一种高导热绝缘胶带及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热绝缘胶带及其制备方法，旨在通过银纳米线和氮化硼纳米片改善丙烯酸导热胶带的导热性能。丙烯酸导热胶带在银纳米线和氮化硼纳米片的协同效应作用下，该高导热绝缘胶带导热系数显著提高，平行与垂直方向的热导率高达2.3W/m

【技术实现步骤摘要】
一种高导热绝缘胶带及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米复合材料胶带
，具体涉及一种高导热绝缘胶带及其制备方法。

技术介绍

[0002]科技的发展和市场需求使电子器件向小型化、轻量化、结构紧凑化、运行高效化的方向发展，这样使得其散热效果成为整机小型化设计的关键。为保证电子器件或设备稳定得运行，需将产生的热量及时的导出。因而对所使用的胶带的质量、导热性、绝缘性和稳定性提出了更高的要求。尤其高导热胶带多数应用在电子设备、LED、电子封装等领域中时，必须保障优异的电绝缘性能。
[0003]传统丙烯酸树脂胶带绝缘性好，但导热性差，无法将所黏附的产品散发的热量及时传导出去。因此，急需开发一种导热性和绝缘性能兼备的复合导热胶带，以综合提高丙烯酸导热胶带的综合性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高导热绝缘胶带及其制备方法，通过复合银纳米线和氮化硼纳米片材料，显著改善丙烯酸导热胶带的导热性能，同时保留、甚至提升丙烯酸树脂的绝缘性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种高导热绝缘胶带，其中包含氮化硼/银纳米线纳米复合材料，在高导热绝缘胶带中的体积分数为10vol％
‑
70vol％。
[0007]进一步地，所述的氮化硼/银纳米线纳米复合材料在高导热绝缘胶带中的体积分数为30vol％
‑
50vol％。
[0008]进一步地，所述的氮化硼/银纳米线纳米复合材料由氮化硼纳米片和银纳米线制备，氮化硼纳米片与银纳米线的质量比例为(1
‑
20)：1。
[0009]进一步地，所述的氮化硼纳米片的片径0.3
‑
1.2μm、厚度15
‑
80nm。
[0010]进一步地，所述的银纳米线的尺度直径20
‑
80nm、长度10
‑
50μm。
[0011]制备上述高导热绝缘胶带的方法如下：
[0012]S1：制备氮化硼纳米片；
[0013]S2：制备氮化硼/银纳米线纳米复合材料；
[0014]S3：制备高导热绝缘胶带：将S2制备的氮化硼/银纳米线纳米复合材料加入配置好的含定量交联剂的改性丙烯酸胶黏剂中，进行分散，过滤。然后使用涂布机将胶黏剂涂到基材上，烘干制成单面胶带。
[0015]进一步地，所述步骤S1的制备方法：
[0016]S1.1：将一定量的氮化硼粉末溶于异丙醇有机溶剂中，充分搅拌该混合溶液至均匀分散，加入LiF作为插层剂，LiF与氮化硼质量比为1：40，倒入三颈圆底烧瓶中，然后组装
回流冷凝装置，在冷凝管边侧的下端进水口处用橡胶管连接进水装置，冷凝管侧边的上端排水口用另一橡胶管连接三颈圆底烧瓶，保持密封环境，混合溶液在190℃、1000rpm条件下加热72h进行反应；
[0017]S1.2：反应完成后，降至室温停止搅拌，把所得的乳白色溶液继续超声振动若干小时，超声后的溶液放在平台上封闭静置一天，取上层胶体溶液，烘干后得到光滑透明的氮化硼纳米片固体。
[0018]进一步地，所述步骤S2的制备方法：
[0019]S2.1：将一定量的S1制备的氮化硼纳米片分散于乙二醇中，预热，滴加CuCl2溶液搅拌1h，分别将配置好的硝酸银溶液和PVP溶液添加到注射器中，使用双通道注射泵以50ml/h的滴加速度，将硝酸银溶液和PVP溶液注入到烧瓶中，将烧瓶中的混合溶液在一定温度下反应5h，随后将烧瓶冰水浴15min停止反应得到母液；
[0020]S2.2：将S2.1得到的母液倒入离心管内，加入母液4倍体积的丙酮进行稀释，混合均匀后4000rmp离心20min，取沉积物中再次加入适量丙酮，重复本步骤离心1次，取沉积物；
[0021]S2.3：向S2.2得到的沉积物中加入无水乙醇，低频超声至沉积物均匀分散，完全分散后4000rmp离心20min，去除上清液，取沉积物，重复本步骤3次，最终得到纯化后的产物。
[0022]进一步地，所述步骤S2还包括步骤S2.4：
[0023]S2.4：称取一定量步骤S2.3制得的氮化硼/银纳米线纳米复合材料超声分散在去离子水中，加入盐酸多巴胺，盐酸多巴胺与氮化硼/银纳米线纳米复合材料质量比例为1：(20
‑
100)，加入三(羟甲基)氨基甲烷调节溶液的pH至8，在30℃下搅拌30
‑
60min，反应结束后，经微孔滤膜过滤得到聚多巴胺包覆的氮化硼/银纳米线纳米复合材料，将所得材料多次过滤水洗后放置于50℃的真空烘箱中燥12h。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]1、本专利技术创新性的使用氮化硼纳米片与银纳米线复配，对导热胶带进行填充，进而提高材料的导热性能。相较于银纳米颗粒而言，氮化硼纳米片与银纳米线的复配通过在氮化硼纳米片与银纳米线之间建立晶须桥接，最大限度地提高导热材料间的堆积密度，促进形成有效导热网络的形成，产生“1+1＞2”的效果，达到了使用银纳米颗粒或单一调料无法实现的导热效果。
[0026]2、本专利技术的高导热绝缘胶带在提高导热性能的同时，保持了丙烯酸树脂的绝缘性能，加入导热材料后，高导热绝缘胶带的体积电阻率并没有降低，反而有所提升。这是由于氮化硼纳米片自身具有高绝缘性能，而具有导电性能的银纳米线经多巴胺包裹后其导电性能也大幅度下降，并未对材料整体的绝缘性能产生负面影响，体积电阻率为7.2
×
10
14
Ω
·
cm，明显高于电绝缘体的临界标准(109Ω
·
cm)。
[0027]3.本专利技术的高导热绝缘胶带的平行与垂直方向的热导率高达2.3W/m
·
K与2.1W/m
·
K，与原始丙烯酸树脂相比，其热导率增长率约为1350％与1235％。与氮化硼/丙烯酸导热胶带相比，材料在平行与垂直方向的热导率增长率约为64％与110％。
[0028]4、通过本专利技术提供的制备方法，通过原位生长的方式所得到的氮化硼/银纳米线纳米复合材料的性能和效果优于直接使用氮化硼纳米片和银纳米线成品进行复合所得到的材料。
[0029]5、本专利技术中所组装的回流冷凝反应装置，是回流冷凝装置的新应用，保障反应的
密封环境，降低装置成本，使用方便，且对环境不产生污染，安全环保。
[0030]6、本专利技术步骤S1通过加入LiF作为插层剂插入氮化硼之中的间隙，使氮化硼纳米片不易结团、更好分散为小片。步骤S2中通过控制滴加、搅拌等制备条件的控制促使银纳米线在氮化硼上稳定地原位生长。
附图说明
[0031]图1是本专利技术不同比例氮化硼/银纳米线纳米复合材料的高导热绝缘胶带在平行方向的热导率；
[0032]图2是本专利技术不同比例氮化硼/银纳米线纳米复合材料的高导热绝缘胶带在垂直方向的热导率；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热绝缘胶带，其特征在于，其中包含氮化硼/银纳米线纳米复合材料，在高导热绝缘胶带中的体积分数为10vol％
‑
70vol％。2.根据权利要求1所述的一种高导热绝缘胶带，其特征在于，所述的氮化硼/银纳米线纳米复合材料，在高导热绝缘胶带中的体积分数为30vol％
‑
50vol％。3.根据权利要求1所述的一种高导热绝缘胶带，其特征在于，所述的氮化硼/银纳米线纳米复合材料由氮化硼纳米片和银纳米线制备，氮化硼纳米片与银纳米线的质量比例为(1
‑
20)：1。4.根据权利要求3所述的一种高导热绝缘胶带，其特征在于，所述的氮化硼纳米片的片径0.3
‑
1.2μm、厚度15
‑
80nm。5.根据权利要求3所述的一种高导热绝缘胶带，其特征在于，所述的银纳米线的尺度直径20
‑
80nm、长度10
‑
50μm。6.一种高导热绝缘胶带的制备方法，其特征在于，用来制备权利要求1
‑
2任一项所述的一种高导热绝缘胶带，包括以下步骤：S1：制备氮化硼纳米片；S2：制备氮化硼/银纳米线纳米复合材料；S3：制备高导热绝缘胶带：将S2制备的氮化硼/银纳米线纳米复合材料加入配置好的含定量交联剂的改性丙烯酸胶黏剂中，进行分散，过滤。然后使用涂布机将胶黏剂涂到基材上，烘干制成单面胶带。7.根据权利要求6所述的一种高导热绝缘胶带的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S1.1：将一定量的氮化硼粉末溶于异丙醇有机溶剂中，充分搅拌该混合溶液至均匀分散，加入LiF作为插层剂，LiF与氮化硼质量比为1：40，倒入三颈圆底烧瓶中，然后组装回流冷凝装置，在冷凝管边侧的下端进水口处用橡胶管连接进水装置，冷凝管...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹振兴，王海燕，
申请(专利权)人：厦门奈克斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：