一种高玻璃化温度的导热胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及导热胶技术领域，公开了一种高玻璃化温度的导热胶及其制备方法，所述导热胶由以下各组分原料按质量比制备而成：有机硅环氧预聚物5‑80％，脂环族环氧树脂1‑50％，氧杂环丁烷单体1‑20％，大分子多元醇0‑20％，固化剂0.2‑25％，抗氧剂0.1‑2％，光稳定性0.1‑0.5％，消泡剂0.0‑0.5％，导热填料5‑90％，分散剂0.0‑5％，偶联剂0.2％‑2％，各组分之和满足100％。本发明专利技术提供的导热胶具有高的玻璃化温度(＞100℃)、较高的弹性模量(＞1000MPa)、较好的韧性(伸长率＞5％)以及较强的粘结力，适用于光纤陀螺中光纤环圈的粘接，能有效提高光纤环的整体导热系数，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。

【技术实现步骤摘要】
一种高玻璃化温度的导热胶及其制备方法
本专利技术涉及导热胶
，特别涉及一种高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及粘环用的粘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
有鉴于此，本专利技术提供了一种高玻璃化温度的光纤环圈用导热胶及其制备方法，该导热胶具有高的玻璃化温度(＞100℃)、较高的弹性模量(＞1000MPa)、较好的韧性(伸长率＞5％)以及较强的粘结力，能有效提高光纤环的整体导热系数，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。本专利技术的技术方案如下：一种高玻璃化温度的光纤环圈用导热胶，由以下各组分原料按质量比制备而成：有机硅环氧预聚物5-80％，脂环族环氧树脂1-50％，氧杂环丁烷单体1-20％，大分子多元醇0-20％，固化剂0.2-25％，抗氧剂0.1-2％，光稳定性0.1-0.5％，消泡剂0.0-0.5％，导热填料5-90％，分散剂0.0-5％，偶联剂0.2％-2％，各组分之和满足100％；所述有机硅环氧预聚物由有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B按任意比例组成，有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B的结构式为：其中，R1＝苯基或甲基，R2＝苯基或甲基，m＝0-8，n＝0-8；所述脂环族环氧树脂的玻璃化温度大于100℃，粘度小于2000mpa.s；所述抗氧剂为酚型抗氧剂，所述光稳定剂为非受阻胺型。在上述技术方案中，所述脂环族环氧树脂包括但不限于2021P、UVR-6128。在上述技术方案中，所述氧杂环丁烷单体，是指含有氧杂环丁烷的低粘度活性稀释剂，包括但不限于3-氧杂环丁烷丙醇、3-氧杂环丁烷丁醇、3-氧杂环丁烷甲醇、3-苯基-3-羟基-1-氧杂环、3-乙基-3-氧杂丁环甲醇、3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷、3-苯基-1-氧杂环丁烷、3-苯基-3-甲氧基氧杂环丁烷、3-甲基-3-苯基氧杂环丁烷、3,3'-(氧基双亚甲基)双(3-乙基)氧杂环丁烷中一种或多种任意比例的混合物。氧杂环丁烷单体可以有效的提升固化速度，增加韧性，降低粘度。在上述技术方案中，所述的大分子多元醇可以是由环氧乙烷、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，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。数均分子量为200到3000之间，优选的是300到2000之间。大分子多元醇可以参与阳离子固化，降低收缩率，发挥增韧的作用。在上述技术方案中，所述固化剂是热引发潜伏性固化剂，包括但不限于ADEKAEH-4360S、ADEKAEH-3842、Anyhard1010P、ICAM-8409一种或多种任意比例的混合物。在上述技术方案中，所述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，所述光稳定剂可以是苯并三氮唑类、二苯甲酮类、邻羟基苯基三嗪类光稳定剂，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，所述导热填料是由针状、管状或片状等二维方向的填料与球类填料按任意比例混合而成，当导热胶用于光纤环圈绕制时导热填料的粒径应满足D100＜2.5μm，所述针状、管状和片状填料包括但不限于针状氧化铝、片状氮化硼、石墨烯、碳纳米管等；所述合适的球类填料包括但不限于氮化铝、球形氮化硼、碳化硅、金刚石等。在上述技术方案中，所述分散剂优选为中性的分散剂，包括但不限于路博润32000、TiloJet3000、TiloJet3003等。酸性与碱性的分散剂可能会与环氧树脂反应，影响储存稳定性。分散剂是对导热填料有高效分散作用，较小的添加量就可以发挥作用，可以降低粘度的助剂。在上述技术方案中，所述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等。优选的，所述偶联剂为具有环氧反应基团的KH560。合适的偶联剂可以对与导热填料发生反应，改善导热填料与胶体的界面连接，降低界面热阻，提高导热系数。在上述技术方案中，所述消泡剂可以是有机硅类、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填料以外的混合组分的相容性，所述偶联剂包括但不限于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。本专利技术还提供了上述高玻璃化温度的光纤环圈用导热胶的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：将摩尔比为0.95:1～1:1的端含氢硅油与烯丙基双酚A加入烧瓶中，加入相对总质量10-300ppm铂催化剂KP36，在100～140℃的温度反应2-8h，然后加入与含氢硅油等摩尔的烯丙基缩水甘油醚继续反应2-8h。即可得到有机硅环氧预聚物A，或加入与含氢硅油等摩尔的4-乙烯基-1-环己烯-1,2-环氧继续反应2-8h，即可得到有机硅环氧预聚物B；具体反应结构式如下：其中：R1＝苯基或甲基；R2＝苯基或甲基；m＝0-8,n＝0-8；优选的，所述有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B中的X不同；步骤2：按比例称取各组分物质，将除了固化剂和导热填料外的所有物料加入混合罐中，边搅拌边加入导热填料，待导热填料全部加完后用超声波处理器处理5-30min，然后待物料冷却到40℃以下时加入固化剂，保持30-40℃搅拌2-8h，得到所述的导热胶。具体的，本专利技术制备的导热胶的固化条件为温度60～85℃，固化时间2～48h。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术提供的有机硅环氧预聚物是有机硅及双酚A结合体，有机硅链段可以使环氧预聚物具有较低的粘度，润湿流平好，柔韧性好，耐老化耐热性能好等优点，双酚A改性可以提高环氧预聚物的玻璃化温度，获得良好的相容性。...

【技术保护点】
1.一种高玻璃化温度的导热胶，其特征在于，由以下各组分原料按质量比制备而成：有机硅环氧预聚物5-80％，脂环族环氧树脂1-50％，氧杂环丁烷单体1-20％，大分子多元醇0-20％，固化剂0.2-25％，抗氧剂0.1-2％，光稳定性0.1-0.5％，消泡剂0.0-0.5％，导热填料5-90％，分散剂0.0-5％，偶联剂0.2％-2％，各组分之和满足100％；/n所述有机环氧硅预聚物由有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B组成，有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种高玻璃化温度的导热胶，其特征在于，由以下各组分原料按质量比制备而成：有机硅环氧预聚物5-80％，脂环族环氧树脂1-50％，氧杂环丁烷单体1-20％，大分子多元醇0-20％，固化剂0.2-25％，抗氧剂0.1-2％，光稳定性0.1-0.5％，消泡剂0.0-0.5％，导热填料5-90％，分散剂0.0-5％，偶联剂0.2％-2％，各组分之和满足100％；
所述有机环氧硅预聚物由有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B组成，有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B的结构式为：



其中，R1＝苯基或甲基，R2＝苯基或甲基，m＝0-8，n＝0-8；
所述脂环族环氧树脂的玻璃化温度大于100℃，粘度小于2000mpa.s；所述抗氧剂为酚型抗氧剂，所述光稳定剂为非受阻胺型。


2.根据权利要求1所述高玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述有机硅环氧预聚物A和有机硅环氧预聚物B中的X的m、n值不同。


3.根据权利要求1所述高玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述氧杂环丁烷单体为3-氧杂环丁烷丙醇、3-氧杂环丁烷丁醇、3-氧杂环丁烷甲醇、3-苯基-3-羟基-1-氧杂环、3-乙基-3-氧杂丁环甲醇、3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷、3-苯基-1-氧杂环丁烷、3-苯基-3-甲氧基氧杂环丁烷、3-甲基-3-苯基氧杂环丁烷、3,3'-(氧基双亚甲基)双(3-乙基)氧杂环丁烷中一种或多种任意比例的混合物。


4.根据权利要求1所述高玻璃化温度的导热胶，其特征在于，所述的大分子多元醇可以是由环氧乙烷、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...

【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