一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜及制备方法，由以下组份和重量份数组成，基膜原料、过氧化物、纳米导热微胶囊、交联单体和硅烷偶联剂，以及纳米导热微胶囊、氨基功能化氧化石墨烯本发明专利技术和磁性石墨烯的制备从而得出的纳米导热胶膜，本发明专利技术涉及电气元散热技术领域。该可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜及制备方法，通过良好导热性的纳米粒子分散到基膜当中，并且将石墨烯阵列与纳米导热膜相结合，提升导热的效率，同时也能够让热量按照所设计的方向进行散热，在高集成度的元器件当中，能够有效避免散热给其它元器件的工作带来压力，解决了容易造成热斑现象，降低组件功率，加速组件的老化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜及制备方法
本专利技术涉及电气元散热
，具体为一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜及制备方法。
技术介绍
电子器件在工作当中都会产生热量，或者有些光电器件也会在阳光直射下工作，例如光伏组件会长期暴露在阳光下，电池表面温度升高，就会影响元器件的工作性能与使用寿命，因此，电子元器件的散热问题亟待解决。研究表明，电池表面温度每升高1℃，其光电转化效率会降低0.4～0.5％。大量用于电子元器件封装的材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，但其导热性能较差，组件温度的升高会进一步促进EVA胶膜的黄变老化。如果组件热量不及时散发而导致组件元器件温度升高，直接影响到各元器件的可靠性和寿命，进而导致热斑使得组件损害，增加维护和发电成本。并且随着科技的发展，电子元器件的集成度越来越高，一些器件的发热也可能会影响其它元件的工作性能，因此在散热时也需要考虑热量传播的方向。经检索专利号CN102329596，具体为一种高导热绝缘太阳能电池封装胶膜，其以丙烯酸酯改性EVA高聚物作为太阳能电池封装胶膜，掺杂高导热功能粉体及各种助剂，制成太阳能光电光热一体化系统封装用高导热绝缘封装功能胶膜。该专利技术的封装胶膜的制备方法包括：按一定的配比将原料混合均匀以及将混合物倒入双螺杆挤出机，混炼塑化，挤出切粒后模压成型。该专利技术制备的高导热太阳能绝缘封装材料粘结性能优异，交联密度高，耐热性能好，绝缘性优异，耐老化性好，可长久经受户外紫外光、热氧化以及湿气侵蚀，比同类产品耐黄变性有较大提高；还检索专利号CN106634653，具体为三维导热通道的光伏组件封装胶膜及制备方法和组件，该专利技术的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜，包括高分子主体树脂，高分子主体树脂中包括一维碳纳米管和/或二维石墨烯，以及零维导热粒子填料，一维碳纳米管和/或二维石墨烯在封装胶膜中的重量百分比为0.001-10％；零维导热粒子填料在封装胶膜中的重量百分比小于或者等于10％。其有益效果是：通过对导热材料及其含量进行选择，使得封装胶膜内部具有高效三维导热网络通道，其导热系数在1.0-2.0W/m.K之间，可望有效降低组件的工作温度2-6度，提高光伏组件的输出功率1-2％；能及时有效地传递太阳能组件在发电过程中产生的热量、降低组件的工作温度、提高组件发电量、降低组件的发电成本；在检索专利号CN111099585A，具体为一种石墨导热膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：制备分散液，将经酸化处理的多壁碳纳米管加入溶剂中混合，进行超声分散，形成均匀的碳纳米管分散液；制备聚酰胺酸树脂，向碳纳米管分散液中依次加入二胺单体、二酐单体和无机填料，经缩聚反应生成聚酰胺酸树脂；制备聚酰胺酸胶膜，将聚酰胺酸树脂流延，部分亚胺化后得到聚酰胺酸胶膜；制备聚酰亚胺复合薄膜，将聚酰胺酸胶膜高温加热并进行横纵双向拉伸，得到聚酰亚胺复合薄膜；制备石墨导热膜，将聚酰亚胺复合薄膜依次进行碳化和石墨化处理，得到石墨导热膜。上述石墨导热膜具有良好的机械和导热性能，石墨导热膜的制备方法工艺简单。目前，普通的EVA封装胶膜并不具备良好的导热性，并且该胶膜在经过长时间的阳光照射以及较高温环境下老化速度较快，CN102329596提到试图向EVA中添加导热剂来提高其导热性能，但由于普通的导热剂含量较低时，胶膜的热导率提升比较缓慢；含量较高下，影响胶膜的绝缘和老化性能，CN106634653提到向胶膜中添加石墨烯等纳米导热粒子，但由于纳米粒子比表面积大，容易再次团聚，使得导热通路被阻断，降低胶膜的导热和绝缘性能，CN111099585A公开了一种石墨导热膜的制备方法，专利中将聚酰亚胺复合薄膜依次进行碳化和石墨化处理，得到了一种具有良好机械和导热性能的石墨导热膜，诸如此类的方法都是从功能化材料的角度出发，而忽视了材料结构设计的重要性，制作成本高，工艺复杂，该专利技术主要是将剥离态纳米导热剂分散到基膜当中，从而形成稳定的导热网络，保证胶膜的导热系数在1-2W/(m·K)之间，从而有效降低光伏组件的工作温度，工作温度可以降低4～6℃，此外，基膜可以与玻璃、高分子背板的粘结更牢固，可以使纳米导热胶膜在长期老化过程中，剥离强度衰减更少，色相变化更少。
技术实现思路
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜及制备方法，解决了容易造成热斑现象，降低组件功率，加速组件老化的问题。（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，由以下组份和重量份数组成：基膜原料86.2-92.1份、过氧化物0.5-2份、纳米导热微胶囊6-10份、交联单体5-10份和硅烷偶联剂0.4-0.8份。优选的，所述基膜原料86.2、过氧化物0.5、纳米导热微胶囊6、交联单体5和硅烷偶联剂0.4。优选的，所述基膜原料88份、过氧化物1份、纳米导热微胶囊7份、交联单体8份和硅烷偶联剂0.6份。优选的，所述基膜原料92.1份、过氧化物2份、纳米导热微胶囊10份、交联单体10份、硅烷偶联剂0.8份。优选的，所述纳米导热微胶囊的平均粒径为0.2-2μm，所述基膜原料包括剥离态纳米导热剂和定向导热的柱状石墨烯阵列，且剥离态纳米导热剂呈现出纳米尺度的分散状态，纳米尺度为50-200nm，所述剥离态纳米导热剂为氮化硼，且剥离态纳米导热剂的粒径分布是50-200nm，层间距是10-20nm，所述石墨烯导热柱的直径3~5μm，高度为2~30μm和间隙为10~20μm。优选的，所述基膜原料为聚烯烃热熔胶膜或EVA胶膜任意一种，所述过氧化物包括过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化碳酸乙基乙酯、叔丁基过氧基甲酸乙基己基酯的一种或几种混合，所述交联单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或几种的混合物，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。优选的，所述剥离态米导热剂通过若干纳米导热微胶囊爆破形成，所述纳米导热微胶囊为核壳结构。本专利技术公开一种可用于电子元件封装纳米定向导热胶膜的制备方法，包括以下步骤：S1、制备纳米导热微胶囊，首先准备原料气化剂8份、纳米导热剂15份、反应助剂40份、表面活性剂3份和引发剂0.8份，将气化剂、纳米导热剂、反应助剂、溶解在溶剂中，形成有机溶液；将有机溶液加入表面活性剂的水溶液中，分散均匀，形成水乳液；将水乳液加热到60-70℃，并滴加引发剂水溶液，进行聚合反应，形成悬浮液；将悬浮液进行透析；冷冻干燥，得到所述纳米导热微胶囊。将纳米导热微胶囊与基膜原料、纳米导热胶膜的其他原料共混添加；通过模具挤出，以均匀分散纳米导热微胶囊，进行高能射线辐照，以使纳米导热微胶囊爆破，然后成型收卷，得到原位分散剥离态纳米导热剂的纳米导热胶膜；S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于，由以下组份和重量份数组成：/n基膜原料86.2-92.1份、过氧化物0.5-2份、纳米导热微胶囊6-10份、交联单体5-10份和硅烷偶联剂0.4-0.8份。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于，由以下组份和重量份数组成：
基膜原料86.2-92.1份、过氧化物0.5-2份、纳米导热微胶囊6-10份、交联单体5-10份和硅烷偶联剂0.4-0.8份。


2.根据权利要求1所述的一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于：所述基膜原料86.2、过氧化物0.5、纳米导热微胶囊6、交联单体5和硅烷偶联剂0.4。


3.根据权利要求1所述的一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于：所述基膜原料88份、过氧化物1份、纳米导热微胶囊7份、交联单体8份和硅烷偶联剂0.6份。


4.根据权利要求1所述的一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于：所述基膜原料92.1份、过氧化物2份、纳米导热微胶囊10份、交联单体10份、硅烷偶联剂0.8份。


5.根据权利要求1-3所述的一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于：所述纳米导热微胶囊的平均粒径为0.2-2μm，所述基膜原料包括剥离态纳米导热剂和定向导热的柱状石墨烯阵列，且剥离态纳米导热剂呈现出纳米尺度的分散状态，纳米尺度为50-200nm，所述剥离态纳米导热剂为氮化硼，且剥离态纳米导热剂的粒径分布是50-200nm，层间距是10-20nm，所述石墨烯导热柱的直径3~5μm，高度为2~30μm和间隙为10~20μm。


6.根据权利要求1-3所述的一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于：所述基膜原料为聚烯烃热熔胶膜或EVA胶膜任意一种，所述过氧化物包括过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化碳酸乙基乙酯、叔丁基过氧基甲酸乙基己基酯的一种或几种混合，所述交联单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或几种的混合物，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。


7.根据权利要求5所述的一种可用于电子元件封装的纳米定向导热胶膜，其特征在于：所述剥离态米导热剂通过若干纳米导热微胶囊爆破形成，所述纳米导热微胶囊为核壳结构。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李寒阳，刘晓玲，于淼，龙志博，何善权，韩建星，项楠宇，
申请(专利权)人：哈尔滨凯美斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23