專利名稱：一種阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘接膠，尤其涉及一種阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠，屬于粘接膠技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱膠粘劑多用于電子電器元器件的電絕緣場合下的粘結(jié)和封裝。隨著電子工業(yè)中集成電路和組裝技術(shù)的發(fā)展，電子元器件和邏輯電路的體積趨向小型化，其向多功能化和集成化方向發(fā)展，勢必造成發(fā)熱量的大幅增加，這就對(duì)粘結(jié)和封裝材料的導(dǎo)熱性能提出很高的要求，因此提高導(dǎo)熱性是日益亟待的問題。提高聚合物導(dǎo)熱性能的途徑有兩種1、合成具有高導(dǎo)熱系數(shù)的結(jié)構(gòu)聚合物，如具有良好導(dǎo)熱性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等，主要通過電子導(dǎo)熱機(jī)制實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱，或具有完整結(jié)晶性，通過聲子實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱的聚合物；2、通過添加高導(dǎo)熱無機(jī)物對(duì)聚合物進(jìn)行填充，制備聚合物/無機(jī)物導(dǎo)熱復(fù)合材料。由于良好導(dǎo)熱性能有機(jī)高分子價(jià)格昂貴，填充導(dǎo)熱無機(jī)填料是目前廣泛采用的方法，現(xiàn)采用比較多的無機(jī)導(dǎo)熱填料主要有氧化鋁、氮化硼、氮化鋁寸。氮化硼(BN)有極高的導(dǎo)熱性，有極高的擊穿強(qiáng)度，但因?yàn)锽N密度較小(2. 25g/ cm3)，當(dāng)BN用量超過樹脂體系的30%時(shí)，樹脂粘度增大、分布不均、混膠非常困難，且制備工藝復(fù)雜成本太高。氮化鋁(ALN)作為一種新型填料，國內(nèi)近幾年才開始大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性需要考察，且價(jià)格較貴，單獨(dú)使用會(huì)使成本過高。非球形氧化鋁(AL2O3)電絕緣性能好，制造工藝成熟，價(jià)格便宜，應(yīng)用最為普遍。但其導(dǎo)熱率太低，不僅高填充對(duì)于提高導(dǎo)熱率有限，而且高填充會(huì)導(dǎo)致負(fù)面影響，如嚴(yán)重影響機(jī)械性能。所以無機(jī)填料的種類、形狀及其使用量是制備高導(dǎo)熱電子粘接膠的關(guān)鍵所在。因此，通過改變無機(jī)填料的種類，發(fā)明設(shè)計(jì)一種導(dǎo)熱性能高，制備工藝簡單，成本低的粘接膠成為一種必然趨勢。同時(shí)和大多數(shù)有機(jī)高分子材料一樣，環(huán)氧固化物比較易燃，容易造成火災(zāi)，全世界每年因此而造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此人們對(duì)應(yīng)用在電子電氣領(lǐng)域的環(huán)氧灌封膠進(jìn)行了阻燃處理，加入了阻燃劑。近幾十年來，使用最多的就是鹵系阻燃劑。其優(yōu)點(diǎn)是高效的阻燃性，添加較小量即可達(dá)到較高的阻燃級(jí)別，對(duì)被阻燃基材固有的物理機(jī)械性能影響較小。然而鹵系阻燃劑在燃燒時(shí)釋放的大量鹵化氫不僅有毒害而且有腐蝕性，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生二噁英等致癌物質(zhì)，另外還會(huì)生成破壞臭氧層的物質(zhì)，因此危害人類健康和破壞環(huán)境的鹵素阻燃劑近年來逐漸被世界各國禁用。所以通過引入具有高效阻燃性且環(huán)保的阻燃劑來制備一種阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠成為一種必然趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種導(dǎo)熱性能高，阻燃性能好，環(huán)保，成本低， 制備簡單的阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠，由A組份和胺類固化劑按100 5 12的重量配比混合而成；其中，所述A組份包括以下重量份數(shù)的各原料球形氧化鋁粉末50 60份、阻燃填料20 30份、環(huán)氧樹脂10 20份、活性稀釋劑1. 5 2. 5份、無鹵素液體阻燃劑2 3份、增韌劑2 3份、觸變劑0. 2 0. 8份和偶聯(lián)劑0. 1 0. 5份。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的球形氧化鋁填充的粘接膠對(duì)比非球形氧化鋁填充的粘接膠，固化物導(dǎo)熱率高，能迅速驅(qū)散發(fā)熱元器件的熱積累；價(jià)格較氮化硼(BN)、氮化鋁 (ALN)便宜，成本低；引入無鹵素阻燃劑在保證高效阻燃的同時(shí)不產(chǎn)生危害人類健康和破壞環(huán)境的物質(zhì)，非常環(huán)保；采用雙組份體系即可室溫固化，又可以加熱固化，操作方便。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述A組份中還含有重量份數(shù)為0. 2份的顏料。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，顏料用以滿足制件外觀要求。進(jìn)一步，所述顏料為炭黑。進(jìn)一步，所述胺類固化劑為聚醚胺和/或聚酰胺。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，即可室溫固化，又可加熱固化，賦予固化物良好的電氣性能和力學(xué)性能。進(jìn)一步，所述球形氧化鋁粉末的平均粒徑為5 45 μ m，可以采用一種粒徑填充或者兩種粒徑復(fù)配填充。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，該球形氧化鋁粉末粒徑整齊，球狀規(guī)則，高填充量，高導(dǎo)熱率。進(jìn)一步，所述阻燃填料為氫氧化鋁。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，氫氧化鋁分解時(shí)吸收熱量1. 96KJ/g，可降低燃燒表面的溫度，阻燃效果好，可達(dá)到UL94-V0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；生成的水蒸氣能捕捉有害氣體，減少煙霧和毒氣，具有抑煙作用；分解時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體，也不產(chǎn)生腐蝕性燃燒產(chǎn)物。進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，賦予體系低收縮率、耐候性、耐熱性等特點(diǎn)。進(jìn)一步，所述活性稀釋劑可以為正丁基縮水甘油醚(BGE)、烯丙基縮水甘油醚 (AGE)、苯基縮水甘油醚(PGE)、1，4-丁二醇二縮水甘油醚(BDGE)中的一種或任意幾種的混合物。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，降低樹脂粘度，提高浸潤性，增加填料用量。進(jìn)一步，所述無鹵素液體阻燃劑為磷系阻燃劑，如東莞道爾化工的DOher6200，青島聯(lián)美化工的FR-XS704、FR-XS701。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，具有優(yōu)良的阻燃性，環(huán)保，與環(huán)氧樹脂相容性好，降低樹脂粘度，增加填料用量。進(jìn)一步，所述增韌劑可以為端羧基液體丁腈橡膠(CTBN)、端羥基液體丁腈橡膠
4(HTBN)或奇士增韌劑。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，改善環(huán)氧樹脂固化物脆性，提高環(huán)氧樹脂固化物抗開裂性能。進(jìn)一步，所述觸變劑為氣相二氧化硅。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，增加膠液體系的觸變性和粘度，使得體系為觸變性的膠膏，防流淌，便于施工，賦予良好的物理機(jī)械穩(wěn)定性。進(jìn)一步，所述氣相二氧化硅為德固賽公司Aerosil R202或Aerosil 200。進(jìn)一步，所述偶聯(lián)劑為牌號(hào)KH560的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，有益于填料的分散，可以加大填料的填充；同時(shí)保證膠接面更耐介質(zhì)、耐水、耐老化。使用時(shí)，按100 5 12的重量比稱取A組份和胺類固化劑，于室溫?cái)嚢杈鶆颍?25°C固化M 48小時(shí)或于80°C固化4小時(shí)即可。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1球形氧化鋁粉末50份(國產(chǎn)平均粒徑為40 μ m)，氫氧化鋁20份，雙酚A型環(huán)氧樹脂15份，雙酚F型環(huán)氧樹脂5份，烯丙基縮水甘油醚2. 5份，Doher62003份，端羥基液體丁腈橡膠3份，KH5600. 5份，氣相二氧化硅Aerosi 1R202 0. 8份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份；聚酰胺651和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 12混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于25°C固化M小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。實(shí)施例2球形氧化鋁粉末55份(國產(chǎn)平均粒徑為40 μ m)，氫氧化鋁22份，雙酚A型環(huán)氧樹脂12份，雙酚F型環(huán)氧樹脂3份，正丁基縮水甘油醚2份，Doher6200 2. 5份，端羥基液體丁腈橡膠2. 5份，KH560 0.3份，氣相二氧化硅Aerosil R202 0. 5份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份；聚酰胺651和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 8. 5混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于25°C固化36小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。實(shí)施例3球形氧化鋁粉末60份(國產(chǎn)平均粒徑為40 μ m)，氫氧化鋁M份，雙酚A型環(huán)氧樹脂7份，雙酚F型環(huán)氧樹脂3份，苯基縮水甘油醚1. 5份，Doher 62002份，端羥基液體丁腈橡膠2份，KH5600. 1份，氣相二氧化硅Aerosil R2020. 2份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份；聚酰胺Versamid 125和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 5混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于25°C固化48小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。實(shí)施例4球形氧化鋁粉末51份(日本平均粒徑為25 μ m)，氫氧化鋁30份，雙酚A型環(huán)氧樹脂8份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂2份，縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂2份，1,4- 丁二醇二縮水甘油醚1. 5 份，F(xiàn)R-XS704 2份，端羧基液體丁腈橡膠2份，KH560 0. 5份，氣相二氧化硅Aerosil 200 0. 8份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份；聚酰胺300和聚醚胺D-400重量比 1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 6. 6混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于80 °C固化4小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。實(shí)施例5球形氧化鋁粉末52份(日本45 μ m 5 μ m = 6 4 (重量比))，氫氧化鋁25份， 雙酚A型環(huán)氧樹脂12份，酚醛環(huán)氧樹脂4份，1，4-丁二醇二縮水甘油醚1.5份，F(xiàn)R-XS704 2. 5份，端羧基液體丁腈橡膠2份，KH560 0. 3份，氣相二氧化硅Aerosil 200 0. 5份，炭黑 0.2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份；聚酰胺651和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 9. 6混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于 80°C固化4小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。實(shí)施例6球形氧化鋁粉末53份(日本45 μ m 5 μ m = 6 4 (重量比))，氫氧化鋁20份， 雙酚A型環(huán)氧樹脂16份，酚醛環(huán)氧樹脂3份，正丁基縮水甘油醚2份，F(xiàn)R-XS701 3份，奇士增韌劑2份，KH560 0. 3份，氣相二氧化硅Aerosi 1200 0. 5份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份；D-400的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 10. 5混合， 在室溫下真空攪拌均勻，混合物于80°C固化4小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。對(duì)比實(shí)施例1非球形氧化鋁粉末50份(日本A-42-6)，氫氧化鋁20份，雙酚A型環(huán)氧樹脂17 份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂3份，正丁基縮水甘油醚2. 5份，F(xiàn)R-XS7043份，奇士增韌劑3份，KH560 0.5份，氣相二氧化硅Aerosil R202 0. 8份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份； 聚酰胺651和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比 100 12混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于25°C固化M小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。對(duì)比實(shí)施例2非球形氧化鋁粉末60份(日本A-42-6)，氫氧化鋁對(duì)份，雙酚A型環(huán)氧樹脂7份， 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂3份，正丁基縮水甘油醚1. 5份，F(xiàn)R-XS701 2份，奇士增韌劑2份，KH560 0.1份，氣相二氧化硅Aerosil R202 0. 2份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，制得A組份； 聚酰胺Versamid 125和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 5混合，在室溫下真空攪拌均勻，混合物于25°C固化48小時(shí)，測固化物導(dǎo)熱系數(shù)。通過下面的測試實(shí)驗(yàn)測試本發(fā)明的環(huán)氧樹脂電子粘接膠的性能。測試實(shí)驗(yàn)1 導(dǎo)熱系數(shù)測試使用Hot Disk公司的TPS 2500S型導(dǎo)熱系數(shù)測定儀，按照ASTM E1530對(duì)實(shí)施例 1 6制得的樣品以及對(duì)比實(shí)施例1 2制得的樣品進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)測試。測試所得結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠，其特征在于，由A組份和胺類固化劑按 100 :5 12的重量配比混合而成；其中，所述A組份包括以下重量份數(shù)的各原料球形氧化鋁粉末50 60份、阻燃填料 20 30份、環(huán)氧樹脂10 20份、活性稀釋劑1. 5 2. 5份、無鹵素液體阻燃劑2 3份、 增韌劑2 3份、觸變劑0. 2 0. 8份和偶聯(lián)劑0. 1 0. 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接膠，其特征在于，所述所述A組份還包括重量份數(shù)為0.2 份的顏料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘接膠，其特征在于，所述顏料為炭黑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于所述胺類固化劑為聚醚胺和/或聚酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于，所述球形氧化鋁粉末的平均粒徑為5 45 μ m，其填充方式采用一種粒徑填充或者任意兩種粒徑復(fù)配填充。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于，所述阻燃填料為氫氧化鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于，所述活性稀釋劑為正丁基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚中的一種或任意幾種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于，所述無鹵素液體阻燃劑為磷系阻燃劑；所述增韌劑為端羧基液體丁腈橡膠、端羥基液體丁腈橡膠或奇士增韌劑中的任意一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的粘接膠，其特征在于，所述觸變劑為氣相二氧化硅；所述偶聯(lián)劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻燃的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂電子粘接膠，由A組份和胺類固化劑按1005～12的重量比混合而成；其中，所述A組份包括以下重量份數(shù)的各原料球形氧化鋁粉末50～60份、阻燃填料20～30份、環(huán)氧樹脂10～20份、活性稀釋劑1.5～2.5份、無鹵素液體阻燃劑2～3份、增韌劑2～3份、觸變劑0.2～0.8份和偶聯(lián)劑0.1～0.5份。本發(fā)明粘接膠中的球形氧化鋁填充的粘接膠對(duì)比非球形氧化鋁填充的粘接膠，固化物導(dǎo)熱率高，能迅速驅(qū)散發(fā)熱元器件的熱積累。
文檔編號(hào)C09J163/02GK102533192SQ20111044807
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者林榮杏, 王建斌, 陳田安 申請人:煙臺(tái)德邦電子材料有限公司