一种高导热树脂组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高导热树脂组合物及其制备方法。目的是提供的树脂组合物具有良好电绝缘性能的高导热树脂组合物；提供的制备方法应具有工艺简单、成本较低的特点技术方案是：一种高导热树脂组合物，包括以下原料：电子级双酚A型环氧树脂、导热型树脂、固化剂、固化促进剂、高导热无机填料、偶联剂、有机溶剂。一种高导热树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：1)先将偶联剂配制成丙酮溶液，加入高导热无机填料，搅拌均匀后经脱除溶剂、烘干、研磨后制成表面处理无机填料；2)将固化剂与有机溶剂配制成溶液，依次加入电子级双酚A型环氧树脂、多官能型环氧树脂、导热型树脂、表面处理无机填料与固化促进剂，混合乳化分散，制成高导热树脂组合物。
【专利说明】
一种高导热树脂组合物及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种高导热树脂组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会和经济的快速发展，由于过度开发而导致全球面临能源短缺与全球环境 剧变的威胁，研究一种新型的具有节能功能的LED光源就成为了二十一世纪的新课题。LED 光源需要解决的最大问题是"散热"，目前LED光源主要采用具有导热性能的PCB进行散热， 常见的导热型PCB主要为具有导热性的覆铜板制成。
[0003] 导热覆铜板包括铝基覆铜板和导热型CEM-3覆铜板，铝基覆铜板具有优越的导热 性能，但是由于绝缘层很薄的缘故，其电绝缘性能相比导热型CEM-3覆铜板有很大差距，尤 其是灯条板线路和板材边缘的距离比较近，电绝缘性能很难保证;一般的导热型CEM-3电绝 缘性能虽然好于铝基覆铜板，但电绝缘性能同样有待提高。
[0004] 中国专利CN 101848604 B公开了一种采用环氧树脂、含氮酚醛树脂、氧化铝、氮化 硼、氮化铝等材料制备导热胶水，浸渍玻璃纤维布/毡，烘干成半固化片，经热压制成具有导 热性的CEM-3覆铜板。专利CN 102205675 A公开了一种采用环氧树脂、苯酚酚醛树脂、二氨 基二苯砜、氧化铝等材料制备导热胶水，浸渍玻璃纤维布/毡烘干成半固化片，经热压制成 具有导热性的CEM-3覆铜板。专利CN 105172262 A公开了一种采用环氧树脂、双氰胺、氧化 铝等、碳化硅、石墨烯表面改性氮化硼和氮化铝等材料制备导热胶水，浸渍玻璃纤维布/毡 烘干成半固化片，经热压制成具有导热性的CEM-3覆铜板。专利CN 105269916 A公开了一种 采用环氧树脂、增韧剂B、双氰胺、苯胺类固化剂、氧化铝等等材料制备导热胶水，浸渍玻璃 纤维布/毡烘干成半固化片，经热压制成具有导热性的CEM-3覆铜板。专利CN 104669710 A 公开了一种采用树脂胶液制备导热胶水，浸渍玻璃纤维布烘干成半固化片，夹杂高分子石 墨膜经热压制成具有导热性的CEM-3覆铜板。这些技术均未能有效提升导热覆铜板的电绝 缘性能，因此需要进一步改进。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服上述【背景技术】中的不足，提供一种具有良好电绝缘性能的高 导热树脂组合物，以应用于导热覆铜板。
[0006] 本发明还提供一种高导热树脂组合物的制备方法，该制备方法应具有工艺简单、 成本较低的特点。
[0007] 本发明的技术方案是：
[0008] -种高导热树脂组合物，包括以下重量份的原料：
[0009] 80-90份的电子级双酚A型环氧树脂、10-20份的导热型树脂、0.5-30份的固化剂、 0.05-0.15份的固化促进剂、100-300份的高导热无机填料、0.5-3份的偶联剂、50-100份的 有机溶剂。
[0010] 所述电子级双酚A型环氧树脂包括环氧当量介于350-500eq/100g且溴含量介于 16-50%的溴化双酸A型环氧树脂;环氧当量介于190-1000eq/100g的双酸A型环氧树脂;环 氧当量介于180-300eq/100g的多官能型环氧树脂中的一种或两种以上的混合物。
[0011]所述导热型树脂为具有联苯结构的低分子聚合物，包括联苯型环氧树脂或联苯型 酚醛树脂。
[0012] 所述固化剂为潜伏性固化剂、芳香胺类固化剂、线型合成树脂固化剂、双酚A型酚 醛树脂中的一种或两种以上的混合物。
[0013] 所述潜伏性固化剂为双氰胺;所述芳香胺类固化剂为二氨基二苯砜、二氨基二苯 醚、3，3'_二氯_4,4'_二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基甲烷中的一种或两种以上的混合 物;所述线型合成树脂固化剂为羟基当量介于90-110eq/100g的苯酚型酚醛树脂;所述双酚 A型酚醛树脂的羟基当量介于90-120eq/100g。
[0014] 所述固化促进剂为咪唑类，包括2-甲基咪唑，2-苯基咪唑或2-乙基-4-甲基咪唑中 的一种或两种以上的混合物。
[0015] 所述高导热无机填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁中的一种或两种 以上的混合物，平均粒径为0.1-1〇〇μπι。
[0016] 所述偶联剂为硅烷类偶联剂，包括ΚΗ-550或ΚΗ-560。
[0017] 所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙酮、丁 酮中的至少一种。
[0018] -种高导热树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0019] 1)先将偶联剂配制成2%浓度的丙酮溶液，然后加入高导热无机填料，搅拌均匀后 经脱除溶剂、烘干、研磨后制成表面处理无机填料；
[0020] 2)将固化剂与有机溶剂配制成25 %浓度的溶液，依次加入电子级双酚Α型环氧树 月旨、多官能型环氧树脂、导热型树脂、表面处理无机填料与固化促进剂，混合乳化分散6-10 小时，制成高导热树脂组合物。
[0021] 所述步骤1)中的有机溶剂是丙酮或丁酮。
[0022] 所述步骤2)中的有机溶剂是：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚、丙二醇 甲醚、丙酮、丁酮中的至少一种。
[0023]本发明的有益效果是：
[0024]采用高导热树脂组合物制成的导热型CEM-3覆铜板，不仅具有良好的导热性能（导 热系数达到1.5W/m · K)，而且显著提升了电绝缘性能(击穿电压达到53-60KV)，有效保证了 LED产品的安全性并且延长了使用寿命;同时该高导热树脂组合物的生产工艺简单、生产成 本较低。
【具体实施方式】 [0025] 本发明中：
[0026] 1)环氧当量介于350-500eq/100g且溴含量介于16-50%的溴化双酸A型环氧树脂：
[0027] 产品型号BEB 530A80、BEB 400A70,生产商为长春人造树脂厂股份有限公司 (Chang Chun Plastics Co.LtcL);产品型号NPEB-450A80、NPEB-400A80,生产商为南亚塑 胶工业股份有限公司（NAN YA PLASTICS CORPORATION);
[0028] 2)环氧当量介于190-1000eq/100g的双酸A型环氧树脂：
[0029] 产品型号M-50UBE-504,生产商为长春人造树脂厂股份有限公司；产品型号 NPSN-901K80、NPES904，生产商为南亚塑胶工业股份有限公司；
[0030] 3)环氧当量介于180-300eq/100g的多官能型环氧树脂：
[0031] 产品型号BNE200、CNE200,生产商为长春人造树脂厂股份有限公司；
[0032] 4)联苯型环氧树脂：
[0033] 产品型号SE-350,生产商为信A科技(SHIN-A T&C);
[0034] 5)联苯型酚醛树脂：
[0035] 产品型号7851M，生产商为明和化成株式会社（MEIWA PLASTIC INDUSTRIES, LTD.)；
[0036] 6)羟基当量介于90-110eq/100g的苯酚型酚醛树脂：
[0037] 产品型号PN-8110,生产商为长春人造树脂厂股份有限公司；
[0038] 产品型号PF-8020,生产商为圣泉集团（SQ GROUP);
[0039] 7)羟基当量介于90-120eq/100g的双酸A型酚醛树脂：
[0040] 产品型号BN-120,生产商为长春人造树脂厂股份有限公司；
[0041 ] 产品型号SH-2120,生产商为圣泉集团。
[0042]以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。 [0043] 实施例一
[0044] -种高导热树脂组合物，包括以下重量份的原料：
[0045] 60份的溴化双酚A型环氧树脂BEB 530A80、10份的双酚A型环氧树脂BE-50U20份 的多官能环氧树脂BNE200、20份的联苯型环氧树脂SE-350、0.5份的双氰胺、25份的二氨基 二苯醚、20份的苯酚型酚醛树脂ΡΝ-81ΠΚ0.1份的2-甲基咪唑、280份的氧化铝、3份的KH- 560、60份的丙二醇甲醚、40份的丁酮。
[0046] 实施例二
[0047] -种高导热树脂组合物，包括以下重量份的原料：
[0048] 60份的溴化双酚A型环氧树脂BEB 400A70、20份的双酚A型环氧树脂BE-504、20份 的多官能环氧树脂CNE200、20份的联苯型酚醛树脂7851M、0.5份的双氰胺、25份的二氨基二 苯醚、0.1份的2-甲基咪唑、280份的氮化铝、3份的KH-550、60份的丙二醇甲醚、40份的甲乙 酮。
[0049] 实施例三
[0050] -种高导热树脂组合物，包括以下重量份的原料：
[0051 ] 50份的溴化双酚A型环氧树脂NPEB-450A80、10份的双酚A型环氧树脂NPSN- 901K80、20份的多官能环氧树脂CNE200、10份的联苯型环氧树脂SE-350、0.5份的双氰胺、25 份的二氨基二苯砜、20份的苯酚型酚醛树脂PN-81KK0.2份的2-苯基咪唑、280份的氮化硼、 3份的KH-560、60份的丙二醇甲醚、40份的甲乙酮。
[0052]实施例四
[0053] -种高导热树脂组合物，包括以下重量份的原料：
[0054] 60份的溴化双酚A型环氧树脂NPEB-400A80、10份的双酚A型环氧树脂NPES904、20 份的多官能环氧树脂CNE200、20份的联苯型环氧树脂SE-350、0.5份的双氰胺、40份的苯酚 型酚醛树脂PF-8020、0.3份的2-乙基-4-甲基咪唑、100份的氧化镁、100份的氧化铝、1份的 KH-560、80份的丙酮。
[0055] 比较例
[0056] 普通非导热CEM-3覆铜箱层压板是由FR-4玻璃布半固化片作为贴面和玻璃毡半固 化片作为夹芯组合经热压而成，其中夹芯半固化片树脂组合物，包括以下重量份的原料： [0057] 80份的溴化环氧树脂、10份的双酸A环氧树脂、10份的多官能环氧树脂、4份的双氰 胺、70份的氢氧化铝、30份的氢氧化镁、1份的KH-560、0.1份的2-甲基咪唑、30份的二甲基甲 酰胺。
[0058]制备高导热树脂组合物
[0059] 1)先将偶联剂配制成2%浓度的丙酮溶液，然后加入高导热无机填料，搅拌均匀后 经脱除溶剂、烘干、研磨后制成表面处理无机填料；
[0060] 2)将固化剂与有机溶剂配制成25 %浓度的溶液，依次加入电子级双酚A型环氧树 月旨、多官能型环氧树脂、导热型树脂、表面处理无机填料与固化促进剂，混合乳化分散6-10 小时，制成高导热树脂组合物。
[0061] 制作覆铜箱层压板
[0062] 1)将配制好的高导热树脂组合物涂覆在电子级玻璃布(7628电子级玻璃纤维布） 和玻璃毡上(75电子级玻璃毡），在150-170°C烤箱中烘烤3-5分钟，制成玻璃布半固化片与 玻璃毡半固化片；
[0063] 2)在玻璃布半固化片的两面各贴敷一张玻璃布半固化片，然后在其中一张玻璃布 半固化片上贴敷一张电解铜箱；
[0064] 3)将上述配好的坯料送入真空热压机中，在60-210°C温度、6-80kgf/cm2压力和 lOmmHg真空度下热压2-3小时，即制成导热型CEM-3覆铜板。
[0065] 采用高导热树脂组合物制得的铜箱层压板与普通CEM-3覆铜箱层压板相比较，导 热性有显著提高。主要测试结果如下表所示：
[0066]
[0067]除特别标明外，本发明中所有成分的比例及含量均以重量计。
【主权项】
1. 一种高导热树脂组合物，包括以下重量份的原料： 80-90份的电子级双酚A型环氧树脂、10-20份的导热型树脂、0.5-30份的固化剂、0. Οδ-Ο. 15 份的固化促进剂、 100-300 份的高导热无机填料、 0.5-3 份的偶联剂、 50-100 份的有机溶 剂； 所述电子级双酚Α型环氧树脂为环氧当量介于350-500eq/100g且溴含量介于16-50% 的溴化双酸A型环氧树脂、环氧当量介于190-1000eq/100g的双酸A型环氧树脂、环氧当量介 于180-300e q/100g的多官能型环氧树脂中的一种或两种以上的混合物； 所述导热型树脂为具有联苯结构的低分子聚合物，包括联苯型环氧树脂或联苯型酚醛 树脂； 所述固化剂为潜伏性固化剂、芳香胺类固化剂、线型合成树脂固化剂、双酚A型酚醛树 脂中的一种或两种以上的混合物。2. 根据权利要求1所述的高导热树脂组合物，其特征在于：所述潜伏性固化剂为双氰 胺;所述芳香胺类固化剂为二氨基二苯砜、二氨基二苯醚、3，3 二氯-4，4 二氨基二苯基 甲烷或二氨基二苯基甲烷中的一种或两种以上的混合物;所述线型合成树脂固化剂为羟基 当量介于90-110eq/100g的苯酚型酚醛树脂;所述双酚A型酚醛树脂的羟基当量介于90- 120eq/100g〇3. 根据权利要求1所述的高导热树脂组合物，其特征在于:所述固化促进剂为咪唑类， 为2-甲基咪唑，2-苯基咪唑或2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或两种以上的混合物。4. 根据权利要求1所述的高导热树脂组合物，其特征在于:所述高导热无机填料为氧化 铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁中的一种或两种以上的混合物，平均粒径为〇.1-1〇〇μπι。5. 根据权利要求1所述的高导热树脂组合物，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联 齐丨J，包括ΚΗ-550或ΚΗ-560。6. 根据权利要求1所述的高导热树脂组合物，其特征在于:所述有机溶剂为二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙酮或丁酮中的至少一种。7. 权利要求1所述的高导热树脂组合物的制备方法，包括以下步骤： 1) 先将偶联剂配制成2%浓度的丙酮溶液，然后加入高导热无机填料，搅拌均匀后经脱 除溶剂、烘干、研磨后制成表面处理无机填料； 2) 将固化剂与有机溶剂配制成25%浓度的溶液，依次加入电子级双酚Α型环氧树脂、多 官能型环氧树脂、导热型树脂、表面处理无机填料与固化促进剂，混合乳化分散6-10小时， 制成高导热树脂组合物。8. 根据权利要求7所述的高导热树脂组合物，其特征在于:所述步骤1)中的有机溶剂是 丙酮或丁酮。9. 根据权利要求7所述的高导热树脂组合物，其特征在于：所述步骤2)中的有机溶剂 是:二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙酮、丁酮中的至少一种。
【文档编号】C08K9/06GK105838028SQ201610179701
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】叶致远, 潘跃武, 李强利
【申请人】金安国纪科技（杭州）有限公司