[发明专利]一种低比重复合导热绝缘胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种低比重复合导热绝缘胶及其制备方法。

背景技术

环氧树脂绝缘胶具有良好的物理化学性能,它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，良好的电气绝缘性能，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对大部分溶剂稳定，因而广泛应用于PCB电路板、航天航空、汽车生产加工以及新能源电池灌封领域。随着电子工业的高速发展，电子元器件和电子设备越来越向轻、薄、小的方向发展，如此势必造成其内部器件结构工作时产生的热量不容易散发在环境中，从而造成电子元器件温度升高，影响其稳定性。这就要求用于灌封、粘接等用途的环氧树脂绝缘胶具备良好的散热能力，使得电子设备产生的热量能够快速地传递出去，进而使设备的温度保持在一定的范围内。同时，环氧树脂极易点燃，为了避免火灾，还要求环氧绝缘胶具有阻燃性。而普通的环氧树脂绝缘胶在应用中存在以下不足：一是热导率低，只有0.2W/(m·K)左右；二是阻燃性能差，易燃烧，燃烧会产生熔滴，并伴随大量黑烟，对环境造成不利影响。如何有效地同时提高环氧树脂的导热性能以及阻燃性能，是目前研究的热点之一。

目前，国内外有较多公司均参与生产或研发导热绝缘胶，如美国的道康宁、迈图，日本信越等公司，国内的深圳市跨越电子有限公司以及东莞市盛恩电子科技有限公司等。然而，同国外生产的导热绝缘胶产品相比，国产导热绝缘胶不但价格昂贵，而且其导热性及其他理化性能均较低。因此研制性能与国外同类产品相当、同时兼具优异的阻燃性能的导热绝缘胶具有重要现实意义。

通过在聚合物中填充高导热系数的填料是研制导热绝缘胶常用的一种方法。现有技术主要通过添加氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅等填料，并通过硅烷偶联剂或者其他超支化改性剂对填料进行表面改性，使填料与环氧树脂基体混合均匀，提高填料在基体中的分散性，降低填料与基体之间的热阻。但是上述无机填料一般需要较大的填加量(一般在50％左右)才能达到高的导热系数，而填加量过大又会影响到环氧树脂的粘接性能，可加工性大大降低。同时大量加入的无机填料相对环氧树脂密度较大，加入后容易沉降，同时固化后的环氧树脂均因比重增大限制了其应用。因此，亟待研发一种导热系数高、机械性能好、绝缘性能优异与低比重的复合导热绝缘胶。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种低比重高导热复合绝缘胶，本申请提供的复合导热绝缘胶具有导热系数高、机械加工性能良好、绝缘性能优异和低比重的优点。

有鉴于此，本申请提供了一种低比重复合导热绝缘胶，由填料、偶联剂、环氧树脂与固化剂制备得到，所述填料包括类石墨状氮化碳。

优选的，所述填料还包括BN和Al₂O₃中的一种或两种。

优选的，所述偶联剂为所述填料的5wt％～10wt％，所述填料的含量不超过所述复合导热绝缘胶的50wt％。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

优选的，所述填料为类石墨状氮化碳、BN与Al₂O₃时，所述类石墨状氮化碳与BN的质量比为1:1，所述类石墨状氮化碳与Al₂O₃的质量比为1:1。

优选的，所述固化剂为乙二胺。

本申请还提供了所述的低比重复合导热绝缘胶的制备方法，包括：

将填料、偶联剂与环氧树脂混合后再加入固化剂进行固化，得到低比重复合导热绝缘胶。

优选的，制备复合导热绝缘胶的过程具体为：

将填料与溶剂混合，再加入偶联剂进行超声，密封后烘干，得到改性填料；

将所述改性填料与环氧树脂超声混合，经过三辊研磨后与固化剂混合加热固化，得到低比重复合导热绝缘胶。

优选的，所述溶剂为体积比为(1～10):1的乙醇与蒸馏水的混合溶液；所述填料与所述溶剂的体积比为1：(5～10)。

优选的，所述固化的条件为45～60℃真空干燥固化12～48h。