一种低玻璃化温度的导热胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于导热胶技术领域，公开了一种低玻璃化温度的导热胶及其制备方法，该导热胶由双组分构成，通过合成的高性能预聚物与纳米级高导热材料的组合，有效改善了导热胶的固化收缩率、玻璃化温度、导热系数、粘度等并实现了固化时间的可调性，且避免使用挥发性有机溶剂，特别适用于对导热有要求的光纤环圈的绕制，能有效降低光纤环圈的内外温度梯度，提高光纤陀螺仪的精度；还适合适用手机、散热器、大功率电子元器件、线路板散热、电器模块与散热器的粘接和填充等。

A heat conductive adhesive with low glass transition temperature and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低玻璃化温度的导热胶及其制备方法
本专利技术属于导热胶
，特别涉及一种低玻璃化温度的光纤环圈用导热胶及其制备方法。
技术介绍
光纤陀螺是现今国际上工业应用的重要陀螺仪之一，其主要敏感器件是光纤环圈，为了满足光纤陀螺的振动性能要求，提高光纤陀螺的整体精度，绕制后的光纤环圈需要施胶固化加以固定，但是其工作误差受外界振动及温度变化影响较大。温度对光纤环的影响主要来自于两个方面，一方面是光纤陀螺内部热源散热，另一方面是环境温度的变化对光纤陀螺的影响。这些内部热源与环境温度均会对光纤环产生梯度温差作用，从而直接影响光纤陀螺的零偏稳定性。目前绕制光纤环所使用绕环胶的导热系数只有0.15～0.25W/(m.K)，所以光纤陀螺环的温度梯度效应会非常明显，严重影响光纤陀螺的精度进一步提高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低玻璃化温度的光纤环圈用导热胶及其制备方法，所述导热胶具有较高的导热系数，可以有效降低光纤环圈的温度梯度，降低环圈全温温度误差，提高陀螺的精度。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种低玻璃化温度的导热胶，包括A组分和B组分，所述A组分的各原料的质量比为：丙烯酸酯预聚物X5-65％，聚氨酯预聚物Y0-70％，导热材料1-90％，各组分之和满足100％；所述丙烯酸预聚物X由丙烯酸酯单体与异氰酸酯丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1～100:1的比例制备而成，其结构式为：其中，R1＝-H或-CH3；R2＝烷基；x:y＝1:1～100:1；所述聚氨酯预聚物Y是由多异氰酸酯与大分子多元醇按NCO:OH的摩尔比2:1～50:1的比例合成的端NCO聚氨酯预聚体；所述B组分的的各成分的质量比为：大分子多元醇5-80％，催化剂0.0-0.5％，抗氧剂0.1-2％，光稳定性0.1-0.5％，消泡剂0.0-0.5％，丙烯酸酯单体0-20％，导热材料1-90％，分散剂0.01-5％，偶联剂0.5％-2％，各组分之和满足100％。在上述技术方案中，所述A、B组分混合使用时，A组分中的-NCO与B组分中的-OH的摩尔比为0.9:1～1.5:1，此时导热胶的固化条件为：60-85℃维持12-48h。在上述技术方案中，所述丙烯酸预聚物合成所用的丙烯酸酯单体与B组分中的丙烯酸酯单体既可以是相同的也可以是不同的，但均是指玻璃化温度低于-30℃的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，包括但不限于丙烯酸异辛酯、丙烯酸异葵酯、丙烯酸异十三烷基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异葵酯、甲基丙烯酸异十三烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十七烷基酯中的一种或多种按任意比例的混合物。所述丙烯酸酯单体用于丙烯酸酯预聚物X的合成可以有效降低体系的玻璃化温度，添加到B组分中可以有效降低粘度，发挥增塑剂的作用降低玻璃化温度，还可以在丙烯酸酯预聚物X中残留的引发剂的作用下参与固化，与不可以参与固化的增塑剂相比有明显的技术优势。在上述技术方案中，所述聚氨酯预聚物Y中的大分子多元醇与B组分中的大分子多元醇为同种多元醇或不同种的多元醇，均是由环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、单独或任意比例合成的聚醚多元醇，或以上述聚醚多元醇作为起始剂合成的聚己内酯多元醇，聚己内酯多元醇，端羟基聚丁二烯，烷羟基封端的聚二甲基硅氧烷，新戊二醇与四氢呋喃共聚二醇、聚三亚甲基醚二醇、UNIPOL-B系列液态聚酯多元醇的一种或多种任意比例的混合物，且混合物的最终粘度应小于5000cps。所述大分子多元醇的数均分子量为200～6000，优选的，大分子多元醇的数均分子量为400～4000。在上述技术方案中，所述多异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)，六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)，三甲基已二异氰酸酯(TMDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)中的一种或多种混合物。在上述技术方案中，所述导热材料是由纳米级的石墨烯，碳纳米管、金刚石、氧化铝、氮化铝、氮化硼按任意比例混合而成。本专利技术中的导热材料采用针状、管状或片状材料(二维方向)与球类材料复合，实现横向与纵向的立体导热通道的构建。优选的，导热材料添加前可采用偶联剂对表面进行预处理以提高填料的分散性，所述偶联剂与导热胶组分中所述的偶联剂相同。在上述技术方案中，所述B组分中的催化剂为有机锡、有机铋、改性胺、铝酸酯及钛酸酯类催化剂，优选的，采用铝酸酯及钛酸酯类催化剂，包括但不限于辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、Coscat83、AL-M(铝酸酯)、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯中的一种或任意比例的混合物。在上述技术方案中，所述B组分中的抗氧剂是酚型抗氧剂，包括但不限于巴斯夫公司生产的Irganox1135、Irganox1035、Irganox1010、Irganox1726中的一种或多种按任意比例的混合物。在上述技术方案中，所述B组分中的光稳定剂是非受阻胺型，具体为苯并三氮唑类、二苯甲酮类、邻羟基苯基三嗪类光稳定剂，具体的包括但不限于利安隆新材料生产的UV-9、UV-234、UV-360、UV-531、UV-400中的一种或多种按任意比例的混合物。在上述技术方案中，所述B组分中的消泡剂为有机硅类、有机氟硅类及非硅性消泡剂，使用前需试验消泡剂对除导热材料以外的混合组分的相容性，具体包括但不限于BYK-065、BYK-066N、EFKA-2022、EFKA-2035、道康宁DC-163中的一种或多种按任意比例的混合物。在上述技术方案中，所述B组分中的分散剂可以为酸性、碱性或中性分散剂，包括但不限于tego-655、BKY-110、路博润32000、PB821、PB822、PB881。上述分散剂对导热材料有高效分散作用，较小的添加量就可以发挥作用，可以降低粘度的助剂。需要注意的是，由于碱性分散剂会加速固化进程，而酸性分散剂会减缓固化进程，故采用酸性、碱性分散剂时要注意控制添加量。在上述技术方案中，所述B组分中的偶联剂可以是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂，包括但不限于KH560、KH570、KH580、KH590、AL-M(铝酸酯)、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯、双三乙醇胺二异丙基钛酸酯。合适的偶联剂可以对与导热材料发生反应，改善导热材料与胶体的界面连接，降低界面热阻，提高导热系数。本专利技术还提供了上述低玻璃化温度导热胶的制备方法，具体包括以下步骤：S1、丙烯酸预聚物X的制备：将丙烯酸酯单体与异氰酸酯丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1～100:1的比例加入反应罐中，加入总质量0.2-2％的链转移剂KH580和总质量0.3-5％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低玻璃化温度的导热胶，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组分的各成分的质量比为：丙烯酸酯预聚物X 5-65％，聚氨酯预聚物Y 0-70％，导热材料1-90％，各组分之和满足100％；/n所述丙烯酸预聚物X由丙烯酸酯单体与异氰酸酯丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1～100:1的比例制备而成，其结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种低玻璃化温度的导热胶，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组分的各成分的质量比为：丙烯酸酯预聚物X5-65％，聚氨酯预聚物Y0-70％，导热材料1-90％，各组分之和满足100％；
所述丙烯酸预聚物X由丙烯酸酯单体与异氰酸酯丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1～100:1的比例制备而成，其结构式为：



其中R1＝-H或-CH3；R2＝烷基；x:y＝1:1～100:1；
所述聚氨酯预聚物Y是由多异氰酸酯与大分子多元醇按NCO:OH的摩尔比2:1～50:1的比例合成的端NCO聚氨酯预聚体；
所述B组分的各原料的质量比为：大分子多元醇5-80％，催化剂0.0-0.5％，抗氧剂0.1-2％，光稳定剂0.1-0.5％，消泡剂0.0-0.5％，丙烯酸酯单体0-20％，导热材料1-90％，分散剂0.01-5％，偶联剂0.5％-2％，各组分之和满足100％。


2.根据权利要求1所述低玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述A、B组分混合使用时，所述A组分中的-NCO与B组分中的-OH的摩尔比0.9:1-1.5:1，所述导热胶的固化条件为：60-85℃维持12-48h。


3.根据权利要求1所述低玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述丙烯酸酯单体是指玻璃化温度低于-30℃的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。


4.根据权利要求1所述低玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述大分子多元醇是由环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、单独或任意比例合成的聚醚多元醇，或以上述聚醚多元醇作为起始剂合成的聚己内酯多元醇，聚己内酯多元醇，端羟基聚丁二烯，烷羟基封端的聚二甲基硅氧烷，新戊二醇与四氢呋喃共聚二醇、聚三亚甲基醚二醇、UNIPOL-B系列液态聚酯多元醇的一种或多种任意比例的混合物。


5.根据权利要求1所述低玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述多异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯三聚体，六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、苯二亚甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄星，余晓梦，崔丽云，万欢，皮亚斌，高旭，
申请(专利权)人：武汉长盈鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42