一种导热绝缘粘结胶及其制备方法与流程

本发明涉及高分子复合材料，具体涉及一种导热绝缘粘结胶及其制备方法。

背景技术：

1、在粘合剂工业中，电子元器件和逻辑电路的体积趋向小型化，工作频率却急剧增加，此时电子设备所产生的热量迅速积累，在使用环境温度下，为保证电子元器件长时间高可靠性的正常工作，对于起粘结作用的胶粘剂的导热、绝缘性能提出了越来越高的要求。

2、环氧类胶黏剂主要是由环氧树脂和固化剂两大部份组成。为了改善某些性能，满足不同用途还可以加入增韧剂、稀释剂、偶联剂等辅助材料。由于环氧胶黏剂的粘结强度高、通用性强，在电子元器件制造中广泛使用。环氧树脂具有粘接性能好、绝缘性能好、化学稳定性好、使用温度范围广、加工成型好，在各个领域得到广泛应用。但未经改性的环氧树脂固化后，交联密度大，呈现网状结构，导致主链运动困难，存在着质脆、内应力大、耐热性、耐疲劳性、耐冲击性差等问题，导致很难满足工程要求，使其应用受到一定的限制。

3、因此需要一种具有良好导热绝缘性能的绝缘粘结胶，以保证电子元器件长时间高可靠性的正常工作。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种导热绝缘粘结胶及其制备方法，以解决现有技术中由于未改性的环氧树脂质脆、内应力大、耐热性、耐疲劳性、耐冲击性差等不足等问题而导致的不能保证电子元器件长时间高频率工作的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、根据本发明提供的一种导热绝缘粘结胶，包括主料和辅助填料：

4、所述主料包括以下重量份的组分：聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂40-50份、氢化丁晴橡胶1.5-2.5份、聚酰亚胺14-20份、固化剂40-60份、增塑剂20-40份、溶剂1-4份、碳纳米管2-5份、木质素磺酸钠6-14份和二甲基亚砜1.3-4份；

5、所述辅助填料包括以下重量份的组分：氧化镁50-70份、氧化硅10-16份、氮化铝10-18份和偶联剂3-7份。

6、进一步地，所述主料包括以下重量份的组分：聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂40-45份、氢化丁晴橡胶1.8-2.5份、聚酰亚胺14-18份、固化剂44-60份、增塑剂25-40份、溶剂2-4份、碳纳米管2-4份、木质素磺酸钠8-14份和二甲基亚砜1.3-3.5份；

7、所述辅助填料包括以下重量份的组分：氧化镁56-70份、氧化硅12-16份、氮化铝12-18份和偶联剂5-7份。

8、进一步地，所述聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂，其包括以下组分：环氧树脂、四羧酸二酐、二胺和二羧酸或其衍生物的反应产物。

9、进一步地，所述聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂，是由环氧树脂30-60份、芳族二胺单体20-30份、环丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐10-20份和芳族二羰基单体8-15份组成。

10、进一步地，所述氧化镁、氧化硅和氮化铝与偶联剂的粒径为1.3～2.6μm。

11、进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、环氧硬脂酸辛酯或己二酸二辛酯中的任意一种。

12、进一步地，所述固化剂为聚酰胺固化剂。

13、根据本发明的第二方面提供的一种导热绝缘粘结胶的制备方法，包括如下步骤：

14、s1.按重量份计，取氧化镁56～70份、氮化铝12～18份、氧化硅12～16份、偶联剂5～7份，加入丁酮，一起投入球磨机研磨，获得研磨后的辅助填料；

15、s2.将所述研磨后的辅助填料转入超声波分散器，再按重量份计，依次加入聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂40-50份、s1所得的辅助填料30-40、氢化丁晴橡胶1.8-2.5份、聚酰亚胺14-18份、固化剂44-60份、增塑剂25-40份、溶剂2-4份、碳纳米管2-4份、木质素磺酸钠8-14份和二甲基亚砜1.3-3.5份混合均匀，获得混合浆料；

16、s3.将所述混合浆料进行除铁及过滤，获得导热绝缘粘结胶。

17、进一步地，s2中聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂的制备步骤为：

18、(1)将44-45份环氧树脂加入到反应釜中，并持续通入氮气，加热至60℃，搅拌溶解后得到第一反应液；

19、(2)在第一反应液中加入芳族二胺单体、环丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐和芳族二羰基单体，继续搅拌反应1-2h，再加热到100℃蒸馏去除水分，加热至118℃，静置沉淀，真空抽滤，滤饼洗涤，干燥，得到聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂。

20、进一步地，所述丁酮的质量为1～3.5倍氧化镁、氧化硅、氮化铝与偶联剂的总质量。

21、本发明具有如下优点：

22、1.本申请的聚酰亚胺酰胺共聚物是一种高温稳定的聚合物，能够在高温下保持稳定性，因此将其作为改性剂加入环氧树脂中制备的聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂，可以提高环氧树脂的热稳定性，使其能够在高温环境下使用，提高所制备粘结胶的导热性。

23、2.本申请中氧化镁、氧化硅或氮化铝作为辅助填料加入到聚合物基体中，可以形成导电性较好的复合材料。这些填料具有高硬度、高热稳定性和耐腐蚀性等特点，可以显著提高复合材料的导热性和耐久性。

技术特征：

1.一种导热绝缘粘结胶，其特征在于，包括主料和辅助填料：

2.根据权利要求1所述的导热绝缘粘结胶，其特征在于，所述主料包括以下重量份的组分：聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂40-45份、氢化丁晴橡胶1.8-2.5份、聚酰亚胺14-18份、固化剂44-60份、增塑剂25-40份、溶剂2-4份、碳纳米管2-4份、木质素磺酸钠8-14份和二甲基亚砜1.3-3.5份；

3.根据权利要求1所述的导热绝缘粘结胶，其特征在于，所述聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂，其包括以下组分：环氧树脂、四羧酸二酐、二胺和二羧酸或其衍生物的反应产物。

4.根据权利要求3所述的导热绝缘粘结胶，其特征在于，所述聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂，是由环氧树脂30-60份、芳族二胺单体20-30份、环丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐10-20份和芳族二羰基单体8-15份组成。

5.根据权利要求1或2所述的导热绝缘粘结胶，其特征在于，所述氧化镁、氧化硅和氮化铝与偶联剂的粒径为1.3～2.6μm。

6.根据权利要求1或2所述的导热绝缘粘结胶，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、环氧硬脂酸辛酯或己二酸二辛酯中的任意一种。

7.根据权利要求1或2所述的导热绝缘粘结胶，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺固化剂。

8.一种导热绝缘粘结胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的导热绝缘粘结胶的制备方法，其特征在于，s2中聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂的制备步骤为：

10.如权利要求8所述的导热绝缘粘结胶的制备方法，其特征在于，所述丁酮的质量为1～3.5倍氧化镁、氧化硅、氮化铝与偶联剂的总质量。

技术总结
本发明公开了一种导热绝缘粘结胶及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域，包括主料和辅助填料；主料包括以下重量份的组分:聚酰亚胺酰胺共聚物改性环氧树脂40‑50份、辅助填料20‑40份、氢化丁晴橡胶1.5‑2.5份、聚酰亚胺14‑20份、固化剂40‑60份、增塑剂20‑40份、溶剂1‑4份、碳纳米管2‑5份、木质素磺酸钠6‑14份和二甲基亚砜1.3‑4份；辅助填料包括以下重量份的组分：氧化镁50‑70份、氧化硅10‑16份、氮化铝10‑18份和偶联剂3‑7份。解决了现有技术中由于环氧树脂未改性而存在胶合强度较差、导热性能不足等问题，在保证环氧树脂绝缘性的同时具有显著提高粘结胶的导热性和胶合强度的优势。

技术研发人员：廖平湘
受保护的技术使用者：湖南省和祥润新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13