一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的膠帶和元器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的膠帶和元器件。能夠提高膠水和膠帶的散熱效果和機械性能。本發(fā)明實施例提供一種膠水，所述膠水包括有機硅類膠粘劑以及散熱組分，所述散熱組分包括：納米碳化硅和納米氮化鈦，其中，所述納米碳化硅的粒徑在30?800nm之間，所述納米氮化鈦的粒徑在10nm?900nm之間。
【專利說明】
一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的膠帶和元器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的膠 帶和元器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，集成電路的密集化及微型化程度越來越高，電子元件 變得更小且以更高的速度運行，使其對散熱的要求越來越高。為了將熱量從熱源盡快散發(fā) 出去，目前出現(xiàn)了各種形形色色的散熱方法，其中，最為常見的是:在散熱器與電子元件的 發(fā)熱部位之間連接導熱片，導熱片以水平熱傳導的方式將熱量傳遞出去，效率較低，散熱效 果不理想。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，還有人利用散熱膠帶對電子元件進行散熱，散熱膠帶由高分子聚 合物類基材、涂覆在該基材上的散熱涂層及膠水層組成，然而，由于散熱涂層通常通過熱傳 導的形式進行散熱，高分子聚合物類基材的熱傳導性能差，不利于散熱，為了改善其散熱性 能，科研工作者將熱傳導性能優(yōu)異的石墨材質(zhì)和高分子聚合物類基材復合作為散熱膠帶的 基材，但是，由于石墨本身為片狀結(jié)構(gòu)，作為基材時容易發(fā)生粉碎或者損壞，散熱效果還有 待進一步提尚。
[0004] 當然，在現(xiàn)有技術(shù)中，還有很多提高散熱效果的方法，但是，現(xiàn)有的提高散熱效果 的方法均停留在增大傳熱導熱性能，實現(xiàn)散熱膠帶和發(fā)熱元件的無縫接觸的階段，這樣，對 材料的要求較高，并且導熱性能雖然提高了，但是熱量容易聚集起來不容易散發(fā)出去，散熱 效果仍然不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實施例提供一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的膠帶和元器件，能 夠提高膠水和膠帶的散熱效果。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種膠水，所述膠水包括有機硅類膠粘劑以及散熱 組分，所述散熱組分包括：納米碳化硅和納米氮化鈦，其中，所述納米碳化硅的粒徑在30-800nm之間，所述納米氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間。
[0008] 可選的，所述納米碳化娃和納米氮化鈦的粒徑在50-200nm之間。
[0009] 進一步可選的，所述納米氮化鈦在所述散熱組分中的質(zhì)量分數(shù)為15-40%。
[0010]優(yōu)選的，所述散熱組分還包括：納米二氧化鈦，所述納米二氧化鈦的粒徑在30-800nm之間。
[0011]可選的，所述有機硅類膠粘劑為90-99份，所述散熱組分為1-10份。
[0012]優(yōu)選的，所述散熱組分均勻分散于所述有機硅類膠粘劑中。
[0013] 第二方面，本發(fā)明實施例提供一種如上所述的膠水的制備方法，包括：
[0014] 將有機硅類膠粘劑和散熱組分在有機溶劑的存在下混合并攪拌均勻，獲得膠水；
[0015] 或者，將有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分在有機溶劑的存在下進行原位 聚合反應，獲得膠水。
[0016] 可選的，將有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分在有機溶劑的存在下進行原 位聚合反應具體包括：
[0017] 步驟1)將分子量小于等于20萬的硅橡膠、MQ硅樹脂、散熱組分和引發(fā)劑分散于有 機溶劑中；或者，將分子量大于20萬的硅橡膠、MQ硅樹脂和散熱組分分散于有機溶劑中，獲 得反應體系；
[0018] 步驟2)將所述反應體系的溫度升至100-120°c ;
[0019]步驟3)在攪拌下，將所述催化劑滴加入所述反應體系中，滴加完成后在130-150 °C 繼續(xù)反應1-2h。
[0020] 可選的，所述催化劑的滴加時間為l-3h。
[0021] 第三方面，本發(fā)明實施例提供一種膠帶，包括:薄膜以及涂覆在所述薄膜表面上的 散熱涂層，所述散熱涂層包括如上所述的膠水，所述薄膜對8-15微米的紅外光透過率大于 等于50%。
[0022]優(yōu)選的，所述薄膜的厚度為10-200μπι。
[0023] 可選的，所述散熱涂層的厚度為10_90μπι。
[0024] 優(yōu)選的，所述膠帶還包括:覆蓋在所述散熱涂層的表面的離型層，所述離型層的厚 度為 25-100μηι。
[0025] 第四方面，本發(fā)明實施例提供一種元器件，所述元器件的發(fā)熱部位或/和散熱部位 表面涂覆有如上所述的膠水；
[0026] 或者，所述元器件的發(fā)熱部位或/和散熱部位表面貼附有如上所述的膠帶。
[0027] 本發(fā)明實施例提供了一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的膠帶和元器件，由 于所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦，碳化硅具有導熱系數(shù)高、絕緣性強、機械強 度高、不易老化、能產(chǎn)生較高的遠紅外光譜的特點，氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩(wěn) 定性及優(yōu)良的導熱、導電性能，所述碳化硅和所述氮化鈦在低溫下能夠?qū)崃哭D(zhuǎn)化為8-15 微米的紅外線輻射出去，通過將所述散熱組分分散于有機硅類膠粘劑中形成散熱膠水，能 夠屏蔽外界發(fā)射到所述膠水表面上的紅外線，并且所述散熱組分的法向發(fā)射率能夠達到 0.9以上，法向發(fā)射率越高，其單位面積上輻射的熱量就越多，從而能夠提高散熱效果；另 外，由于有機硅類膠粘劑中的聚合物分子以Si-Ο鍵為主鏈，具有高紫外穩(wěn)定性、臭氧穩(wěn)定 性、耐高溫、耐化學腐蝕的特點，同時還具有粘彈性，制備所獲得的膠水對震動、噪聲和溫度 表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能，與發(fā)熱體接觸時，能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接，從而能夠進一步提高散熱性 能?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中散熱效果較差的缺陷。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種膠水的制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的一種膠水及其制備方法以及含有該膠水的 膠帶和元器件進行詳細描述。
[0030] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種膠水，所述膠水包括有機硅類膠粘劑以及散熱 組分，所述散熱組分包括：納米碳化硅和納米氮化鈦，其中，所述納米碳化硅的粒徑在30-800nm之間，所述納米氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間。
[0031] 需要說明的是，對于規(guī)則的球形納米碳化硅和納米氮化鈦顆粒，其粒徑即指其直 徑;對于不規(guī)則的顆粒，粒徑的可以參考現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于粒徑的定義，示例的其定義方法可 以有以下三種:投影徑、幾何當量徑或者物理當量徑。其中，投影徑:指顆粒在顯微鏡下所觀 察到的粒徑;幾何當量徑:取與顆粒的某一幾何量相等時的球形顆粒的直徑;物理當量徑： 取與顆粒的某一物理量相等時的球形顆粒的直徑。本發(fā)明實施例不對粒徑的定義進行限 定，其可以是直徑，也可以是投影徑、幾何當量徑或者物理當量徑中的任意一種。
[0032] 本發(fā)明實施例提供了一種膠水，由于所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化 鈦，碳化硅具有導熱系數(shù)高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產(chǎn)生較高的遠紅外光譜的 特點，氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩(wěn)定性及優(yōu)良的導熱、導電性能，所述碳化硅和 所述氮化鈦在低溫下能夠?qū)崃哭D(zhuǎn)化為8-15微米的紅外線輻射出去，通過將所述散熱組分 分散于有機硅類膠粘劑中形成散熱膠水，能夠屏蔽外界發(fā)射到所述膠水表面上的紅外線， 并且所述散熱組分的法向發(fā)射率能夠達到0.9以上，法向發(fā)射率越高，其單位面積上輻射的 熱量就越多，從而能夠提高散熱效果;另外，由于有機硅類膠粘劑中的聚合物分子以Si-Ο鍵 為主鏈，具有高紫外穩(wěn)定性、臭氧穩(wěn)定性、耐高溫、耐化學腐蝕的特點，同時還具有粘彈性， 制備所獲得的膠水對震動、噪聲和溫度表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能，與發(fā)熱體接觸時，能夠?qū)崿F(xiàn) 無縫連接，從而能夠進一步提高散熱性能。克服了現(xiàn)有技術(shù)中散熱效果較差的缺陷。
[0033]進一步地，本發(fā)明實施例提供的散熱組分為無機剛性納米粒子，比表面積較大，模 量高，將其分散于所述有機硅類膠粘劑中時，納米粒子與所述有機硅類膠粘劑中的聚合物 的界面結(jié)合力增強。
[0034] 其中，所述有機硅類膠粘劑可以通過商業(yè)途徑獲取，也可以通過自制獲取。有機硅 類膠粘劑可分為硅樹脂壓敏膠和硅橡膠壓敏膠，有機硅樹脂是以聚有機硅氧烷及其改性體 為主要原料的一類耐高溫壓敏膠，可以包括小分子有機硅化合物，有機硅橡膠是用含不飽 和雙鍵的硅油加填料經(jīng)混煉和密煉而成，分子量較大。
[0035] 通過商業(yè)途徑獲取時，有機硅類膠粘劑可以為有機硅壓敏膠。
[0036] 當通過自制獲取時，可以由硅橡膠和MQ硅樹脂經(jīng)脫水縮合反應得到。
[0037] 其中，需要說明的是，硅橡膠的端基為羥基，分子鏈中包含如（I)所示單元，其中， 式（I)中R可以為甲基，R'和R"可以為苯基、乙烯基、氫、甲基或者乙基，且R'和R"至少有一個 是乙烯基;MQ娃樹脂的結(jié)構(gòu)式如下式（II)所示，由[R1R2R3SIO1/2]單元與[SI04/2]單元組成， 具有雙層結(jié)構(gòu)緊密球狀物。其中，Μ表示[RifcfcSIOm]單元，Q表示[SI04/2]單元，Ri、R 2、R3可 以為甲基、苯基、乙烯基、羥基或者氫，可以相同也可以不同。
[0039] 優(yōu)選的，所述有機硅橡膠的分子量在20000-500000之間，運動粘度為6000mP · s-lOOOOOmP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為0.5-5%。所述有機硅橡膠的分子量過高、粘度過大時不利 于散熱組分的分散，分子量過小、粘度較低時，使得所獲得的有機硅類膠粘劑的粘性較?。?羥基數(shù)目過多進行聚合反應所獲得的壓敏膠的內(nèi)聚力過大，透光率和耐擊穿電壓降低。
[0040] 進一步優(yōu)選的，所述MQ硅樹脂中Μ和Q的個數(shù)比為0.6-0.9，分子量為1000-8000，羥 基的質(zhì)量分數(shù)為1-3%。所述MQ硅樹脂的分子量過高、粘度過大時不利于散熱組分的分散， 分子量過小、粘度較低時，使得所獲得的有機硅類膠粘劑的粘性較小;羥基數(shù)目過多進行聚 合反應所獲得的壓敏膠的內(nèi)聚力過大，透光率和耐擊穿電壓降低。
[0041 ]在通過商業(yè)途徑或者自制獲得有機硅類膠粘劑后，將所述有機硅類膠粘劑和所述 散熱組分混合并攪拌均勻，獲得所述膠水。
[0042]本發(fā)明的一實施例中，所述有機硅類膠粘劑為90-99份，所述散熱組分為1-10份。 其中，份表示一個單位，1份可以為lkg，也可以為lg，在這里僅表示兩種物質(zhì)之間的比例關(guān) 系，在本發(fā)明實施例中，所述有機硅類膠黏劑與所述散熱組分以此份數(shù)進行混合所獲得的 所述膠水的散熱性能最佳，所述散熱組分過多對散熱性能的提高貢獻不大。
[0043] 優(yōu)選的，所述納米碳化娃和納米氮化鈦的粒徑在50-200nm之間。
[0044] -般來說，納米碳化娃和納米氮化鈦的粒徑越小，比表面積越大，其散熱性能越 好。但是，粒徑越小，對制備條件的要求越苛刻，并且，當粒徑小到一定范圍時，粒徑的大小 對性能的影響不再明顯，例如，對于粒徑為l〇nm的碳化硅和氮化鈦組成的散熱組分與粒徑 為50nm的碳化硅和氮化鈦組成的散熱組分來說，二者的性能相差不大。因此，本發(fā)明實施例 在綜合考慮制備條件和性能的情況下，認為納米碳化娃和納米氮化鈦的粒徑在50nm-200nm 之間時，散熱效果能夠達到最佳。
[0045] 本發(fā)明的一實施例中，所述納米氮化鈦在所述散熱組分中的質(zhì)量分數(shù)為15-40%。 這樣，散熱組分的散熱性能最佳，所述納米氮化鈦的質(zhì)量分數(shù)過小或者過大，都會對組合物 的散熱產(chǎn)生負面影響。
[0046] 本發(fā)明的一實施例中，所述散熱組分還包括:納米二氧化鈦，所述納米二氧化鈦的 粒徑在30-800nm之間。將納米二氧化鈦加入散熱組分中，會大大增強散熱組分的性能。這是 因為納米碳化硅和納米氮化鈦在將熱量以紅外線的形式輻射到周圍環(huán)境中的過程中，也會 吸收周圍環(huán)境輻射到其表面的紅外線，由于加入了納米二氧化鈦，其特殊形貌可以反射一 部分發(fā)射到其表面的紅外線；同時，納米二氧化鈦還可以反射一部分環(huán)境中的紅外線，從而 減少外界輻射到其表面的紅外線，使得在相同的散熱面積上，所需散發(fā)的熱量減少，散熱效 果大大增強。因此，將包括二氧化鈦的散熱組分作為無機填料分散于有機硅類膠粘劑中，可 以使膠水具有更加優(yōu)異的散熱性能，而且，由于其表面接收的紫外線減少，會使其抗老化性 能增強，延長使用壽命。
[0047] 其中，本發(fā)明實施例優(yōu)選銳態(tài)礦晶型的納米二氧化鈦。采用該晶型結(jié)構(gòu)的納米二 氧化鈦，具有優(yōu)異的反射外界輻射的作用，能夠?qū)⑼饨鐐鲗У臒崃堪l(fā)射出去，進一步提高散 熱效果。
[0048]需要說明的是，在上述散熱組分中添加的納米二氧化鈦的量不做限定。優(yōu)選的，上 述散熱組分中納米二氧化鈦的質(zhì)量分數(shù)為15%-25%。在這一質(zhì)量分數(shù)范圍內(nèi)，該散熱組分 的性能會更加優(yōu)異，超過25 %以后發(fā)射效果提高不明顯。
[0049] 其中，對所述散熱組分與所述有機硅類膠粘劑的結(jié)合方式不做限定，所述散熱組 分可以分散在所述有機硅類膠粘劑的表面，也可以作為一團填充于所述有機硅類膠粘劑 中。
[0050] 本發(fā)明的一實施例中，所述膠水還包括偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑是一類具有兩不同性質(zhì)官 能團的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)的最大特點是分子中含有化學性質(zhì)不同的兩個基團，一個是親無 機物的基團，易與無機物表面起化學反應;另一個是親有機物的基團，能與所述有機硅類膠 粘劑中的合成樹脂或其它聚合物發(fā)生化學反應或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯(lián)劑被稱作 "分子橋"，用以改善無機物與有機物之間的界面作用，從而大大提高復合材料的性能，如物 理性能(機械性能）、電性能、熱性能、光性能等。
[0051] 若所述膠水中含有偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑能夠?qū)⑸峤M分與所述有機硅類膠粘劑通 過氫鍵或者化學鍵的形式連接起來，從而能夠進一步提高所述散熱組分與所述有機硅類膠 粘劑的界面結(jié)合力，提高所述膠水的機械性能。所述偶聯(lián)劑可以加在所述散熱組分中，或加 在有機硅類膠粘劑中，或兩者結(jié)合。
[0052]本發(fā)明的一實施例中，所述偶聯(lián)劑為0.5-5份。
[0053]本發(fā)明的又一實施例中，所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶 聯(lián)劑中的任一種或者幾種混合。
[0054] 優(yōu)選的，所述膠水還包括添加劑。所述添加劑可以為增塑劑、增稠劑、分散劑、涂面 調(diào)節(jié)劑、流動性調(diào)節(jié)劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑中的一種或者幾種。通過添加根據(jù) 需要添加添加劑，能夠提高膠水的物理和/或化學性能。
[0055] 本發(fā)明的一實施例中，所述散熱組分均勻分散于所述有機硅類膠粘劑中。
[0056] 在本發(fā)明實施例中，所述散熱組分均勻分散于所述有機硅類膠粘劑中，由于該散 熱組分均是無機剛性納米粒子，其粒子尺寸小、模量高，與有機硅類膠粘劑的界面結(jié)合力較 強，從而能夠改善膠水的機械性能，同時，均勻分散之后比表面積較大，能夠最大程度上將 紅外線輻射出去，提高散熱效果。
[0057]第二方面，本發(fā)明實施例提供一種如上所述的膠水的制備方法，包括：
[0058] 將有機硅類膠粘劑和散熱組分在有機溶劑的存在下混合并攪拌均勻，獲得膠水；
[0059] 或者，將有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分在有機溶劑的存在下進行原位 聚合反應，獲得膠水。
[0060] 本發(fā)明實施例提供一種膠水的制備方法，通過直接將有機硅類膠粘劑和散熱組分 混合均勻制備膠水，或者，將所述有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分進行原位聚合 反應制備膠水，能夠?qū)⑺錾峤M分均勻分散于所述有機硅類膠粘劑中，所獲得的膠水在 涂覆于發(fā)熱體表面時，能夠屏蔽外界發(fā)送到所述發(fā)熱體表面的紅外線，還能夠?qū)⑺霭l(fā)熱 體中的熱量以紅外線的形式輻射出去，提高散熱效果。
[0061] 本發(fā)明的一實施例中，參見圖1，將有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分在有 機溶劑的存在下進行原位聚合反應具體包括：
[0062]步驟1)將分子量小于等于20萬的硅橡膠、MQ硅樹脂、散熱組分和引發(fā)劑分散于有 機溶劑中；或者，將分子量大于20萬的硅橡膠、MQ硅樹脂和散熱組分分散于有機溶劑中，獲 得反應體系；
[0063]步驟2)將所述反應體系的溫度升至100_120°C ;
[0064] 步驟3)在攪拌下，將所述催化劑滴加入所述反應體系中，滴加完成后在130_150°C 繼續(xù)反應l_2h。
[0065] 在此反應過程中，所述散熱組分被包裹在所述有機硅類膠粘劑中，使得分散更加 均勻；另外，將催化劑滴加入反應體系中，能夠增大催化劑和反應組分的接觸面積，同時，還 能夠提高反應體系的催化效果。
[0066] 其中，硅橡膠的結(jié)構(gòu)式可以如式（I)所示，其中，式（1)中心可以為苯基或者乙烯 基，R2可以為乙烯基或者氫，且辦和辦至少有一個為乙烯基。MQ樹脂的結(jié)構(gòu)式如式（II)所示， 其中，式(Π )中RhRhfc可以為甲基、苯基、乙烯基、羥基或者氫。
[0067] 優(yōu)選的，所述有機硅橡膠的分子量在20000-500000之間，運動粘度為6000mP · s-lOOOOOmP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為0.5-5%。所述有機硅橡膠的分子量過高、粘度過大時不利 于散熱組分的分散，分子量過小、粘度較低時，使得所獲得的有機硅類膠粘劑的粘性較小； 羥基數(shù)目過多進行聚合反應所獲得的壓敏膠的內(nèi)聚力過大，透光率和耐擊穿電壓降低。 [0068] 進一步優(yōu)選的，所述MQ硅樹脂中Μ和Q的個數(shù)比為0.6-0.9，分子量為1000-8000，羥 基的質(zhì)量分數(shù)為1-3 %。
[0069]本發(fā)明的又一實施例中，所述催化劑的滴加時間為l-3h。在將催化劑滴加入反應 體系的過程中，邊反應邊滴加，能夠提高催化效果，并提高反應速率。
[0070] 其中，對所述催化劑的種類不做限定，只要能夠催化反應進行，縮短反應時間即 可。
[0071] 本發(fā)明的一實施例中，所述催化劑為有機錫類催化劑，有機錫類催化劑的主要作 用是催化有機硅橡膠和MQ硅樹脂發(fā)生縮合反應。
[0072]優(yōu)選的，所述有機錫類催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、二醋酸 二丁基錫和辛酸亞錫中的一種或者幾種混合物。
[0073] 本發(fā)明的一實施例中，所述引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰和過氧化月桂酰中的一種或 者兩種混合物。
[0074] 本發(fā)明的一實施例中，所述方法還包括:反應完成后，向反應體系中添加偶聯(lián)劑， 并攪拌均勻；
[0075] 或者，在反應過程中向反應體系中添加偶聯(lián)劑。
[0076] 通過添加偶聯(lián)劑，能夠提高所述有機硅類膠粘劑和所述散熱組分之間的界面結(jié)合 力，并提高所述有機硅類膠黏劑和粘附基體的界面結(jié)合力。
[0077] 本發(fā)明的又一實施例中，所述方法還包括：
[0078] 反應完成后，向其中添加添加劑，并攪拌均勻；
[0079] 或者，在反應過程中向反應體系中添加添加劑。
[0080] 其中，所述添加劑可以為增塑劑、增稠劑、分散劑、涂面調(diào)節(jié)劑、流動性調(diào)節(jié)劑、紫 外線吸收劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑中的一種或者幾種。通過添加根據(jù)需要添加添加劑，能夠提 高膠水的物理和/或化學性能。
[0081] 本發(fā)明的一實施例中，所述分子量小于等于20萬的有機硅橡膠或者分子量大于等 于50萬的有機硅橡膠與所述MQ硅樹脂的質(zhì)量比為30:70-55 :45，所述引發(fā)劑為所述有機硅 橡膠和MQ硅樹脂總質(zhì)量的1-5 %，所述催化劑為所述有機硅橡膠和MQ硅樹脂總質(zhì)量的0.5-5%。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，以該比例進行混合，反應迅速，能夠獲得粘度較高、散熱組分分散較均 勻的散熱膠水。
[0082] 第三方面，本發(fā)明實施例提供一種膠帶，包括:薄膜以及涂覆在所述薄膜表面上的 散熱涂層，所述散熱涂層包括如上所述的膠水，所述薄膜對8-15微米波長的紅外光透過率 大于等于50%。
[0083]本發(fā)明實施例提供一種膠帶，通過將具有散熱作用的膠水涂覆在薄膜的表面，能 夠得到具有散熱性能的膠帶，由于該薄膜的紅外光透過率大于等于50%，在將所述膠帶黏 貼于某個發(fā)熱部位表面時，能夠屏蔽外界發(fā)射到所述膠帶表面的紅外線，所述膠水涂層中 的散熱組分能夠在低溫下將熱量以紅外線的形式經(jīng)所述薄膜輻射出去，從而能夠提高所述 膠帶的散熱效果，并且，所述膠水表面的法向發(fā)射率能夠達到0.9以上，法向發(fā)射率越高，單 位面積的散熱性能越好，從而能夠進一步提高散熱效果。
[0084] 其中，所述膠水涂覆在所述薄膜上時，所述膠水和所述薄膜可以通過聚合反應結(jié) 合在一起，具體的，可以額外添加適量的引發(fā)劑在膠水中，混合均勻后涂覆在所述薄膜上， 然后在高溫下烘干，使得所述膠水與所述薄膜發(fā)生聚合反應制成膠帶。
[0085] 其中，對所述薄膜的材質(zhì)不做限定，只要所述膠水與所述薄膜的附著力良好即可。 [0086]本發(fā)明的一實施例中，所述薄膜的材質(zhì)為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯 (PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)中 的任意一種。
[0087] 本發(fā)明的一實施例中，所述薄膜的厚度為10-200μπι。若所述薄膜的厚度過小則強 度較低，耐熱性不好，厚度過大則紅外線的透過率較低，不利于散熱。
[0088] 其中，對所述薄膜的成型工藝不做限定，示例性的，所述薄膜可以通過雙向拉伸或 者流延的工藝進行制作而獲得。在雙向拉伸工藝中，通過對雙向拉伸工藝進行優(yōu)化，所制作 的薄膜具有較好的拉伸強度、沖擊強度、撕裂強度以及良好的光澤度。
[0089] 當然，所述薄膜還可以包括散熱組分。通過將散熱組分分散在所述薄膜中，能夠進 一步提高所述膠帶的散熱效果，并能夠進一步屏蔽外界發(fā)射到所述薄膜表面的紅外線，增 強所述薄膜的機械強度。
[0090] 本發(fā)明的一實施例中，所述散熱涂層的厚度為10-90μπι。所述散熱涂層太薄，粘結(jié) 強度較差，產(chǎn)品不穩(wěn)定，容易從粘附基體表面剝離，厚度太大熱傳導路徑長，不利于導熱與 散熱。
[0091] 優(yōu)選的，所述膠帶還包括:覆蓋在所述散熱涂層的表面的離型層，所述離型層的厚 度為25-100μπι。通過在所述散熱涂層表面增設(shè)離型層，能夠?qū)λ瞿z水進行保護，并且易于 剝離，所述離型層厚度太薄容易發(fā)生破損，不利于對膠水的保護，厚度太大膠帶卷曲時所受 應力過大，容易分離或產(chǎn)生褶皺。
[0092] 第四方面，本發(fā)明實施例提供一種元器件，所述元器件的發(fā)熱部位或/和散熱部位 表面涂覆有如上所述的膠水；
[0093] 或者，所述元器件的發(fā)熱部位或/和散熱部位表面貼附有如上所述的膠帶。
[0094] 本發(fā)明實施例提供一種元器件，通過將具有散熱作用的膠水涂覆在發(fā)熱部位或/ 和散熱部位表面，或者將具有散熱作用的膠帶貼附在發(fā)熱部位或/和散熱部位表面，能夠屏 蔽外界發(fā)射至所述發(fā)熱部位或/和散熱部位的紅外線，將所述發(fā)熱部位或/和散熱部位的熱 量通過紅外線的形式輻射出去，從而能夠提高所述元器件的散熱效果，保護元器件，延長使 用壽命。
[0095] 其中，對所述元器件的種類不做限定。
[0096] 所述元器件可以為手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、等離子顯示器、液晶顯示裝置、發(fā) 光二極管、投影儀等。
[0097] 所述元器件的發(fā)熱部位表面可以為處理器外殼表面、背光單元的外殼表面等，散 熱部位表面可以為散熱器的表面。
[0098] 關(guān)于本發(fā)明實施例的元器件的其他構(gòu)成等已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不 再詳細說明。
[0099] 以下，本發(fā)明實施例將通過實施例對本發(fā)明進行說明。這些實施例僅是為了具體 說明本發(fā)明而提出的示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道的是本發(fā)明的范圍不受這些實施例的 限制。
[0100] 實施例1
[0101 ] 分別將0.85g直徑為30nm的碳化娃，0· 15g直徑為10nm的氮化鈦分別分散于100g乙 酸乙酯溶劑中，攪拌至分散均勾，然后繼續(xù)加入90g有機娃壓敏膠，繼續(xù)攪拌至混合均勾，制 得基于有機硅的散熱膠水。
[0102]將散熱膠水噴涂在厚度為10微米的PP膜上，120°c烘干后形成約90微米的散熱涂 層，在所述散熱涂層的表面覆蓋一層厚度為25微米的離型層形成膠帶，將此膠帶貼附在激 光散熱器FIN片上，在環(huán)境溫度25°C，激光器熱功率130W時，散熱器表面溫度為56.0°C，貼附 后測試相同位置溫度為50.3°C。
[0103] 實施例2
[0104] 分別將0 · 7g直徑為800nm的碳化硅，0 · 8g直徑為900nm的氮化鈦、0 · 5g直徑為30nm 的銳鈦礦型納米二氧化鈦分別分散在有機溶劑中（30g甲苯，40g乙酸乙酯，30g乙苯），攪拌 至分散均勻，然后繼續(xù)加入lg硅烷偶聯(lián)劑、〇. 5g十二烷基苯磺酸、19.8g有機硅壓敏膠，繼續(xù) 攪拌至混合均勻，制得基于有機硅的散熱膠水。
[0105] 將散熱膠水噴涂在厚度為200微米的PET膜上，150°C烘干后在形成約10微米的散 熱涂層的膠帶，將此膠帶貼附在激光散熱器FIN片上，在環(huán)境溫度25 °C，激光器熱功率130W 時，散熱器FIN表面溫度為55.4°C，貼附后測試相同位置溫度為49.7°C。
[0106] 實施例3
[0107] 分別將6g直徑為200nm的碳化硅，2.5g直徑為200nm的氮化鈦、1.5g直徑為800nm的 銳鈦礦型納米二氧化鈦分別分散在溶劑中（30g二甲苯，40g乙酸乙酯，30g乙苯），攪拌至分 散均勻，然后繼續(xù)加入0.5g硅烷偶聯(lián)劑、99g有機硅壓敏膠，繼續(xù)攪拌至混合均勻，制得基于 有機娃的散熱膠水。
[0108] 將散熱膠水噴涂在厚度為100微米的PP膜上，100 °c烘干后在形成約20微米的散熱 涂層，在所述散熱涂層的表面覆蓋一層厚度為100微米的離型層形成膠帶，將此膠帶貼附在 激光影院驅(qū)動板散熱器表面，在環(huán)境溫度25°C時，未貼附的散熱器表面溫度為77.5°C，貼附 后測試相同位置溫度為69.7°C。
[0109] 實施例4
[0110] 分別將4g直徑為200nm的碳化娃，lg直徑為50nm的氮化鈦分別分散于10kg乙酸丁 酯溶劑中，攪拌至分散均勾，然后繼續(xù)加入25g硅烷偶聯(lián)劑、450g有機娃壓敏膠，繼續(xù)攪拌至 混合均勻，制得基于有機硅的散熱膠水。
[0111] 將散熱膠水噴涂在厚度為50微米的PET膜上，120 °C烘干后在形成約20微米的散熱 涂層，在所述散熱涂層的表面覆蓋一層厚度為75微米的離型層形成膠帶，將此膠帶貼附在 激光影院光源殼體表面，在環(huán)境溫度25°C時，未貼附的殼體表面溫度為61.8°C，貼附后測試 相同位置溫度為57.3 °C。
[0112] 實施例5
[0113] 分別將3 · 5g直徑為200nm的碳化硅，4g直徑為200nm的氮化鈦、2 · 5g直徑為800nm的 銳鈦礦型納米二氧化鈦分別分散在有機溶劑中（30g二甲苯，40g乙酸丁酯，30g乙苯），攪拌 至分散均勻，然后繼續(xù)加入5g KH570偶聯(lián)劑、95g有機硅壓敏膠，繼續(xù)攪拌至混合均勻，制得 基于有機硅的散熱膠水。
[0114] 將散熱膠水噴涂在厚度為200微米的PP膜上，120 °C烘干后在形成約25微米的散熱 涂層的膠帶，將此膠帶貼附在激光影院光機殼體表面，在環(huán)境溫度25 °C時，未貼附的殼體表 面溫度為51.0°C，貼附后測試相同位置溫度為47.5°C。
[0115] 實施例6
[0116] 將分子量在20000、運動粘度為6000mP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為0.5%的硅橡膠 (26.6g)，M與Q的個數(shù)比為0.6，分子量為1000，羥基的質(zhì)量分數(shù)為1 %的MQ硅樹脂(62.06g)， 〇.886g過氧化月桂酰，0.85g直徑為30nm的碳化娃，0.15g直徑為lOnm的氮化鈦分散于lOOg 的甲苯和50g的乙酸乙酯的混合溶劑中，并將體系溫度升至100°C ;
[0117] 在攪拌下，將0.443g所述二月桂酸二丁基錫在lh內(nèi)滴加入所述體系中，滴加完成 后在130°C繼續(xù)反應lh，獲得散熱膠水。
[0118] 將散熱膠水噴涂在厚度為10微米的使用甲苯和的過氧化苯甲?；旌弦禾幚砗蠛?干的PP膜上，120Γ烘干后在形成約10微米的散熱涂層的膠帶，將此膠帶貼附在激光散熱器 FIN片上，在環(huán)境溫度25°C，激光器熱功率130W時，散熱器表面溫度為58.0°C，貼附后測試相 同位置溫度為48.6 °C。
[0119] 實施例7
[0120] 將分子量在200000、運動粘度為lOOOOmP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為0.5-5%的硅橡膠 (10.45g)，M和Q的個數(shù)比為0.9,分子量為8000,羥基的質(zhì)量分數(shù)為1-3 %的MQ硅樹脂 (8 · 55g)，0 · 38g的過氧化苯甲酰，0 · 7g直徑為800nm的碳化娃，0 · 8g直徑為900nm的氮化鈦、 0.5g直徑為30nm的銳鈦礦型納米二氧化鈦分散于有機溶劑中，并將體系溫度升至120°C ;
[0121] 在攪拌下，將0.38g二月桂酸二丁基錫在3h內(nèi)滴加入所述體系中，滴加完成后在 150 °C繼續(xù)反應2h，獲得散熱膠水。
[0122] 將散熱膠水和過氧化苯甲?；旌虾?，噴涂在厚度為200微米的PET膜上，150 °C烘干 后在180°C下處理60秒，形成約90微米的散熱涂層的膠帶，將此膠帶貼附在激光散熱器FIN 片上，在環(huán)境溫度25°C，激光器熱功率130W時，散熱器FIN表面溫度為55.4°C，貼附后測試相 同位置溫度為49.7 °C。
[0123] 實施例8
[0124] 將分子量在500000、運動粘度為lOOOOOmP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為0.5%的硅橡膠 (45g)，M/Q = 0.6，分子量為8000，羥基的質(zhì)量分數(shù)為1 %的MQ硅樹脂(45g)，6g直徑為200nm 的碳化硅，2.5g直徑為200nm的氮化鈦、1.5g直徑為800nm的銳鈦礦型納米二氧化鈦分散于 1000g二甲苯中，并將體系溫度升至110°C ;
[0125] 在攪拌下，將9.0g所述二月桂酸二丁基錫在2h內(nèi)滴加入所述體系中，滴加完成后 在140°C繼續(xù)反應1.5h，獲得散熱膠水。
[0126] 將散熱膠水噴涂在厚度為100微米的PP膜上，100 °C烘干后在形成約90微米的散熱 涂層的膠帶，將此膠帶貼附在將此膠帶貼附在激光影院驅(qū)動板散熱器表面，在環(huán)境溫度25 °(：時，未貼附的散熱器表面溫度為77.5°C，貼附后測試相同位置溫度為69.7°C。
[0127] 實施例9
[0128] 將分子量在400000、運動粘度為50000mP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為5%的硅橡膠 (37.256g)，M和Q的個數(shù)比為0.8，分子量為5000，羥基的質(zhì)量分數(shù)為2 %的MQ硅樹脂 (55.884g)，4g直徑為200nm的碳化娃，lg直徑為50nm的氮化鈦，0.5g硅烷偶聯(lián)劑分散于有機 溶劑中，并將體系溫度升至110 °C ;
[0129] 在攪拌下，將1.86g所述二月桂酸二丁基錫在2.5h內(nèi)滴加入所述體系中，滴加完成 后在140 °C繼續(xù)反應1.2h，獲得散熱膠水。
[0130]將散熱膠水和過氧化苯甲?；旌虾?，噴涂在厚度為50微米的PET膜上，120 °C烘干 后在185°C處理90秒，形成約20微米的散熱涂層的膠帶，將此膠帶貼附在激光影院光源殼體 表面，在環(huán)境溫度25°C時，未貼附的殼體表面溫度為61.8°C，貼附后測試相同位置溫度為 57.3Γ。
[0131] 實施例10
[0132] 將分子量在100000、運動粘度為8000mP · s，羥基的質(zhì)量分數(shù)為4%的硅橡膠 (54g)，M和Q的個數(shù)比為0.75，分子量為6000，羥基的質(zhì)量分數(shù)為2.5%的MQ硅樹脂（126g)， 9g過氧化月桂酰，3 · 5g直徑為200nm的碳化娃，4g直徑為200nm的氮化鈦、2 · 5g直徑為800nm 的銳鈦礦型納米二氧化鈦，l〇g硅烷偶聯(lián)劑分散于有機溶劑中，并將體系溫度升至ll〇°C ;
[0133] 在攪拌下，將9g二月桂酸二丁基錫在lh內(nèi)滴加入所述體系中，滴加完成后在140°C 繼續(xù)反應lh，獲得散熱膠水。
[0134] 將散熱膠水噴涂在厚度為200微米的PET膜上，120 °C烘干后在形成約25微米的散 熱涂層的膠帶，將此膠帶貼附在激光影院光機殼體表面，在環(huán)境溫度25°C時，未貼附的殼體 表面溫度為51.0°C，貼附后測試相同位置溫度為47.5°C。
[0135] 綜上所述，由于所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦，碳化硅具有導熱系 數(shù)高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產(chǎn)生較高的遠紅外光譜的特點，氮化鈦具有高熔 點、高硬度、高溫化學穩(wěn)定性及優(yōu)良的導熱、導電性能，所述碳化硅和所述氮化鈦在低溫下 能夠?qū)崃哭D(zhuǎn)化為8-15微米的紅外線輻射出去，通過將所述散熱組分分散于有機硅類膠粘 劑中，能夠形成散熱膠水，所獲得的膠水能夠屏蔽外界發(fā)射到所述膠水表面上的紅外線，并 且所述膠水表面的法向發(fā)射率能夠達到0.9以上，法向發(fā)射率越高，其單位面積上輻射的熱 量就越多，從而能夠提高散熱效果;另外，由于有機硅類膠粘劑中的聚合物分子以Si-Ο鍵為 主鏈，具有高紫外穩(wěn)定性、臭氧穩(wěn)定性、耐高溫、耐化學腐蝕的特點，同時還具有粘彈性，制 備所獲得的膠水對震動、噪聲和溫度表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能，與發(fā)熱體接觸時，能夠?qū)崿F(xiàn)無 縫連接，從而進一步提高散熱性能?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中散熱效果較低的缺陷。
[0136] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種膠水，其特征在于，所述膠水包括有機硅類膠粘劑以及散熱組分，所述散熱組分 包括:納米碳化娃和納米氮化鈦，其中，所述納米碳化娃的粒徑在30_800nm之間，所述納米 氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠水，其特征在于，所述納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在 50-200nm之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠水，其特征在于，所述納米氮化鈦在所述散熱組分中的質(zhì)量 分數(shù)為15-40 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠水，其特征在于，所述散熱組分還包括:納米二氧化鈦，所述 納米二氧化鈦的粒徑在30-800nm之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠水，其特征在于，所述有機硅類膠粘劑為90-99份，所述散熱 組分為1-10份。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠水，其特征在于，所述散熱組分均勻分散于所述有機硅類膠 粘劑中。7. -種權(quán)利要求1所述的膠水的制備方法，其特征在于，包括： 將有機硅類膠粘劑和散熱組分在有機溶劑的存在下混合并攪拌均勻，獲得膠水； 或者，將有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分在有機溶劑的存在下進行原位聚合 反應，獲得膠水。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于， 所述將有機硅類膠粘劑的各反應組分和散熱組分在有機溶劑的存在下進行原位聚合 反應包括： 步驟1)將分子量小于等于20萬的硅橡膠、MQ硅樹脂、散熱組分和引發(fā)劑分散于有機溶 劑中；或者，將分子量大于20萬的硅橡膠、MQ硅樹脂和散熱組分分散于有機溶劑中，獲得反 應體系； 步驟2)將所述反應體系的溫度升至100-120°C ; 步驟3)在攪拌下，將所述催化劑滴加入所述反應體系中，滴加完成后在130-150°C繼續(xù) 反應l_2h。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于， 所述催化劑的滴加時間為l_3h。10. -種膠帶，其特征在于，包括:薄膜以及涂覆在所述薄膜表面上的散熱涂層，所述散 熱涂層包括如權(quán)利要求1-6任一項所述的膠水，所述薄膜對8-15微米的紅外光透過率大于 等于50%。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的膠帶，其特征在于，所述薄膜的厚度為10-200M1。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的膠帶，其特征在于，所述散熱涂層的厚度為10-90μπι。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的膠帶，其特征在于，所述膠帶還包括:覆蓋在所述散熱涂層 的表面的離型層，所述離型層的厚度為25-100μπι。14. 一種元器件，其特征在于，所述元器件的發(fā)熱部位或/和散熱部位表面涂覆有如權(quán) 利要求1-6任一項所述的膠水； 或者，所述元器件的發(fā)熱部位或/和散熱部位表面貼附有如權(quán)利要求10-13任一項所述 的膠帶。
【文檔編號】C09J7/02GK106047272SQ201610495220
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】邢哲
【申請人】海信集團有限公司