一种双组分导热环氧胶粘剂及制备方法与流程

本申请涉及胶粘剂材料与工艺的，特别是一种双组分导热环氧胶粘剂及制备方法。

背景技术：

1、近年来随着我国航天技术的飞速发展，航天器载荷种类及功耗不断增长，各种大规模集成电路逐渐被广泛应用，小体积化、高集成度、高功率化成为各类电子元器件的发展方向。然而，高度集成化以及紧凑型封装技术大大减少了器件的散热空间，致使器件的功率密度急剧增加，废热聚集在器件内部狭小空间，局部温度过高、热流分布不均匀、小空间范围内热流密度过高等散热问题日益凸现。温度过高不但影响器件的正常工作，增加其运行状况的不稳定性；还会因器件内部与外部环境间过大的温差而产生较大的热应力，降低器件的工作性能和可靠性，从而影响航天器的使用寿命。因此，需要通过一定的技术对元器件进行有效的散热。

2、在各类热控技术中，导热胶粘剂均发挥着重要的作用。目前常用的导热胶粘剂以环氧树脂胶粘剂和有机硅胶粘剂为主，国内导热胶粘剂相较国外产品处于落后水平，随着电子元器件的飞速发展，大多数散热设计中只能采用进口导热胶产品，国内导热胶产品在热导率、力学性能、流动性等方面较国外均有较大的差异。因此急需开展高性能导热胶粘剂的研究，提高导热胶粘剂国内自主可控水平，扩大各类热控技术的使用范围，适应航天热控技术的发展需求，满足型号发展需求。

技术实现思路

1、本申请提供一种双组分导热环氧胶粘剂及制备方法，目的是克服现有国产导热胶粘剂热导率低、流动性差、力学性能弱等缺点，缩小与国外相应产品的较大差异，提高高性能导热胶粘剂的国产自主可控水平，满足航天型号发展需求。

2、第一方面，提供了一种双组分导热环氧胶粘剂，包括a组分和b组分组成，a组分和b组分的质量比为100：10～25；

3、a组分包括以下重量份数的原料：晶体环氧树脂50～80份，多官能度环氧树脂稀释剂20～50份，表面处理剂4～13份，绝缘导热类填料90～250份，所述晶体环氧树脂的环氧值范围为0.6～0.9mol/100g；所述多官能度环氧树脂稀释剂的环氧值范围为0.6～1.1mol/100g；

4、b组分包括以下重量份数的原料：端胺基聚醚固化剂90～100份，促进剂0～5份，偶联剂0～5份。

5、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的晶体环氧树脂为双酚a型晶体环氧树脂、双酚f型晶体环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘基环氧树脂中的一种或几种。

6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的多官能度环氧树脂稀释剂为afg-90环氧树脂、tde-85环氧树脂、上海华谊树脂的ag-601环氧树脂、上海华谊树脂的ag-602环氧树脂中的一种或几种。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的表面处理剂为糠基缩水甘油醚，是以糠醇为起始物，在氢氧化钠的催化下与环氧氯丙烷通过反应制备得到，二元醇、环氧氯丙烷、氢氧化钠的质量比为100：500～650：90～120。

8、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的绝缘导热类填料为六方氮化硼、球形氮化硼、球形氧化铝、氮化铝、金刚石、氮化硼晶须中的一种或几种。

9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的端胺基聚醚固化剂为聚醚胺d230、聚醚胺d400、聚醚胺d2000、聚醚胺t403、二乙二醇(3-氨基丙基)醚中的一种或几种。

10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的促进剂为n,n’-二甲基苄胺、三乙胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、壬基酚中的一种或几种。

11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

12、第二方面，提供了一种如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的双组分导热环氧胶粘剂的制备方法，包括：

13、a组分的制备：将绝缘导热类填料按照配比称量后加入到粉料混合机中，匀速混合后取出盛放在容器中，向容器中加入表面处理剂，搅拌均匀后进行超声处理，使表面处理剂与绝缘导热类填料之间充分作用后倒入双行星搅拌釜中，然后依次加入晶体环氧树脂和多官能度环氧树脂稀释剂，将温度升至50～60℃，抽真空处理，最后出料，即得到a组分；

14、b组分的制备：将固化剂和促进剂加入到真空搅拌釜中，温度升至70～90℃，抽真空处理，然后降至室温；将搅拌均匀的固化剂和促进剂与偶联剂一同加入到高速搅拌釜中，在室温下抽真空搅拌，即得到b组分；

15、双组分导热环氧胶粘剂的获得：将a组分和b组分按照质量比100：10～25混合均匀，即得到双组分导热环氧胶粘剂。

16、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述的表面处理剂为糠基缩水甘油醚，糠基缩水甘油醚的合成包括：

17、将糠醇和环氧氯丙烷加入到四口瓶中，室温搅拌20～40分钟至混合均匀；向四口瓶中加入氢氧化钠，室温搅拌5～10分钟；开启加热至50～60℃，继续反应2小时；将反应产物进行过滤、旋蒸处理，得到糠基缩水甘油醚。

18、与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：

19、本发明通过合成糠基缩水甘油醚作为表面处理剂，通过简单的工艺，实现填料的表面修饰，有利于实现更高的导热增强效率；

20、本发明通过复合不同种类、规格、形态的导热填料，实现导热填料的有效堆积，促进导热通路的形成；

21、本发明的双组分导热环氧胶粘剂可根据性能要求调控粘度与热导率等性能，满足不同导热灌封或粘接需求；

22、本发明的双组分导热环氧胶粘剂可室温固化，也可加热固化，满足不同工艺要求；

23、本发明的双组分导热环氧胶粘剂热导率可达2.5w/m·k以上，粘度低于12000mpa·s；

24、本发明的双组分导热环氧胶粘剂的体积电阻率≥1×1015ω·㎝；

25、本发明的双组分导热环氧胶粘剂的长期使用温度为-55℃～200℃；

26、本发明的双组分导热环氧胶粘剂对铝合金的粘接强度≥10mpa；

27、本发明的双组分导热环氧胶粘剂可以适用于金属、石英、塑料、碳环氧复合材料、石英纤维增强复合材料等多种材料的粘接。

技术特征：

1.一种双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，包括a组分和b组分组成，a组分和b组分的质量比为100：10～25；

2.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的晶体环氧树脂为双酚a型晶体环氧树脂、双酚f型晶体环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘基环氧树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的多官能度环氧树脂稀释剂为afg-90环氧树脂、tde-85环氧树脂、上海华谊树脂的ag-601环氧树脂、上海华谊树脂的ag-602环氧树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的表面处理剂为糠基缩水甘油醚，是以糠醇为起始物，在氢氧化钠的催化下与环氧氯丙烷通过反应制备得到，二元醇、环氧氯丙烷、氢氧化钠的质量比为100：500～650：90～120。

5.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的绝缘导热类填料为六方氮化硼、球形氮化硼、球形氧化铝、氮化铝、金刚石、氮化硼晶须中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的端胺基聚醚固化剂为聚醚胺d230、聚醚胺d400、聚醚胺d2000、聚醚胺t403、二乙二醇(3-氨基丙基)醚中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的促进剂为n,n’-二甲基苄胺、三乙胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、壬基酚中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的双组分导热环氧胶粘剂，其特征在于，所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的双组分导热环氧胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的表面处理剂为糠基缩水甘油醚，糠基缩水甘油醚的合成包括：

技术总结本发明公开一种双组分导热环氧胶粘剂及制备方法，双组分导热环氧胶粘剂包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比为100：10～25。其中A组分包括晶体环氧树脂50～80份，多官能度环氧树脂稀释剂20～50份，表面处理剂4～13份，绝缘导热类填料90～250份(质量份数)；B组分包括端胺基聚醚固化剂90～100份，促进剂0～5份，偶联剂0～5份(质量份数)。本发明所述的双组分导热环氧胶粘剂能在室温条件下实现固化，也可通过加热固化，具有较好的导热性能、较低的线性热膨胀系数、较小的固化收缩率、较低的粘度、良好的力学性能，并且对多种金属或非金属基材具有优异的粘接力，能够用于各类电子元器件的粘接或灌封。技术研发人员：段文鹏,周雨琪,许勇,张阳,孙春燕,唐波,李博,孙妮娟,武南,赵鹏硕受保护的技术使用者：航天材料及工艺研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/4