[发明专利]一种导热结构胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导热结构胶及其制备方法，其原料组分(质量份)包括：端异氰酸酯基聚氨酯预聚体10～50份，γ‑氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)1.2～6份，硅烷改性聚醚(MS)50～90份，导热填料100～1500份，阻燃填料50～200份，硅烷偶联剂1～10份，催化剂0.2～1份，增塑剂0～15份，抗氧剂0.2～0.5份，光稳定剂0.2～0.5份。本发明的导热结构胶具有良好的粘接强度、韧性，优异的导热、阻燃性能，可室温固化，耐候耐久性优异等特点，可应用于电子工业、新能源汽车工业及飞机制造工业等领域。

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种导热结构胶及其制备方法。

背景技术

导热结构胶粘剂是一种兼具粘接强度和导热性能的功能性胶黏剂，用于粘接体积较大的导热部件或被粘接的导热部件在工作环境中承力的情况。它是在传统的结构胶粘剂的基础上，通过加入导热粉体填料而获得导热功能的。

导热结构胶的基体通常为环氧树脂胶、聚氨酯胶以及丙烯酸酯胶等，导热填料通常为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼、氮化铝等无机粉体。为了获得导热性能，通常需要在胶黏剂基体中填加胶体总量20％体积分数以上的导热粉体，以形成导热通道，而导热粉体的大量添加会导致胶黏剂粘度大幅度提升，固化物硬度明显增加，力学性能大幅降低，容易发生界面剥离等问题，因此如何提高导热粉体的分散性，以及导热粉体与基体树脂的相容性，从而确保导热结构胶的良好挤出施工性，以及固化后具有良好的力学性能和粘接强度，是制备导热结构胶粘剂的技术关键。

本发明选用聚氨酯结构胶体系作为导热结构胶的基体胶黏剂。聚氨酯结构胶具有高强度、耐腐蚀性好、绝缘性好、加工性好、粘合力强、粘接面广等优异性能，同时，为克服导热粉体填充所引起的固化胶体的硬度的增高，保持其韧性，在基体树脂中加入柔性的硅烷改性聚醚(MS胶)与之共混。

通过加入MS胶以提高结构胶粘剂的柔韧性的研究已有报道，例如公开号为CN106590501A的发明专利公开了一种单组份环氧改性有机硅密封胶及其制备方法，以硅烷改性聚醚树脂(MS)和双酚A型环氧树脂混合制得环氧-MS胶，有机硅和环氧树脂分别在催化剂的作用下与水分子、交联剂发生交联反应，生成三维空间网状结构。采取这种方法制得的环氧-MS结构胶黏剂将环氧树脂和硅烷改性聚醚树脂的优点结合起来，固化后体系粘结性强，弹性、力学性能和耐候性优异。然而由于两种体系的相容性较差，且固化机理不同，容易出现因固化不同步而引起相分离，从而影响固化物力学性能的现象。

公开号为CN102816549A的发明专利公开了一种端硅烷基聚醚改性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法与应用，在聚氨酯胶黏剂中加入端硅烷基聚醚制得PU-MS胶，端硅烷基聚醚与聚氨酯预聚体主链结构都包括聚醚链段，具有良好的相容性，可实现端硅烷基聚醚宽的添加量范围，所提供的胶黏剂可以有较大的硬度变化范围，并且兼具了端硅烷基聚醚和聚氨酯的优点。PU-MS体系与环氧-MS体系相比，虽然相容性更好，但是固化时同样存在包含两种不同的化学反应过程的问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种导热结构胶及其制备方法。

在本发明中，采用硅烷氧基封端的聚氨酯(SPU)与硅烷改性聚醚(MS)进行共混，制得SPU-MS结构胶，并对该体系进行导热改性处理，填加导热粉体后，胶黏剂的硬度和韧性达到平衡，同时兼具了聚氨酯和硅烷改性聚醚的特点，有效解决了导热结构胶韧性差，容易发生界面剥离的问题。

根据本发明提供的导热结构胶，其原料组分(质量份)包括：端异氰酸酯基聚氨酯预聚体10～50份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)1.2～6份，硅烷改性聚醚(MS)50～90份，导热填料100～1500份，阻燃填料50～200份，硅烷偶联剂1～10份，催化剂0.2～1份，增塑剂0～15份，抗氧剂0.2～0.5份，光稳定剂0.2～0.5份。