一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶及其制备方法与流程

本技术涉及电子元件封装胶制备，尤其是涉及一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶及其制备方法。

背景技术：

1、电子元件封装用密封胶主要是用于电子元器件的封装，一般要求其具有较好的耐热使用性能和绝缘安全性能。随着新一代信息技术的发展，电子元器件的功率明显上升，对于电子元件封装用密封胶提出新的要求，需要其具有一定的导热性，以便于释放电子元器件产生的热量，进而改善电子元器件的使用温度性能。

2、目前，具有导热性能且兼具绝缘安全性能的电子元件封装用密封胶导热系数普遍在0.17-0.3w之间。如中国专利cn113717371b公开的低粘度反应型阻燃聚醚多元醇的制备方法、反应型阻燃导热聚氨酯电子灌封胶及其制备方法，所述反应型阻燃导热聚氨酯电子灌封胶是包括a组分和b组分，其中，a、b组分的重量比为100：90-120；a组分包含以下质量百分含量的原料：二异氰酸酯10-42％、异氰酸酯基笼型聚倍半硅氧烷7-12％、聚氧化丙烯聚醚多元醇8-28％、聚四氢呋喃醚多元醇10-32％、增塑剂10-25％；b组分包含以下质量百分含量的原料：扩链剂5-15％、反应型阻燃聚醚多元醇6-35％、消泡剂聚醚多元醇3-10％、导热填料5-20％、聚氧化丙烯聚醚多元醇15-55％、催化剂0.1-0.5％、抗氧剂0.1-1.5％；所述异氰酸酯基笼型聚倍半硅氧烷由二异氰酸酯和端羟基笼型倍半硅氧烷的四氢呋喃溶液反应制备，其中端羟基笼型倍半硅氧烷质量百分数为30-50％，反应温度为60-80℃；所述反应型阻燃聚醚多元醇官能度为2-3，羟值为56-165mgkoh/g，粘度为700-15500mpa·s；扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇或1,6-己二醇中的一种或多种；导热填料为纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉或α-氧化铝中的一种或多种；抗氧剂为1076、1010、1135、318或339中的一种或多种；催化剂为有机锡、有机锌或有机锆中的一种或多种。上述制备的导热聚氨酯电子灌封胶的导热系数最大可达0.30w/m*k。

3、针对上述相关技术中的电子元件封装用密封胶，申请人发现：现有技术中的电子元件封装用密封胶的导热系数仍旧偏低，无满足快速发展的电子元器件的封装需求。为了满足快速发展的电子元器件的封装需求，本技术提供了一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上现有技术中的电子元件封装用密封胶的导热系数仍旧偏低的问题，本技术提供了一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶，是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶主要由基础胶和复配型导热助剂制备而成，所述基础胶为聚氨酯灌封胶或者有机硅胶水；所述复配型导热助剂占所述用于电子元件封装的高导热型防水密封胶总质量的40-50wt％；所述复配型导热助剂通过偶联剂完成表面改性处理；用于复配型导热助剂表面处理的偶联剂为硅氧烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。

4、优选地，所述硅氧烷偶联剂为氨基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、异氰酸基硅烷中的至少一种。

5、优选地，所述钛酸酯偶联剂为牌号hr tts钛酸酯偶联剂、hr 138s钛酸酯偶联剂、hr 238s钛酸酯偶联剂、hr 38s钛酸酯偶联剂、hr 34s钛酸酯偶联剂中的至少一种。

6、本技术中制备的高导热型防水密封胶不仅具有良好的防水性能、力学性能和耐温使用性能，而且具有较高的抗电击穿绝缘性能同时具有相对较好的导热性能，可有效释放电子元件产生的热量，避免热量聚集影响电子元件的使用寿命和使用稳定性能。

7、优选地，所述复配型导热助剂是由碳化锆、氮化铝集料、氮化硼以质量比(5-10):(70-90):(5-20)组成。

8、优选地，所述复配型导热助剂是由碳化锆、氮化铝集料、氮化硼以质量比5:(80-85):(10-15)组成。

9、通过优化碳化锆、氮化铝集料、氮化硼的配比形成更为密集的三维导电网络，所制备的复配型导热助剂具备更优的导热性能，同时可改善基础胶的力学性能和耐热使用稳定性能。

10、优选地，所述氮化铝集料由以下质量百分数的不同粒径的球形氮化铝组成：30-40wt％的平均粒径180-300微米的球形氮化铝、20-30wt％的平均粒径90-150微米的球形氮化铝、5-20wt％的平均粒径45-80微米的球形氮化铝、5-10wt％的平均粒径10-25微米的球形氮化铝、5-10wt％的平均粒径1.3-6.5微米的球形氮化铝、余量为平均粒径≤1.0微米的球形氮化铝。

11、优选地，所述氮化铝集料是由以下质量百分数的不同粒径的球形氮化铝组成：34-36wt％的平均粒径180微米的球形氮化铝、24-26wt％的平均粒径100微米的球形氮化铝、14-16wt％的平均粒径50微米的球形氮化铝、7-9wt％的平均粒径25微米的球形氮化铝、6-8wt％的平均粒径5微米的球形氮化铝、余量为平均粒径≤1微米的球形氮化铝。

12、通过优化不同粒径的球形氮化铝配比，可形成更为密集的三维导电网络，所制备的复配型导热助剂具备更优的导热性能，同时可改善基础胶的力学性能和耐热使用稳定性能。

13、优选地，所述碳化锆的平均粒径为50-500nm；所述氮化硼是由立方氮化硼集料、六方氮化硼纳米片、六方氮化硼晶须以质量比(50-90):(5-20):(5-30)组成，所述立方氮化硼集料的粒径分布范围为0.05-40微米，所述六方氮化硼纳米片平均粒径为200-500nm，所述六方氮化硼晶须长度为1-20微米。

14、优选地，所述氮化硼是由立方氮化硼集料、六方氮化硼纳米片、六方氮化硼晶须以质量比(75-80):10:(10-15)组成；所述立方氮化硼集料是由以下质量百分数的不同粒径的立方氮化硼组成：30-40wt％的平均粒径40-50微米的立方氮化硼、20-30wt％的平均粒径20-30微米的立方氮化硼、5-20wt％的平均粒径5-10米的立方氮化硼、5-10wt％的平均粒径1-2微米的立方氮化硼、余量为平均粒径≤800nm的立方氮化硼。

15、通过采用上述技术方案，进一步地可形成更为密集的三维导电网络，所制备的复配型导热助剂具备更优的导热性能，同时可改善基础胶的力学性能和耐热使用稳定性能。

16、优选地，所述立方氮化硼集料是由以下质量百分数的不同粒径的立方氮化硼组成：40wt％的平均粒径40微米的立方氮化硼、25wt％的平均粒径20微米的立方氮化硼、10wt％的平均粒径10米的立方氮化硼、10wt％的平均粒径2微米的立方氮化硼、余量为平均粒径600nm的立方氮化硼。

17、优选地，所述立方氮化硼集料中的六方氮化硼为表面掺杂改性的六方氮化硼；所述表面掺杂改性的六方氮化硼包括作为载体的六方氮化硼、固定连接于六方氮化硼表面的纳米金属簇、固定连接于纳米金属簇的无机高导热物；所述无机高导热物为碳纳米管、石墨烯、纳米碳纤维、六方氮化硼纳米片中的至少一种。

18、通过采用上述技术方案，进一步地可形成更为密集的三维导电网络，所制备的复配型导热助剂具备更优的导热性能，同时可改善基础胶的力学性能和耐热使用稳定性能。

19、优选地，所述氮化铝集料为表面掺杂改性的球形氮化铝集料；所述表面掺杂改性的球形氮化铝集料中的表面掺杂改性的球形氮化铝包括作为载体的球形氮化铝、固定连接于球形氮化铝表面的纳米金属簇、固定连接于纳米金属簇的无机高导热物；所述无机高导热物为碳纳米管、石墨烯、纳米碳纤维、六方氮化硼纳米片中的至少一种。

20、通过采用上述技术方案，进一步地可形成更为密集的三维导电网络，所制备的复配型导热助剂具备更优的导热性能，同时可改善基础胶的力学性能和耐热使用稳定性能。

21、第二方面，本技术提供的一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：

22、一种用于电子元件封装的高导热型防水密封胶的制备方法，包括以下步骤：

23、步骤一，复配型导热助剂的制备；

24、步骤二，采用偶联剂对步骤一中配置的复配型导热助剂的进行表面改性处理，获得表面改性处理的复配型导热助剂；

25、步骤三，在0-10℃的氮气氛围保护下，向基础胶中加入步骤二中的表面改性处理的复配型导热助剂，在200-400rpm/min转速下，抽真空至0.06-0.08mpa，进行抽真空消泡处理至少60min，获得成品高导热型防水密封胶。

26、本技术提供的用于电子元件封装的高导热型防水密封胶的制备方法相对简单，可采用常规聚氨酯胶水的生产线进行生产制造且制备操作难度相对较低，便于实现工业化生产。

27、综上所述，本技术具有以下优点：

28、1、本技术中制备的高导热型防水密封胶不仅具有良好的防水性能、力学性能和耐温使用性能，而且具有较高的抗电击穿绝缘性能同时具有相对较好的导热性能，可有效释放电子元件产生的热量，避免热量聚集影响电子元件的使用寿命和使用稳定性能。

29、2、本技术提供的用于电子元件封装的高导热型防水密封胶的制备方法相对简单，可采用常规聚氨酯胶水的生产线进行生产制造且制备操作难度相对较低，便于实现工业化生产。