一种高散热性能油墨及其在玻璃盖板上的应用的制作方法

本发明涉及油墨，具体涉及一种高散热性能油墨及其在玻璃盖板上的应用。

背景技术：

1、随着5g网络日益普及，为解决金属材质容易削弱5g信号传输的问题，越来越多的手机采用了信号传输优良的玻璃材质后盖板，并且玻璃盖板相对于其它材质的盖板在表面光洁度、硬度、抗压、耐刮等重要参数及属性上具有明显优势。

2、然而，在实际生活中发现，玻璃盖板的手机经过长时间的使用，散热功能较差，导致手机温度会逐渐积累升高，为了保证手机芯片等器件不被烧坏，保证良好的工作状态，发明人想到在玻璃手机盖板上印刷一层具有高散热性能的油墨，以此来改善手机等电子设备在使用过程中的过热现象。

3、现有技术中，通常是将一些导热性高、绝缘性好的导热粒子，如氧化铝、氧化镁、氮化铝、氧化石墨烯、碳化硅等，加入到油墨树脂体系中制备散热油墨。然而，由于这些导热粒子在树脂体系中相容性、分散性差，界面热阻高，并且导热粒子之间也难以彼此互相接触，通常需要加入很高的导热填料含量才能形成高效的导热网络，从而保证具有较高的导热散热性能。然而，导热填料添加量过高，一方面会使得制备散热油墨经济成本增加，另一方面，会使得油墨黏度过大，流平性和附着力均变差，材料性能不稳定，导致后期印刷难度增加，印刷效果差。

4、因此，本领域技术人员亟需寻找出一种导热填料低负载量的高散热性能油墨，来解决手机盖板等玻璃材质散热差的问题。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高散热性能油墨及其在玻璃盖板上的应用。本发明将氨基硅烷偶联剂改性氮化铝与酰氯化后的多壁碳纳米管进行反应制备出一种新型复配导热填料加入到树脂油墨中，进而获得一种具有高散热性能的油墨，将本发明油墨丝网印刷在玻璃盖板上，盖板能在较短的时间内完成散热降温，保证了手机等电子器件的正常运行，延长电子产品的使用寿命。

2、本发明提供了一种高散热性能油墨，包括树脂油墨和复配导热填料，其中复配导热填料由氨基硅烷偶联剂改性氮化铝与酰氯化多壁碳纳米管反应得到。

3、本发明使用氨基硅烷偶联剂表面改性氮化铝后，氮化铝在树脂体系中的相容性和分散性得到提升；同时，氮化铝表面引入了氨基基团，氨基基团与多壁碳纳米管表面上的活泼酰氯基团发生化学反应，通过化学键的作用将具有一维中空特性和优异长径比的多壁碳纳米管与氮化铝预先连接在一起，制备出一种新型复配导热填料；这样，即使在树脂油墨中添加较低含量的新型复配导热填料，填料粒子之间也能彼此相互充分接触连接，形成高效、连续的导热网络通路，使得所制备的油墨具有高散热性能。

4、优选地，所述复配导热填料为树脂油墨总质量的3-10％。

5、优选地，改性氮化铝和酰氯化多壁碳纳米管按照质量比为2-3：1反应。

6、优选地，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。

7、优选地，所述树脂油墨包括连接料、溶剂、炭黑和消泡剂，其质量比为20-40：30-50：5-10：0.1-5。

8、优选地，所述连接料为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或聚酯树脂中的一种或多种。

9、本发明的新型复配导热填料可添加到不同类型的油墨树脂材料中，均可使所制备的油墨具有优秀的散热性能，普适性好。

10、优选地，所述溶剂为乙醚、正丁醇、二价酸酯、二丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

11、炭黑为油墨的颜料，主要起到调节色彩的用途，根据实际需求，还可添加其他类型的有机或无机颜料。

12、消泡剂能够有效地控制油墨中气泡的形成和扩散，提高印刷图案的清晰度和色彩的饱满度；同时，它还能够提高印刷油墨的稳定性和流动性，保证印刷的均匀性和一致性。

13、优选地，所述消泡剂为ks-66消泡剂。

14、本发明还提供一种如上述高散热性能油墨丝网印刷在玻璃盖板上的方法，其特征在于，包括以下步骤：

15、步骤一，将氮化铝颗粒和氨基硅烷偶联剂混合反应，得改性氮化铝；

16、步骤二，将多壁碳纳米管放入浓硫酸和浓硝酸混合溶液中，氧化后得酸化多壁碳纳米管；再将酸化多壁碳纳米管加入酰氯试剂中，加热反应得酰氯化多壁碳纳米管；

17、步骤三，将步骤一、二所得改性氮化铝和酰氯化多壁碳纳米管反应，得到复配导热填料；

18、步骤四，将连接料、溶剂、炭黑和消泡剂混合均匀，组成树脂油墨；再加入复配导热填料，分散搅拌后得高散热性能油墨；

19、步骤五，将上述高散热性能油墨丝网印刷在玻璃盖板表面，固化后得到易散热的玻璃盖板。

20、优选地，步骤一中，所述氮化铝颗粒的粒径为800-1000nm。

21、优选地，步骤一中，所述氮化铝颗粒和氨基硅烷偶联剂的质量比为20-30:1。

22、优选地，步骤二中，所述酰氯试剂为二氯亚砜或草酰氯中的至少一种。

23、优选地，步骤五中，所述印刷参数为，刮墨速度450-600mm/s，回墨速度400-500mm/s，刮墨角度60-80°。

24、优选地，步骤五中，所述固化具体为，将丝印完成样品放入隧道炉，设置温度为180±5℃，时间为50-70min。

25、本发明的高散热性能油墨也可丝网印刷在膜片上，经丝印后的膜片贴合于玻璃盖板上亦可起到散热的作用。

26、有益效果：

27、1、本发明的高散热性能油墨，通过用氨基硅烷偶联剂对氮化铝进行改性，可有效提高氮化铝在树脂油墨中的分散性和界面相容性；

28、2、本发明利用多壁碳纳米管的一维中空特性和优异的长径比，通过酰氯化后化学键合在改性氮化铝上，使得导热粒子之间互相充分连接，粒子与粒子之间的作用力和结合点位增多，这样即使在较低的导热填料添加量下，也可使油墨具有高散热性能。

技术特征：

1.一种高散热性能油墨，其特征在于，包括树脂油墨和复配导热填料，其中复配导热填料由氨基硅烷偶联剂改性氮化铝与酰氯化多壁碳纳米管反应得到。

2.根据权利要求1所述高散热性能油墨，其特征在于，所述复配导热填料为树脂油墨总质量的3-10％。

3.根据权利要求1或2所述高散热性能油墨，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂改性氮化铝和酰氯化多壁碳纳米管按照质量比为2-3：1反应。

4.根据权利要求1-3任一项所述高散热性能油墨，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述高散热性能油墨，其特征在于，所述树脂油墨包括连接料、溶剂、炭黑和消泡剂，其质量比为20-40：30-50：5-10：0.1-5。

6.根据权利要求5所述高散热性能油墨，其特征在于，所述连接料为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或聚酯树脂中的一种或多种。

7.根据权利要求5或6所述高散热性能油墨，其特征在于，所述溶剂为乙醚、正丁醇、二价酸酯、二丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

8.一种如权利要求1-7任一项所述高散热性能油墨丝网印刷在玻璃盖板上的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述高散热性能油墨丝网印刷在玻璃盖板上的方法，其特征在于，步骤一中，所述氮化铝颗粒的粒径为800-1000nm。

10.根据权利要求8或9所述高散热性能油墨丝网印刷在玻璃盖板上的方法，其特征在于，步骤五中，所述丝网印刷参数为，刮墨速度450-600mm/s，回墨速度400-500mm/s，刮墨角度60-80°。

技术总结本发明提供了一种高散热性能油墨，包括树脂油墨和复配导热填料，其中复配导热填料由氨基硅烷偶联剂改性氮化铝与酰氯化多壁碳纳米管反应得到。改性氮化铝在树脂油墨中分散性和界面相容性高，并且利用多壁碳纳米管的一维中空特性和优异的长径比，通过酰氯化后化学键合在改性氮化铝上，使得导热粒子之间互相充分连接，粒子与粒子之间的作用力和结合点位增多。因此，本发明在较低的复配导热填料添加量下，也可形成高效、连续的导热网络通路，使得油墨具有高散热性能。技术研发人员：吴建勇,魏中凯,崔方园受保护的技术使用者：合肥金龙浩科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29