一种紫外光固化导热散热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外光固化导热散热涂料，属于涂料制备领域。其包括光敏树脂54%-75%，炭黑3%-10%，氮化铝3%-7%、氮化硼3%-7%、氧化铝2%-7%、碳化硅2%-5%，活性稀释剂5%-15%，光敏引发剂3%-8%，助剂2%-6%，其中上述的光敏树脂为丙烯酸酯，包括磷酸丙烯酸酯和环氧大豆油丙烯酸酯，其质量组分比为1：1-2；所述氮化铝和氮化硼粒径为0.5～3微米和氧化铝、碳化硅和炭黑粒径为1～3微米。本发明专利技术适用于高功率密度电子工业器件制造领域中，可用于电子器件表面紫外光固化导热散热涂料及其制备，将其涂布于电子器件各种基材表面，无需加热，也无有机溶剂挥发，代替传统的金属材料热控件和溶剂型导热散热涂料，实现部件各尺寸应用装置轻量化和运行高效化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导热散热涂料及其制备方法，更具体的说ー种紫外光固化导热散热涂料及其制备方法。
技术介绍
国内高功率密度电子エ业器件向尺寸小型化、结构紧凑化、功能多元化方向发展，由此引起的导热散热问题已经严重影响到高功率电子器件的工作稳定和可靠性。目前电子器件上所用的热控件一般采用金属材料，但是该类材料质量重、热膨胀系数大等，极大地限制了其作为封装散热材料的广泛使用。所以，研究和开发薄化、质量轻、导热率高的新材料，对于实现部件各尺寸应用装置轻量化和运行高效化具有重要意义。溶剂型树脂的固化时间长、高能耗，固化时间往往需要一个小时左右，固化温度需 要达到摄氏150度，同时溶剂型树脂需要加入溶剂型稀释剂，在固化过程中稀释剂挥发量大，导致损失较大,生产成本并造成一定的环境污染。目前国内外在导热散热涂料方面的研究并不多，局限在溶剂型涂料，如中国专利申请号CN200810146607. 5 —种散热涂料及其制备方法中，采用硅树脂和有机溶齐U，添加碳化硅、铝粉和氧化锌来制备散热涂料，用于散热设备上；而中国专利申请号CN201010514156. 3 一种用于LE)灯的散热涂料中，用有机硅聚氨酯为主要成膜物质，氧化铍和氮化铝为散热材料，制备的散热涂料用于LED灯的散热，这些散热涂料在加热成膜过程中需要释放大量的有机溶剤，不仅耗能，还污染环境，生产效率低下，对于不能加热涂布的电子器件还会受到制約。中国专利申请号201110165349. 7 ー种耐高温无卤阻燃型紫外光固化阻焊油墨的制备方法，专利文件公开了紫外光固化阻焊油墨主要由环氧丙烯酸类光敏树脂、光引发剂、环氧树脂、固化剂、填料、稀释剂等组成，这样的阻焊油墨具有高耐温性、高阻燃性、高硬度、无卤的特点，主要适用于印刷电路板无铅焊接和无铅吹锡(热风整平)エ艺，但其并不具有良好的导热散热效果，另外其采用油墨色浆，与无机导热填料的混合性较差，对无机导热材料的粒径大小要求很高，需要达到纳米级，且无法获得性能优异的导热材料。采用紫外光固化技术把光敏树脂在电子器件上成膜有所报道，但均无导热散热效果。如中国专利申请号CN200815000593公开了 ー种UV固化抗碱性蚀刻油墨组合物，包含强碱水可溶性树脂、光敏性引发剂、光敏性稀释剂和填料，中国专利申请号CN201010618907. 6一种耐污紫外光固化涂料以及中国专利申请号CN201110165349. 7 ー种耐高温无卤阻燃型紫外光固化阻焊油墨的制备方法。同时紫外光固化材料主要由树脂(预聚体)，稀释剂(単体)，交联剂(多官能团单体)和光引发剂或光敏剂等组成。稀释剂和光引发剂为固化材料中的重要组成部分之一，UV涂料的固化中各色颜料对不同波长的光线有不同的吸收率(透光率)，颜料的吸收率越小，透光率越大，涂层的固化速度越快。炭黑的紫外线吸收能力较高，固化得最慢，白色顔料反光性强，也妨碍了固化。一般而紫外光的吸收顺序为黒色〉紫色〉蓝色〉青色〉绝色〉黄色〉红色。UV树脂搭配黑色颜料难以紫外光固化，现有技术一般采用黑色油墨作为颜料，结合现有的光敏树脂和光引发剂，实现紫外光固化，得到黒色涂层比较困难，同时生产成本也较闻。
技术实现思路
I.专利技术要解决的技术问题针对现有溶剂型导热散热涂料成膜需要加热和挥发大量有机溶剂造成的耗能和环境污染问题，以及现有技术中紫外光固化得到黒色涂层比较困难等问题，本专利技术提供，特别适用于高功率密度电子エ业器件制造领域中，可用于电子器件表面紫外光固化导热散热涂料及其制备方法。将其涂布于电子器件各种基材表面，无需加热，也无有机溶剂挥发，代替传统的金属材料热控件和溶剂型导热散热涂料，实现部件各尺寸应用装置轻量化和运行高效化。2.技术方案 ー种紫外光固化导热散热涂料，包括光敏树脂、炭黒、氮化铝、氮化硼、氧化铝、碳化硅、活性稀释剂、光敏引发剂和助剂，各组分质量百分比如下光敏树脂54% -75%，炭黑3% -10%，氮化铝3% -7%、氮化硼3% -7%、氧化铝2% -7%、碳化硅2% _5%，活性稀释剂5% -15%，光敏引发剂3% -8%，助剂1% _3%，上述光敏树脂为丙烯酸酯，包括磷酸丙烯酸酯和环氧大豆油丙烯酸酯，其质量组分比为I :1_2。所述氮化硼和氧化铝粒径为O. 5-3微米，氮化铝、碳化硅和炭黑粒径为1-3微米。所述助剂包括消泡剂和流平剂，消泡剂和流平剂质量比为I :1，其中消泡剂为有机硅类消泡剂，流平剂为有机氟类流平剂。所述的丙烯酸酯为磷酸丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的混合物，其质量组分含量比为I :1-2 :1_3。所述的活性稀释剂为四氢呋喃丙烯酸酯或苯氧基こ基丙烯酸酯中的ー种或其组ムロ ο所述的光敏引发剂为双(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(简称819)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)ニ苯基氧化膦(简称ΤΡ0)或I-羟基-环己基苯甲酮(简称184)中的ー种或任意两种以上的组合。紫外光固化导热散热涂料制备方法，其制备方法步骤为(I)将光敏引发剂溶解于活性稀释剂中，再加入光敏树脂、炭黒、氮化铝、氮化硼、氧化铝和碳化硅，在常温1500转/分钟下搅拌均匀，上述组分按照质量配比光敏树脂29% -50%，炭黑3% -10%，氮化铝3% -7%、氮化硼3% _7%、氧化铝2% _7%、碳化硅2% _5%，活性稀释剂5% -15%，光敏引发剂3% _8%，混合并搅拌；(2)将搅拌均匀的上述混合物倒入砂磨机中研磨分散3-5次，最后缓慢加入25%光敏树脂和1% _3%助剂，在1500转/分钟下搅拌均匀30分钟，搅拌均匀稳定后，即得目标涂料。3.有益效果(I)本专利技术利用紫外光固化技术在电子器件各种基材表面制备导热散热涂层，具有如下特点a.通过光敏树脂、光敏引发剂等原料的配比，克服了紫外光固化得到黒色涂层比较困难和溶剂型树脂固化时间长等缺陷，使得光敏树脂固化快、生产速度快，相比现有的溶剂型树脂固化节省了 90%以上的时间，容易实现自动化和大批量化；b.通过适当的加入光敏引发剂，使得黒色涂层在紫外光灯下，实现常温快速成膜，能量利用率高，节约能源；c.本专利技术无添加有机剂溶剂，解决了热固型涂料在高温下烘烤并须长时间才能完全固化，同时有三分之一有机剂溶剂(VOC)会被挥发等问题，使得不存在有机溶剂(VOC)挥发，环境友好，降低生产成本；d.通过运用炭黑替代油墨上色的复杂 エ序以及加入高导热填料，克服了传统的紫外光固化涂料不能达到良好散热效果，同时与金属的表面结合力不佳，特别是黑色紫外光固化涂料更是紫外光固化涂料的难题，使得相对于已有的紫外光固化涂料，由于采用了特定的光敏树脂组分及光敏引发剂及炭黑，降低了成本，操作过程简化，解决了油墨型色浆エ序的复杂，克服了油墨中无机添加物粒径较小的问题，难以实现无机导热填料与树脂较好混合问题，实现了散热效果好。(2)本专利技术由于采用特殊UV材料和高效散热材料，不仅与金属基材表面结合力強，而且散热效果好，与未涂散热涂料相比散热温差最大达到20°C。具体实施例方式以下结合实例对本专利技术作进ー步具体描述。下述实施例中使用的光敏引发剂双(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(南京金鹿化工有限公司生产销售，型号819，CAS NO. 162881-26-7)、2，4，6(三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光固化导热散热涂料，其特征在于，包括以下质量百分比的各组分：光敏树脂54%？75%，炭黑3%？10%，氮化铝3%？7%、氮化硼3%？7%、氧化铝2%？7%、碳化硅2%？5%，活性稀释剂5%？15%，光敏引发剂3%？8%，助剂1%？3%；其中上述的光敏树脂为丙烯酸酯，包括磷酸丙烯酸酯和环氧大豆油丙烯酸酯，其质量组分比为1：1？2；所述氮化铝和氮化硼粒径为0.5～3微米,氧化铝、碳化硅和炭黑粒径为1～3微米。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化导热散热涂料，其特征在于，包括以下质量百分比的各组分光敏树脂54%-75%，炭黑3%-10%，氮化铝3%-7%、氮化硼3%_7%、氧化铝2%_7%、碳化硅2%_5%，活性稀释剂5%-15%，光敏引发剂3%-8%，助剂1%-3% ;其中上述的光敏树脂为丙烯酸酯，包括磷酸丙烯酸酯和环氧大豆油丙烯酸酯，其质量组分比为I :1-2 ;所述氮化铝和氮化硼粒径为O.5 3微米，氧化铝、碳化硅和炭黑粒径为I 3微米。2.根据权利要求I所述的紫外光固化导热散热涂料，其特征在于，所述的光敏引发剂为双(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、I-羟基-环己基苯甲酮中的一种或任意两种以上的组合，所述助剂包括消泡剂和流平剂，其中消泡剂为有机硅类消泡剂，流平剂为有机氟类流平剂，消泡剂和流平剂的质量比为I :Io3.根据权利要求I或2所述的紫外光固化导热散热涂料，其特征在于，所述的丙烯酸酯为磷酸丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的混合物，其质量组分含量比为I :1-2 :1-3。4.根据权利要求I或2所述的紫外光固化导热散热涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂为四氢呋喃丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯中的一种或其两种组合。5.根据权利要求4所述的紫外光固化导...

【专利技术属性】
技术研发人员：游建章，
申请(专利权)人：江苏元京电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：