一种聚氨酯导电导热绝缘胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯导电导热绝缘胶，按重量份计，包括以下组成：液体聚酯多元醇11～31份；固体聚酯多元醇29～59份；聚碳酸亚丙酯36～51份；增粘树脂0.8～4.8份；异氰酸酯4～24份；催化剂0.02～3.2份；导热填料110～210份。本发明专利技术选用在聚氨酯导电导热绝缘胶配方中加入特定重量份的聚碳酸亚丙酯，并通过添加特定复配质量分数比和特定种类的导电填料来实现调整聚氨酯导电导热绝缘胶产品中导热填料的形态和比例，得到的聚氨酯导电导热绝缘胶的导电导热绝缘性能得到明显改善，且具有显著降低的体积电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯导电导热绝缘胶及其制备方法
本专利技术属于热熔胶制备
，具体涉及一种聚氨酯导电导热绝缘胶及其制备方法。
技术介绍
热熔胶，又称热熔型胶黏剂，在室温下是固体，加热到一定温度会熔融成粘稠的液体。冷却至室温后又变成固体，并有很强的粘结作用。热熔胶具有粘合速度快，无毒、粘合工艺简单等优点，在书籍无线装订、包装封口、制鞋、纺织等领域获得广泛应用。随着新能源行业的发展，热熔胶在锂电行业也在悄然布局，目前主要用于电池间的粘结，此时需要满足一定的导热性和较高的电绝缘性。同时，随着锂电池使用寿命的限制，大量的废弃电池将导致环境污染的问题，因此胶黏剂的可降解性也是目前急需考虑的性能需求。目前，大部分热熔胶是采用乙烯-醋酸乙烯（EVA）、聚氨酯、聚酰胺等热熔型树脂制备得到的，由于EVA与聚酯热熔胶的弹性及强度较差，不能承受太大的外力。聚酰胺热熔胶的熔点和硬度较高，因此在应用方面受到一定的限制。相较而言，聚氨酯型热熔胶受聚合物自由度大的优势，可以根据实际需要调节组份，满足需要。聚氨酯热熔胶，是由热塑性聚氨酯为基料，加入热塑性树脂、增粘树脂、填料、抗氧化剂和催化剂等助剂配制热熔胶具有优秀的弹性和强度。其受热后会失去氢键作用，变成熔融粘稠液，冷却后又恢复原来的物性。因此，聚氨酯热熔胶具有高粘合强度、耐溶剂、耐磨等特点。湿固化聚氨酯热熔胶自从进入市场以来，由于其性能优异、使用简单，适用范围广，开始逐步替代普通热熔胶。然而由于端位活性基团的存在，使得湿固化热熔胶的储存稳定性差，耐热性不佳。湿固化聚氨酯热熔胶与水反应会产生二氧化碳气体，使得固化过程中容易出现气泡，影响胶黏剂的使用性能。成本高也是影响湿固化聚氨酯热熔胶大范围推广的一大因素。受热熔胶的粘度一般较大的影响，导热填料在热熔胶基体内分散性较差，在加工过程容易团聚，影响粘结性能，导热填料的优化和优选对导热绝缘性能的影响明显。近年来也部分导热绝缘功能的热熔胶专利技术，一部分是围绕石墨烯开发的技术，如专利CN201310447910.X、CN201711151394.0、CN201711275263.3等，但从实际效果看石墨烯/聚合物的界面热阻对导热性能的影响极大，往往不能实现预期的热导率值。一部分研究者提出使用无机粉体进行导热功能的提升，如常见的陶瓷粉体氧化铝、氧化锆等，如专利如CN201010239015.5、CN201310525198.0、CN201811476166.5等，这些专利中选用的陶瓷粉体本身的热导率十分有限，而且形状上多为球形，从导热效果看其实用性非常有限，同时大量填料的加入和部分纳米级填料的加入会极大的影响导热热熔胶的可加工性。显然兼顾粘结性、导电导热性和可加工性已成为急需解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种不含任何有机溶剂、粘结性强且导电导热绝缘性能优异的聚氨酯导电导热绝缘胶。本专利技术的另一目的是提供上述聚氨酯导电导热绝缘胶的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚氨酯导电导热绝缘胶，按重量份计，包括以下组成：液体聚酯多元醇11～31份；固体聚酯多元醇29～59份；聚碳酸亚丙酯36～51份；增粘树脂0.8～4.8份；异氰酸酯4～24份；催化剂0.02～3.2份；导热填料110～210份。其中，所述液体聚酯多元醇的数均分子量为1000～5000；所述液体聚酯多元醇选自蓖麻油、大豆油、棕榈油、腰果壳油、松子油、松香油中的一种或几种衍生物。其中，所述固体聚酯多元醇选自数均分子量为5000～8000的端羟基聚乳酸。其中，所述增粘树脂的软化点为70～150℃；优选为松香类衍生物、C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或几种。其中，所述异氰酸酯选自HDI、MDI、TDI、HMDI、IPDI、TMXDI中至少一种；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种。其中，所述导热填料由导热填料I、导热填料II和导热填料III复配而成，且三者的质量分数之比为（5～7）：（2～4）：1；优选为6：3：1。其中，所述导热填料I为平均粒径为20~50μm且分散系数为1.2～1.8的球状金属粉体，优选为金属铁粉、银粉、铜粉中的一种或几种；所述导热填料II为直径为4~10μm且分散系数为2.2～3.0的球状金属粉体，优选为金属铁粉、银粉、铜粉中的一种或几种；所述导热填料III为延展碳纳米管/炭黑化学键合导电填料。本专利技术还公开了上述聚氨酯导电导热绝缘胶的制备方法，包括如下步骤：按照配方含量称量各组分，并将除异氰酸酯外的各组分混合均匀，随后加热于140～160℃，进行机械分散，抽真空除水约1～3小时，直至混合物的水份含量低于200ppm，降温于70～100℃，在氮气保护下，加入异氰酸酯，进行聚合反应1～10小时，取样分析聚合产物NCO%含量达到1%～3%，100℃下测试粘度达到6000～30000mPa.s，获得聚氨酯导电导热绝缘胶。其中，所述聚氨酯导电导热绝缘胶的初始剥离强度＞1N/mm；最终剥离强度＞6.5N/mm，热导率＞2.0W/mK，体积电阻＜1ohm。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1）本专利技术选用在聚氨酯导电导热绝缘胶配方中加入特定重量份的聚碳酸亚丙酯，并通过添加特定复配质量分数比和特定种类的导电填料来实现调整聚氨酯导电导热绝缘胶产品中导热填料的形态和比例，得到的聚氨酯导电导热绝缘胶的导电导热绝缘性能得到明显改善，且具有显著降低的体积电阻。2）本专利技术的聚氨酯导电导热绝缘胶不含任何有机溶剂，固含量100％，在加工和使用过程中无小分子有机溶剂释放，废弃口可快速降解，具有环保优势。3）本专利技术通过湿气固化，无烘干过程，固化快，操作简单，有利于提高工作效率和自动化，制备得到的聚氨酯导电导热绝缘胶可广泛应用于微电子封装领域。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术，以下实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受下述实施例的限制。各性能的测试标准或方法：初始剥离强度的测试方法：剥离力测试规范(GB2792-1998)；最终剥离强度的测试方法：剥离力测试规范(GB2792-1998)；热导率的测试方法：激光闪光法，测试标准为ASTME1461；体积电阻的测试方法：体积表面电阻率试验方法，GB/T1410-2006。本专利技术中使用的液体聚酯多元醇：蓖麻油衍生物：分子量1000，GR-35，AscensusSpecialtiesLLC；腰果壳油衍生物：分子量3000，NX-9005,Cardolite；大豆油衍生物：分子量5000，SoyoylR137，USSC；本专利技术中使用的固体聚酯多元醇：端羟基聚乳酸-1：分子量5000，DG-H030，济南岱罡生物；端羟基聚乳酸-2：分子量8000，，DG-H050，济南岱罡生物；...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，按重量份计，包括以下组成：/n液体聚酯多元醇 11～31份；/n固体聚酯多元醇 29～59份；/n聚碳酸亚丙酯 36～51份；/n增粘树脂 0.8～4.8份；/n异氰酸酯 4～24份；/n催化剂 0.02～3.2份；/n导热填料 110～210份。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，按重量份计，包括以下组成：
液体聚酯多元醇11～31份；
固体聚酯多元醇29～59份；
聚碳酸亚丙酯36～51份；
增粘树脂0.8～4.8份；
异氰酸酯4～24份；
催化剂0.02～3.2份；
导热填料110～210份。


2.根据权利要求1所述的聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，所述液体聚酯多元醇的数均分子量为1000～5000；所述液体聚酯多元醇选自蓖麻油、大豆油、棕榈油、腰果壳油、松子油、松香油中的一种或几种衍生物。


3.根据权利要求1所述的聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，所述固体聚酯多元醇选自数均分子量为5000～8000的端羟基聚乳酸。


4.根据权利要求1所述的聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，所述增粘树脂的软化点为70～150℃；优选为松香类衍生物、C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或几种。


5.根据权利要求1或5所述的聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，所述异氰酸酯选自HDI、MDI、TDI、HMDI、IPDI、TMXDI中至少一种；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种。


6.根据权利要求1所述的聚氨酯导电导热绝缘胶，其特征在于，所述导热填料由导热填料I、导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀根，
申请(专利权)人：佛山市极威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44