一种散热油墨及其应用的制作方法

本发明涉及散热材料，具体涉及一种散热油墨及其应用。

背景技术：

1、由于玻璃材质具有绝缘性好、硬度高等优点，常见用于灯具底座、智能手机盖板等电子产品领域中，然而由于灯具或者智能手机经长时间使用，发热严重，玻璃材质的导热散热效果较差，使得电子产品内部温度逐渐积累升高，直接影响用户使用体验和降低电子产品的寿命。

2、在现实生活中，为了在玻璃表面形成各种图案和样式，同时增强玻璃材质的散热能力，可以采取印刷散热油墨。经发明人大量研究发现，现有技术中的散热油墨是在普通油墨树脂材料中直接加入无机散热颗粒，如氮化硼、三氧化二铝、氮化铝等，来提高传统油墨的散热性能。然而，这些无机颗粒在有机树脂材料中难以分散，相容性差，导致油墨导热系数的提升有限，从而使得玻璃散热能力不佳。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种散热油墨及其应用。本发明通过环氧基硅烷偶联剂对氮化铝进行表面改性，再将改性后的氮化铝与合成聚酯树脂的原料共同聚酯化反应，得到散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂，将此散热填料混合于聚酯树脂油墨中制备散热油墨，测试结果显示，本发明制备的油墨具有较高的导热系数，将其印刷在玻璃基材板上，具备优秀的散热性能。

2、本发明提供了一种散热油墨，包括聚酯树脂油墨和散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂；

3、所述散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂是先通过环氧基硅烷偶联剂对aln改性得到aln-环氧硅烷，再将aln-环氧硅烷与聚酯化原料共同聚酯化后得到。

4、发明人首先制备散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂，然后将此散热填料加入到聚酯树脂油墨中制备散热油墨，油墨导热系数得到显著提升。一方面是因为环氧基硅烷偶联剂上的极性基团与氮化铝表面的羟基发生化学键合，在氮化铝表面形成偶联剂吸附层，另一方面是因为，将改性氮化铝与聚酯化原料共同发生聚酯化发应，环氧基硅烷偶联剂上的环氧基发生开环与聚酯树脂中的羟基发生反应，氮化铝就被新制备的聚酯树脂紧密包覆，最后将制备完成的散热填料加入到聚酯树脂油墨中混合，这样环氧基硅烷偶联剂就充当“粘结剂”的作用，将氮化铝与聚酯树脂紧密结合。两方面共同作用有效提高氮化铝在聚酯树脂油墨中的分散性和相容性，进而提高油墨的导热散热能力。

5、优选地，所述环氧基硅烷偶联剂为3-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷或3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

6、优选地，所述聚酯树脂油墨和散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂的质量比为1-2:1。

7、散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂若添加量占比过大则导致油墨黏度过大，内部出现气泡数目过多，难以消除，对后续丝网印刷产生困难；若添加量过小，填料之间彼此孤立，难以在聚酯树脂中形成导热通路，无法实现快速散热的功效。

8、优选地，所述聚酯树脂油墨由聚酯树脂、异氟尔酮和二价酸酯混合而成；

9、更优选地，聚酯树脂、异氟尔酮、二价酸酯的质量比为70-80：10-20：5-15。

10、优选地，所述aln的粒径为5-15μm。

11、优选地，aln-环氧硅烷与聚酯化原料的质量比为0.3-0.4：1。

12、本发明还提供了上述散热油墨的制备方法，具体包括以下步骤：

13、s1制备aln-环氧硅烷

14、将氮化铝粉末和环氧基硅烷偶联剂溶于无水乙醇溶剂中，改性后得到aln-环氧硅烷；

15、s2制备散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂

16、将新戊二醇、对苯二甲酸和酯化催化剂投入反应釜，再加入s1得到的aln-环氧硅烷，经聚酯化反应后得到散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂；

17、s3制备散热油墨

18、将聚酯树脂、异氟尔酮和二价酸酯混合均匀，得到聚酯树脂油墨；再将聚酯树脂油墨和步骤s2所得散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂混合后得到散热油墨。

19、优选地，步骤s1中，所述氮化铝粉末、环氧基硅烷偶联剂、无水乙醇的质量比为20-30：1-4：100-300。

20、优选地，步骤s2中，所述聚酯化原料为新戊二醇、对苯二甲酸和酯化催化剂，三者的质量比为25-41：22-58：0.05-0.1。

21、本发明酯化催化剂为单丁基氧化锡。

22、优选地，在步骤s3中，所述制备散热油墨时的环境温度需保持在22℃±3℃，湿度为50％±5％。

23、环境的温度和湿度直接影响油墨的流动性、附着力、挥发性等，因此需要对温湿度严格控制。

24、本发明还提供了一种上述散热油墨在玻璃中的应用，将散热油墨通过常规丝网印刷技术印刷在玻璃基材板面上。

25、有益效果：本发明通过将环氧基硅烷偶联剂对氮化铝表面改性，再进一步将改性氮化铝加入到聚酯化原料中进行聚酯化反应得到散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂，此种散热填料可有效提高聚酯树脂油墨的导热系数，使得印刷后的玻璃基材在兼具美观、轻薄的同时，还有优异的散热性能。本发明散热填料添加量少，制备工艺简单，可操作性强。

技术特征：

1.一种散热油墨，其特征在于，包括聚酯树脂油墨和散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂；

2.根据权利要求1所述散热油墨，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂为3-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷或3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述散热油墨，其特征在于，所述聚酯树脂油墨和散热填料aln-环氧硅烷-聚酯树脂的质量比为1-2:1。

4.根据权利要求1-3任一项所述散热油墨，其特征在于，所述聚酯树脂油墨由聚酯树脂、异氟尔酮和二价酸酯混合而成；优选地，聚酯树脂、异氟尔酮、二价酸酯的质量比为70-80：10-20：5-15。

5.根据权利要求1-4任一项所述散热油墨，其特征在于，所述aln的粒径为5-15μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述散热油墨，其特征在于，所述aln-环氧硅烷与聚酯化原料的质量比为0.3-0.4：1。

7.一种如权利要求1-6任一项所述散热油墨的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氮化铝粉末、环氧基硅烷偶联剂、无水乙醇的质量比为20-30：1-4：100-300。

9.根据权利要求7或8所述制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述制备散热油墨时的环境温度需保持在22℃±3℃，湿度为50％±5％。

10.一种如权利要求1-6任一项所述散热油墨在玻璃中的应用，其特征在于，将所述散热油墨通过常规丝网印刷技术印刷在玻璃基材板面上。

技术总结本发明提供了一种散热油墨，包括聚酯树脂油墨和散热填料AlN‑环氧硅烷‑聚酯树脂。散热填料是先通过环氧基硅烷偶联剂对氮化铝进行表面改性，再将改性后的氮化铝与合成聚酯树脂的原料共同聚酯化反应后得到，通过将此种散热填料加入到聚酯树脂油墨中，可有效增加氮化铝在聚酯树脂中的分散性和相容性，从而使得所制备的散热油墨导热系数大幅提升，将此油墨丝网印刷在玻璃上，可兼具美观和优秀的散热性能。技术研发人员：吴建勇,魏中凯,石铁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