一种导热树脂组合物及其制备方法技术

本申请涉及灌封胶技术领域，尤其是一种导热树脂组合物及其制备方法。一种导热树脂组合物，是由包括以下原料制备而成：甲组分、乙组分和丙组分组成；甲组分所含异氰酸基的摩尔量与乙组分所含羟基的摩尔量之比为（1.0～0.9）：（1.0～0.9）；丙组分重量为乙组分重量的50%～300%。本申请兼具导热性、绝缘性、工艺性和实用性。其制备方法为：甲组份的制备、乙组分的制备和丙组分的制备，将甲组份与乙组分搅拌混合，再将丙组分与甲乙混合物充分混合，真空脱泡后注入模具中固化成形得成品，本制备方法采用三组分组合物和二次混合工艺，在不使用溶剂的情况下，有效提高导热填料含量，同时也解决高填料含量导致粘度过高困难无法操作的矛盾，获得高导热性材料。

【技术实现步骤摘要】
一种导热树脂组合物及其制备方法
本申请涉及灌封胶
，尤其是涉及一种导热树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
随着电子信息行业的发展，电子产品应用日趋广泛，电子产品使用过程中发热问题日趋严重，散热不良导致产品性能下降和寿面缩短等。由于空气导热系数很低，只有大约0.02W/mk。为了解决散热问题，目前，通常采用的手段是采用导热性能好的材料填充替代空气，让电子产品工作过程中产生的热量顺利散发出去。高分子树脂流动性好，可以固化，使用方便，已经广泛用用于各类电子产品。但是，高分子材料自身导热系数虽然比空气的导热系数好，但是只有0.1w/mk左右，导热系数依旧较低，无法满足散热需求。因此，研发人员尝试了高分子树脂与高导热系数填料复配制备得到导热系数较高的灌封胶。例如CN106633675A采用高含量导热填料方法让环氧树脂导热系数提高到2.3w/mk。由于粘度较大，加入溶剂稀释。CN107987770A采用氧化铝和氧化石墨烯，导热系数可达23w/mk。CN111065242A的复合结构的柔性导热垫，采用一种特别结构使得整体导热系数达到4.3w/mk。CN110862686A中的高分子导热复合材料采用离心法让导热填料紧密堆积可以大幅度提高材料导热系数。上述中的现有技术方案存在以下缺陷：1、CN106633675A中的高导热树脂组合物粘度较大，需要加入溶剂稀释才能进行实际运用，实用性较差；2、CN107987770A中的高导热绝缘胶粘剂组合物采用具有导电性的石墨烯，绝缘电阻率只有108Ω/cm，绝缘性能较差，不适用做电器件灌封胶水；3、CN111065242A的复合结构的柔性导热垫不便转用于电子器件灌封；4、CN110862686A中的高分子导热复合材料在工业应用较为困难。综上所述，现有技术若要达到材料的导热性、绝缘性、工艺性和实用性平衡还有很大难度。
技术实现思路
为了解决现有技术的导热性、绝缘性、工艺性和实用性达到平衡难度较大的问题，提供一种导热树脂组合物及其制备方法。第一方面，本申请提供一种导热树脂组合物，采用如下的技术方案：一种导热树脂组合物，所述组合物是由包括以下原料制备而成：甲组分、乙组分和丙组分组成；甲组份包括异氰酸酯化合物；乙组分包括多元醇；甲组分所含异氰酸基的摩尔量与乙组分所含羟基的摩尔量之比为(1.0～0.9)：(1.0～0.9)；丙组分重量为乙组分重量的50％～300％。通过采用上述技术方案，可制备得到兼具导热性、绝缘性、工艺性和实用性的导热树脂组合物。优选的，所述异氰酸酯化合物为二异氰酸酯、多异氰酸酯、含有异氰酸酯基团的化合物中的一种或多种组合；异氰酸酯化合物为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(HDI)、聚合MDI、以及其它含有异氰酸酯基团的化合物的一种或多种组合。优选的，所述乙组分包括多元醇、导热填料和助剂，多元醇和助剂占乙组分重量分数的7～50％wt；导热填料占乙组分重量分数的为50～90％wt。优选的，所述多元醇和助剂占乙组分重量分数的10～20％wt；导热填料占乙组分重量分数的为80～90％wt。优选的，所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、植物油多元醇，以及其它含有羟基的化合物中的一种或多种组合；导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化镁、二氧化硅中的一种或多种组合；助剂包含流平剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、增稠剂、催化剂；增稠剂为气相二氧化硅。优选的，所述丙组分为球形导热填料，导热系数在20～1000w/mk；丙组分为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化镁中的一种或者多种组合，球形导热填料直径为0.3mm～10mm，丙组分重量为乙组分重量的100～200％。通过采用上述技术方案，提升整体导热系数，同时改善物料流动性，便于进行工业化生产。优选的，是由包括以下原料制备而成：甲组分、乙组分和丙组分组成；甲组份包括异氰酸酯化合物；乙组分包括多元醇、导热填料和助剂，多元醇和助剂占乙组分重量分数的10～20％wt；导热填料占乙组分重量分数的为80～90％wt；甲组分所含异氰酸基的摩尔量与乙组分所含羟基的摩尔量之比为(1.0～0.9)∶(1.0～0.9)；丙组分为球形导热填料，球直径为0.5mm～3.0mm；丙组分的重量为乙组分重量的100％～200％。通过采用上述技术方案，可制备得到性能优异的导热树脂组合物，导热树脂组合物兼具导热性、绝缘性、工艺性和实用性，适用于制备灌封胶、导热垫片，用于电子电器产品灌封、导热垫片，以及其它需要导热的领域。第二方面，本申请提供一种导热树脂组合物的制备方法，采用如下的技术方案：一种导热树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：步骤一，甲组份的制备、乙组分的制备和丙组分的制备；步骤二，将甲组份与乙组分搅拌混合10～60min，得甲乙混合物备用；步骤三，将丙组分与甲乙混合物充分混合，真空脱泡后，采用下出料注入模具中，固化成形得成品。通过采用上述技术方案，本专利技术采用三组分组合物和二次混合工艺，在不使用溶剂的情况下，有效提高了导热填料含量，同时也解决了高填料含量导致粘度过高困难无法操作的矛盾，可以方便获得高导热特性的材料。一种导热树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：步骤一，甲组份的制备、乙组分的制备和丙组分的制备；步骤二，将甲组份与乙组分搅拌混合10～60min，真空脱泡后，注入模具；步骤三，将丙组分倒入模具中，真空脱泡，固化成形得成品。通过采用上述技术方案，本专利技术采用三组分组合物和二次混合工艺，在不使用溶剂的情况下，有效提高了导热填料含量，同时也解决了高填料含量导致粘度过高困难无法操作的矛盾，可以方便获得高导热特性的材料。优选的，所述步骤一，甲组份的制备：将异氰酸酯化合物置于容器，抽真空至无泡，乙组分的制备：在氮气保护下，多元醇、助剂、导热填料加入反应釜中，100℃～140℃真空脱水至水份含量低于100ppm，降至室温，丙组分在110～140℃加热1～5小时，降至室温待用。通过采用上述技术方案，制备方法简单且所采用的设备较为常规，本申请的制备方法工艺性好、易于实现工业化生产。综上所述，本申请具有以下优点：1、本申请树脂是一种兼具导热性、绝缘性、工艺性和实用性的树脂组合物。2、本制备方法采用三组分组合物和二次混合工艺，在不使用溶剂的情况下，有效提高导热填料含量，同时也解决高填料含量导致粘度过高困难无法操作的矛盾，获得高导热性材料。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。原料本申请原料如下：异氰酸酯化合物选用：万华MP200MDI聚氨酯，参数：粘度(25℃)：150-250mPa*s，-NCO(％Wt)30.5-32.0，密度(25℃)1.220-1.250g/cm3，酸分(％，以HCI计)≤0.05，水解氯(％)≤0.2，厂家为烟台万华聚氨酯股份有限公司。...

【技术保护点】
1.一种导热树脂组合物，其特征在于：所述组合物是由包括以下原料制备而成：甲组分、乙组分和丙组分组成；甲组份包括异氰酸酯化合物；乙组分包括多元醇；甲组分所含异氰酸基的摩尔量与乙组分所含羟基的摩尔量之比为（1.0～0.9）：（1.0～0.9）；丙组分重量为乙组分重量的50%～300%。/n

【技术特征摘要】
1.一种导热树脂组合物，其特征在于：所述组合物是由包括以下原料制备而成：甲组分、乙组分和丙组分组成；甲组份包括异氰酸酯化合物；乙组分包括多元醇；甲组分所含异氰酸基的摩尔量与乙组分所含羟基的摩尔量之比为（1.0～0.9）：（1.0～0.9）；丙组分重量为乙组分重量的50%～300%。


2.根据权利要求1所述的一种导热树脂组合物，其特征在于：所述异氰酸酯化合物为二异氰酸酯、多异氰酸酯、含有异氰酸酯基团的化合物中的一种或多种组合；异氰酸酯化合物为甲苯二异氰酸酯（TDI）、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯（HDI）、聚合MDI、以及其它含有异氰酸酯基团的化合物的一种或多种组合。


3.根据权利要求1所述的一种导热树脂组合物，其特征在于：所述乙组分包括多元醇、导热填料和助剂，多元醇和助剂占乙组分重量分数的7～50%wt；导热填料占乙组分重量分数的为50～90%wt。


4.根据权利要求3所述的一种导热树脂组合物，其特征在于：所述多元醇和助剂占乙组分重量分数的10～20%wt；导热填料占乙组分重量分数的为80～90%wt。


5.根据权利要求3所述的一种导热树脂组合物，其特征在于：所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、植物油多元醇，以及其它含有羟基的化合物中的一种或多种组合；导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化镁、二氧化硅中的一种或多种组合；助剂包含流平剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、增稠剂、催化剂；增稠剂为气相二氧化硅。


6.根据权利要求1所述的一种导热树脂组合物，其特征在于：所述丙组分为球形导热填料，导热系数在20～1000w/mk；丙组分为氧化铝、氮化硼、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑敏敏，王宝湖，沈彬，马苗，葛凡，
申请(专利权)人：浙江荣泰科技企业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33