本发明专利技术提供了一种基于多维度多尺度微观结构设计的柔性导热胶，设计上，导热组分采用0维、1维、2维多维度以及微米、纳米多尺度导热粒子复合结构设计，保证导热组分可以为导热复合材料提供相对完善和相对丰富的声子输运网络，从而提高导热胶及胶带材料的热导率。与现有技术相比，本发明专利技术产品导热胶及导热胶带具有导热均匀性好、导热系数高、绝缘性能好以及强粘结力等优点，性能稳定，不含任何有机溶剂，可适应不同应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种基于多维多尺度微观结构设计的柔性导热胶及胶带，具有高热导率、强粘结力、耐水耐碱和良好的柔韧性。本专利技术提供了该胶粘剂及胶带的制备方法，可操作性强，便于工业生产。本专利技术产品综合性能优异，可模切加工，广泛用于CPU、功率管、模块电源等的发热器件和散热片的粘结，以及手机、LED 等电子产品中屏幕、边框与注塑模板的粘接。
技术介绍
随着现代微电子技术高速发展，电子设备变得薄且轻，这种结构使得电子设备内部功率密度明显提高，运行中所产生的热量不易排出、迅速积累而形成高温。温度的升高会导致设备运行速度减慢、器件工作中出故障以及其他性能问题，使得电子设备的可靠性和使用寿命大大降低。因此，当前电子行业对于作为热控系统核心部件的散热材料提出越来越高的要求，迫切需要高效导热、轻便的材料迅速将热量传递出去，保障电子设备正常运行。导热胶及胶带由于厚度可调、使用方便、更换容易等，广泛应用于芯片与热沉的粘结。现有导热胶及胶带存在导热系数不高、难以满足大功率器件散热需求等缺陷。另一方面，导热胶及胶带还需要具有柔韧性和对发热部件及散热部件的粘附性，然而导热组分过量添加将造成粘结性差、柔韧性降低、使用寿命短的问题，如何同时解决这些问题成为研究及专利技术的热点。本专利技术需要解决的技术问题是：其一、现有导热胶及胶带导热系数低；其二、随着导热组分加入，导热胶绝缘性能降低；其三、现有导热绝缘胶及胶带与热器件粘结力差；其四、现有导热绝缘胶及胶带柔韧性差、易老化、寿命短，需频繁更换；其五、模切中，导热胶带边缘卷取、翘起。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是提供一种用于微电子器件的压敏胶带，导热组分采用0维、1维、2维多维度以及微米、纳米多尺度导热粒子复合结构设计，保证导热组分可以为导热复合材料提供相对完善和相对丰富的声子输运网络，从而提高压敏胶及胶带材料的本体热导率。该压敏胶及胶带在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了胶带导热性能的均匀性的同时，提高了产品的散热性能稳定性、绝缘性、可靠性，大大降低了产品的成本。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是将采用0维、1维、2维多维度以及微米、纳米多尺度导热粒子复合结构设计导热组分原位聚合进入胶粘剂基体中。工艺方法包括以下步骤：本专利技术采用的具体方案为：一种基于多维度多尺度微观结构设计的柔性导热胶，其特征在于，其是由下述重量份的原料制成：丙烯酸酯软单体45-80、丙烯酸酯硬单体5-15、功能单体5-8、多维多尺度结构设计的导热组分2-20、光引发剂0-5、乳化剂0-5、热引发剂0-5、助剂0-5。 所述的基于多维度多尺度微观结构设计的柔性导热胶，其特征在于，导热组分通过原位聚合进入胶粘剂中，导热组分采用0维、1维、2维多维度以及微米、纳米多尺度导热粒子复合结构设计，即0维微米组分、0维纳米组分、1维纳米组分、1维微米组分、2维纳米组分和2维微米组分等两种或两种以上组合，保证导热组分可以为导热复合材料提供相对完善和相对丰富的声子输运网络，从而提高导热胶的本体热导率。所述的导热胶，其特征在于制备方法可采用本体聚合、乳液聚合或紫外光引发聚合法;本体聚合法步骤为：将丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体和功能单体混合得丙烯酸酯单体混合物，取其中50%左右置于反应釜中，通氮气加热回流，加入60%左右的热引发剂，反应30分钟左右后，滴加剩余的丙烯酸酯单体混合物，继续反应1-2小时，冷却得到预聚体；随后，加入多维多尺度结构设计的导热组分、助剂并补加剩余的热引发剂，继续反应2-3小时，得到导热胶；将得到的导热胶直接涂覆于基材或离型纸上，干燥得到指定厚度的导热胶带；乳液聚合法步骤为：称取乳化剂及一定量的去离子水，置于烧杯1中，搅拌至全部溶解；称取丙烯酸酯软单体、硬单体、功能单体，置于烧杯2中，搅拌15-20分钟；将烧杯1、2中溶液倒入三口烧瓶中，机械搅拌20-30分钟，完成乳化过程。将获得的乳液置于70-80℃水浴中，边搅拌边通氮气,随后加入热引发剂，反应30分钟左右后再加入及助剂，3小时左右结束反应,得到导热胶；将得到的导热胶直接涂覆于基材或离型纸上，干燥得到指定厚度的导热胶带；紫外光引发聚合法步骤为：将丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体、功能单体以及20%左右光引发剂、助剂和多维多尺度结构设计的导热组分混合后置于反应釜中，通氮气，UV紫外光辐照，待预聚体粘度为1000-5000厘泊时停止反应，得到导热胶；将80%左右光引发剂、加入得到的导热胶中，混合均匀、脱泡后涂布于离型膜、离型纸或基材上，置于紫外灯下辐照固化，得到所需导热胶带。所述的导热胶，其特征在于，丙烯酸酯软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或两种以上的混合物；丙烯酸酯硬单体选自苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的混合物。功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、丁氧基羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、衣康酸和3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。所述的导热胶，其特征在于，所述多维多尺度结构设计的导热组分为不同微米、纳米尺寸的AlN、BN、Al2O3、SiC、Ag、Cu、Al、石墨、碳纳米管和石墨烯中两种或多种共混。所述的导热胶，其特征在于，乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或两种；热引发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种或两种。紫外光引发剂选自二苯甲酮、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香正丁醚、1-羟基-环己基苯酮、2，2-二甲氧基苯乙酮，2，2-二甲氧基-2-苯基-1-苯乙酮苯偶姻甲醚和苯偶姻异丙醚中的一种或几种。助剂选自萜烯树脂、松香树脂、二氧化硅、玻璃微珠、有机树脂微球和多官能(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种。 所述的导热胶，其特征在于，导热胶可涂布于离型纸或离型膜上，制成无基材双面胶带；也可以涂覆于基材上，基材选自无弹性布基、膜材、无纺布、弹性布料、弹性无纺布、各种纸基、金属膜和玻璃纤维布中的一种或几种，制成导热胶带。所述的导热胶，其特征在于，该压敏胶及胶带具有高热导率、强粘结力、耐水耐碱和良好的柔韧性。所述的导热胶，其特征在于，基体不局限于聚丙烯酸酯，也可以是其他常用基材。本专利技术的优点在于：1、本专利技术制备的导热胶及胶带具有良好的导热性能、粘结性能、柔韧性及耐老化性能，且耐水耐碱。2、产品电绝缘性能优越，耐高温、使用寿命长。3、产品热导率可根据成本及导热需求调节。4、反应物中不添加任何有机溶剂，降低环境污染。5、本专利技术制备工艺简单，生产过程、储存过程稳定、安全，易控制，便于操作，易于工业化生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1将丙烯酸酯软单体丙烯酸异辛酯720克、硬单体甲基丙烯酸甲酯100克、功能单体甲基丙烯酸65克混合，取其中50%置于反应釜中，通氮气70℃下加热回流，加入2克引发剂偶氮二异丁腈，反应30分钟后，滴加，继续反应2小时，得到预聚体。接着，向体系中逐滴加入125微米的铜粉15克、管径为50nm的碳纳米管5克、石墨烯1克，二氧化硅20克，玻璃微球28克和剩余的50本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于多维度多尺度微观结构设计的柔性导热胶，其特征在于，其是由下述重量份的原料制成：丙烯酸酯软单体45‑80、丙烯酸酯硬单体5‑15、功能单体5‑8、多维多尺度结构设计的导热组分2‑20、光引发剂0‑5、乳化剂0‑5、热引发剂0‑5、助剂0‑5。
【技术特征摘要】
1.一种基于多维度多尺度微观结构设计的柔性导热胶，其特征在于，其是由下述重量份的原料制成：丙烯酸酯软单体45-80、丙烯酸酯硬单体5-15、功能单体5-8、多维多尺度结构设计的导热组分2-20、光引发剂0-5、乳化剂0-5、热引发剂0-5、助剂0-5。2. 根据权利要求1所述的基于多维度多尺度微观结构设计的柔性导热胶，其特征在于，导热组分通过原位聚合进入胶粘剂中，导热组分采用0维、1维、2维多维度以及微米、纳米多尺度导热粒子复合结构设计，即0维微米组分、0维纳米组分、1维纳米组分、1维微米组分、2维纳米组分和2维微米组分等两种或两种以上组合，保证导热组分可以为导热复合材料提供相对完善和相对丰富的声子输运网络，从而提高导热胶的本体热导率。3.根据权利要求1所述的导热胶，其特征在于制备方法可采用本体聚合、乳液聚合或紫外光引发聚合法;本体聚合法步骤为：将丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体和功能单体混合得丙烯酸酯单体混合物，取其中50%左右置于反应釜中，通氮气加热回流，加入60%左右的热引发剂，反应30分钟左右后，滴加剩余的丙烯酸酯单体混合物，继续反应1-2小时，冷却得到预聚体；随后，加入多维多尺度结构设计的导热组分、助剂并补加剩余的热引发剂，继续反应2-3小时，得到导热胶；将得到的导热胶直接涂覆于基材或离型纸上，干燥得到指定厚度的导热胶带；乳液聚合法步骤为：称取乳化剂及一定量的去离子水，置于烧杯1中，搅拌至全部溶解；称取丙烯酸酯软单体、硬单体、功能单体，置于烧杯2中，搅拌15-20分钟；将烧杯1、2中溶液倒入三口烧瓶中，机械搅拌20-30分钟，完成乳化过程；将获得的乳液置于70-80℃水浴中，边搅拌边通氮气,随后加入热引发剂，反应30分钟左右后再加入及助剂，3小时左右结束反应,得到导热胶；将得到的导热胶直接涂覆于基材或离型纸上，干燥得到指定厚度的导热胶带；紫外光引发聚合法步骤为：将丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体、功能单体以及20%左右光引发剂、助剂和多维多尺度结构设计的导热组分混合后置于反应釜中，通氮气，UV紫外光...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧秀兰，
申请(专利权)人：合肥第六元素光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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