍均為0.5~50um的氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氮化鋁粒子、氮化硼粒子、氧化鈹粒子或石墨粒子中一種或幾種。
5.根據權利要求1或2所述的導熱膠，其特徵在於:所述固化引發劑為過氧化苯甲醯、過氧化苯甲醯叔丁酯、過氧化苯甲醯叔戊酯、過氧化2-乙基己基酸叔丁酯、過氧化醋酸叔丁酯、過氧化氫異丙苯、過氧化叔丁基、過氧化二異丙苯中的一種或幾種。
6.根據權利要求1或2所述的導熱膠，其特徵在於:所述抗氧劑為2，2』-亞甲基-二 - (4-甲基，6-叔丁基苯酚)、β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)中的一種或幾種。
7.根據權利要求1或2所述的導熱膠，其特徵在於:所述觸變劑為聚乙烯、聚丙烯臘、氣相娃R720、氣相娃R805、氣相娃R202中的一種或幾種。
8.根據權利要求1或2所述的導熱膠，其特徵在於:所述儲存穩定劑為對苯二酚、叔丁基對苯二酚、2，6-二叔丁基對甲酚、對苯醌中的一種或幾種。
9.一種如權利要求1-8任意一項所述導熱膠的製備方法，其特徵在於:包括以下步驟: (1)按照比例將改性丙烯酸樹脂、導熱粒子、抗氧劑以及觸變劑加入攪拌設備攪拌均勻，得到第一混合物； (2)將第一混合物研磨至均勻流動連續的膏狀物； (3)將(2)中的膏狀物中加入固化引發劑以及儲存穩定劑，攪拌均勻得到第二混合物； (4)將第二混合物進行真空去泡處理，得到導熱膠產品。
10.根據權利要求9所述的導熱膠的製備方法，其特徵在於:所述步驟(1)中的攪拌設備為攪拌釜，攪拌時間為60min ;所述步驟(2)中研磨為經三輥研磨機研磨5遍至均勻流動連續；所述步驟( 3)中真空去泡處理為邊攪拌邊抽真空，脫氣15min，攪拌均勻且沒有氣泡。
【文檔編號】C09J133/00GK104073193SQ201310100500
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月27日 優先權日:2013年3月27日
【發明者】王鐵如, 傅仁利, 湯曉琳 申請人:南京喜力特膠粘劑有限公司