一种UV固化丙烯酸导热组合物、导热片及其制备方法技术

本发明专利技术属于导热组合物技术领域，具体的，涉及一种UV固化丙烯酸导热组合物、导热片及其制备方法。本发明专利技术一种丙烯酸导热组合物，按重量份计算，包括导热填料55‑140份；丙烯酸聚合物1‑15份；(甲基)丙烯酸单体1‑10份；多官能团(甲基)丙烯酸酯0.01‑0.5份；引发剂0.01‑1份。通过本发明专利技术的专有技术工艺与方法，既能够制备出0.2‑2mm厚的导热片，也能够制备出2‑4.5mm超高厚度的导热片，而且成本低、零VOC、无卤阻燃、超柔软，扩大了导热片的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种UV固化丙烯酸导热组合物、导热片及其制备方法
本专利技术属于导热组合物
，具体的，涉及一种UV固化丙烯酸导热组合物、导热片及其制备方法。
技术介绍
随着新能源汽车、通讯及电子等行业快速发展，要求导热界面材料需具有安全环保、柔软低应力残留、无卤阻燃等性能特点，以满足电池高能量密度、元器件高集成度等造成的高功率、高发热散热需求。另外，传统有机硅导热凝胶有一个缺点：长期处于高温环境下会导致小分子硅油D3-D20向表面迁移与析出，硅油不但会造成电子主板污染，而且挥发雾化甚至会影响到某些重要的电子元件，因此丙烯酸非硅体系的导热界面材料不含小分子硅油D3-D20，无硅油挥发、可以解决这一难题。与常规80-120℃热聚合与固化成型工艺，制备丙烯酸基体树脂和导热垫片相比，UV工艺可在25-40℃实现聚合与固化成型，其显然具有能耗低，符合当前绿色生产工艺要求。国内外公司如：3M公司专利CN200580019276、CN200580023169及CN200780039654，迪瑞合公司专利CN201580023468等相继公布了有关UV固化丙烯酸导热垫的制备方法，这些专利中用到的丙烯酸聚合物聚合可控性差、易爆聚，生产效率低；同时还存在导热粒子添加量不高、导热系数偏低、导热片厚度不超过2mm等不足。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种丙烯酸导热组合物，按重量份计算，包括导热填料55-140份；丙烯酸聚合物1-15份；(甲基)丙烯酸单体1-10份；多官能团(甲基)丙烯酸酯0.01-0.5份；引发剂0.01-1份。作为一种优选的技术方案，所述导热填料包括0-140份改性导热粉体和0-140份未改性导热粉体；其中改性导热粉体不为0重量份。作为一种优选的技术方案，所述导热填料的粒径为0.1-90μm。作为一种优选的技术方案，所述改性导热粉体的制备方法，包括以下步骤：将导热粉体在等离子体气源下进行改性。作为一种优选的技术方案，所述丙烯酸聚合物的粘度为200-20000cP。作为一种优选的技术方案，所述丙烯酸聚合物的制备方法，包括以下步骤：按质量百分比计算，将95-99.8％丙烯酸基单体、0.01-1％UV引发剂、0.01-1％调节剂混合均匀，在UV连续管线聚合装置进行聚合，得到丙烯酸聚合物。作为一种优选的技术方案，所述丙烯酸聚合物的制备方法，包括以下步骤：按质量百分比计算，将95-99.8％丙烯酸基单体、0.01-1％UV引发剂、0.01-1％调节剂混合均匀，在UV连续管线聚合装置进行聚合，管线流速为1-3kg/min，光强为200-600mW/cm2，管线聚合器长度为400-800mm，聚合结束后进行搅拌20-40min，得到丙烯酸聚合物。本专利技术的第二方面提供了一种导热片，所述导热片通过将所述丙烯酸导热组合物经过压延成型、UV成型得到。作为一种优选的技术方案，所述导热片通过将所述丙烯酸导热组合物经过压延成型，制成厚度为0.2-4.5mm的带状片材，然后连续通过UV成型一区：光照强度为0.1-10mW/cm2，时间30-100s；UV成型二区：UV光照强度为10-100mW/cm2，时间30-100s，UV成型三区：光照强度为100-600mW/cm2、时间100-200s。作为一种优选的技术方案，所述UV光源采用长波型的LED冷光源，波长在400-600nm。有益效果：通过本专利技术的专有技术工艺与方法，既能够制备出0.2-2mm厚的导热片，也能够制备出2-4.5mm超高厚度的导热片，而且成本低、零VOC、超柔软，扩大了导热片的应用范围。所述丙烯酸导热组合物制备方法是一种连续化生产、节能减排的绿色生产工艺，具有显著的工艺创新性。本专利技术涉及的组合物及其导热片不含溶剂、无卤阻燃剂等添加剂，实现了零VOC排放、V0级阻燃，具有无毒无害、安全环保等特点，符合欧美法律法规要求。根据不同实施方案，其性能参数如下：导热系数：1.0-4.0W/mK，硬度：30-80ShoreOO；压缩率：20-60％@2MPa@60mm/min；阻燃性：UL-94V0、不含卤素；耐温性：-40～120℃。附图说明图1为UV连续管线聚合装置示意图；图2为导热片压延成型、UV成型装置示意图。具体实施方式为了解决上述问题，本专利技术提供了一种丙烯酸导热组合物，按重量份计算，包括导热填料55-140份；丙烯酸聚合物1-15份；(甲基)丙烯酸单体1-10份；多官能团(甲基)丙烯酸酯0.01-0.5份；引发剂0.01-1份。在一些实施方式中，所述导热填料包括0-140份改性导热粉体和0-140份未改性导热粉体；其中改性导热粉体不为0重量份。优选的，所述导热填料包括5-50份改性导热粉体和40-90份未改性导热粉体。所述导热填料的粒径为0.1-90μm。所述导热填料指添加在基体中用来增加基体导热系数的材料，包括但不限于陶瓷材料、金属、金属氧化物、金属氢氧化物、碳材料；陶瓷材料可以列举的有氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化硅；金属可以列举的有镍、铜、铝、钛、金、银；金属氧化物可以列举的有氧化镁、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化锆；碳材料可以列举的有石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳纳米泡沫；金属氢氧化物可以列举的有氢氧化铝、氢氧化镁。在一些实施方式中，所述改性导热粉体的制备方法，包括以下步骤：将导热粉体在等离子体气源下进行改性。优选的，改性条件为功率800-1200W，真空度5-15bar，处理时间为10-30min。优选的，所述用于改性的导热粉体的粒径为0.3-50μm。进一步优选的，所述用于改性的导热粉体的粒径为0.3-50μm。更进一步优选的，所述用于改性的导热粉体的粒径为0.3-10μm。更进一步优选的，所述用于改性的导热粉体的粒径为0.3-5μm。所述等离子体气源包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、硅氧烷中的至少一种。优选的，所述等离子体气源包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲基单甲氧基硅烷、乙烯基硅三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲基单乙氧基硅烷中的至少一种，优选为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、乙烯基甲基二甲氧基硅烷。在一些实施方式中，所述丙烯酸聚合物的粘度为200-20000cP。测试温度为25℃。优选的，所述丙烯酸聚合物的粘度为2000-10000cP；在一些优选的实施方式中，所述丙烯酸聚合物包括粘度为3000-5000cP的丙烯酸聚合物和粘度为9000-10000cP的丙烯酸聚合物。在一些优选的实施方式中，所述丙烯酸聚合物的粘度为2000-5000cP。所述丙烯酸聚合物的制备方法，包括以下步骤：按质量百分比计算，将95-99.8％丙烯酸基单体、0.01-1％UV引发剂、0.01-1％调节剂混合均匀，在UV连续管线聚合装置进行聚合，得到丙烯酸聚合物。优选的，所述丙烯酸聚合物的制备方法，包括以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UV固化丙烯酸导热组合物，其特征在于，按重量份计算，包括导热填料55-140份；丙烯酸聚合物1-15份；(甲基)丙烯酸单体1-10份；多官能团(甲基)丙烯酸酯0.01-0.5份；引发剂0.01-1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种UV固化丙烯酸导热组合物，其特征在于，按重量份计算，包括导热填料55-140份；丙烯酸聚合物1-15份；(甲基)丙烯酸单体1-10份；多官能团(甲基)丙烯酸酯0.01-0.5份；引发剂0.01-1份。


2.如权利要求1所述的丙烯酸导热组合物，其特征在于，所述导热填料包括0-140份改性导热粉体和0-140份未改性导热粉体；其中改性导热粉体不为0重量份。


3.如权利要求1或2所述的丙烯酸导热组合物，其特征在于，所述导热填料的粒径为0.1-90μm。


4.如权利要求3所述的丙烯酸导热组合物，其特征在于，所述改性导热粉体的制备方法，包括以下步骤：将导热粉体在等离子体气源下进行改性；所述等离子体气源包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、硅氧烷中的至少一种。


5.如权利要求1所述的丙烯酸导热组合物，其特征在于，所述丙烯酸聚合物的粘度为200-20000cP。


6.如权利要求5所述的丙烯酸导热组合物，其特征在于，所述丙烯酸聚合物的制备方法，包括以下步骤：按质量百分比计算，将95-99.8％丙烯酸基单体、0.01-1％UV引发剂、0.01-1％调节剂混合均匀，在UV连续管线聚合装置进行聚合，得到丙烯酸聚合物。


7.如权利要求5所述的丙烯酸导热组合物，其特征在于，所述丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：金勇斌，
申请(专利权)人：杭州应星新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33