【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及胶粘剂，尤其涉及一种生物基导热结构胶及其制备方法、使用方法和应用。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、当今，随着近年来电子产品的迅猛发展，电子部件的高密度安装而带来的散热需求增大，使得导热胶粘剂在电路板印刷、半导体包装、散热设计行业中需求增加，人们对于高导热材料的需求日益增长。传统的结构胶通常缺乏有效的导热性能，这导致了在粘接结构中的热管理问题以及潜在的性能限制。高导热结构胶作为一种新型的导热材料被开发出来，它通过结构设计和新型材料的运用，有效提高了导热性能，能够在保证材料性能的前提下最大限度地提高导热系数、高温稳定性和抗冲击能力，在电子、通讯、汽车、航空等领域的散热和连接方面得到了广泛应用。
3、专利cn110205071a(公开日：2019-09-06)专利技术了一种快干导热环氧树脂结构胶的制备方法及其应用，采用的导热填料为氧化铝、氢氧化铝、氮化硼和氮化铝中的一种或多种组分，制备得到结构胶的导热系数为0.5-3w/mk；该类环氧树脂结构胶固化时间短，大大缩短了生产周期，但这种双组分混合胶需要储存在0-10℃的环境下，对储存环境要求苛刻，增加储存步骤和生产成本，无法满足新能源汽车等对于低比重结构胶的需求。专利cn114316880b(授权公告日：2023-07-14)公开了一种低密度高导热的聚氨酯结构胶，通过引入高含量的导热填料氢氧化铝和氧化铝来
4、目前很多导热结构胶基体都是以环氧树脂或聚氨酯为主，但它们并不环保，不是生物基来源，并且在固化过程中会产生有害气体，对环境有一定影响，性价比相对较低。
5、因此，开发出一种高粘结强度、绿色环保、生物基来源的高导热结构胶是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种生物基导热结构胶及其制备方法、使用方法和应用，该生物基导热结构胶以环氧大豆油-苹果酸-单宁酸聚合物作为基体，以球形导热材料为填料，绿色环保，同时具有高粘结强度和高导热系数。
2、第一方面，本专利技术提供了一种生物基导热结构胶，所述生物基导热结构胶按体积百分比计，包括20～80％的生物基聚合物基体和80～20％的球形导热填料；所述生物基聚合物为环氧大豆油、生物基有机酸单体和生物基酚类单体开环聚合而得的聚合物，其中，环氧大豆油、生物基有机酸单体和生物基酚类单体的质量比为1:0.2-0.8:0.2-0.7。
3、优选的，所述球形导热填料包括银包铜粉、金包银粉或镍包铜粉中的任意一种。
4、优选的，所述球形导热填料的粒径为20～100μm。
5、优选的，所述生物基导热结构胶还包括增塑剂，所述增塑剂的质量为生物基聚合物基体和球形导热填料总质量的1～10％；优选的，所述增塑剂包括环氧大豆油、邻苯二甲酸二丁酯(dbp)、三苯酸三酯(tbp)或邻苯二甲酸二辛酯(dop)中的任意一种。
6、优选的，所述生物基有机酸单体选自富马酸或苹果酸。
7、优选的，所述生物基酚类单体选自没食子酸、木质素或单宁酸中的任意一种。
8、第二方面，本专利技术提供了上述生物基导热结构胶的制备方法，包括如下步骤：
9、向环氧大豆油中加入生物基有机酸单体和生物基酚类单体，加热搅拌进行开环聚合反应，即得生物基聚合物基体；将球形导热填料加入到所述生物基聚合物基体中，加热搅拌至均匀，冷却至室温，即得。
10、优选的，在加入生物基有机酸单体和生物基酚类单体步骤之前，先将环氧大豆油在50～90℃下加热10～30min。
11、优选的，所述加热搅拌进行开环聚合的温度为50～90℃，时间为10～20h，转速为50～200r/min。
12、优选的，所述球形导热填料分多次加入到所述生物基聚合物基体中，所述加热搅拌至均匀的温度为50～90℃，时间为20～60min，转速为50～200r/min。
13、优选的，在球形导热填料加入到所述生物基聚合物基体中步骤之后，还包括加入增塑剂的步骤。
14、第三方面，本专利技术提供了上述生物基导热结构胶的使用方法，包括如下步骤：将所述生物基导热结构胶均匀涂抹于待胶粘物体之间，然后进行加热固化，固化温度为110～140℃，固化时间为3～5h。
15、第四方面，本专利技术提供了上述生物基导热结构胶的应用，所述应用为将所述生物基导热结构胶应用于新能源汽车、航空航天、工业设备或家电产品领域。
16、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
17、本专利技术提供的生物基导热结构胶是一种生物基的高导热系数、高粘结强度的导热结构胶，具有原料来源广且可再生、绿色环保、成本较低等优势，球形导热填料之间紧密排列在基体中相互搭接形成导热网络结构，在高粘结强度基体的基础上大大提高了胶粘剂的导热性能，所得导热系数最高值可达4.5w/mk，以抛光钢为基板时的抗剪切强度最高可达13.7mpa，具有广阔的应用前景。
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1.一种生物基导热结构胶，其特征在于，所述生物基导热结构胶按体积百分比计，包括20～80％的生物基聚合物基体和80～20％的球形导热填料；所述生物基聚合物为环氧大豆油、生物基有机酸单体和生物基酚类单体开环聚合而得的聚合物，其中，环氧大豆油、生物基有机酸单体和生物基酚类单体的质量比为1:0.2-0.8:0.2-0.7。
2.如权利要求1所述的生物基导热结构胶，其特征在于，所述球形导热填料包括银包铜粉、金包银粉或镍包铜粉中的任意一种；所述球形导热填料的粒径为20～100μm。
3.如权利要求1所述的生物基导热结构胶，其特征在于，所述生物基导热结构胶还包括增塑剂，所述增塑剂的质量为生物基聚合物基体和球形导热填料总质量的1～10％；所述增塑剂包括环氧大豆油、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、三苯酸三酯(TBP)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中的任意一种。
4.如权利要求1所述的生物基导热结构胶，其特征在于，所述生物基有机酸单体选自富马酸或苹果酸；所述生物基酚类单体选自没食子酸、木质素或单宁酸中的任意一种。
5.如权利要求1～4任一项所述的生物基导热
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在加入生物基有机酸单体和生物基酚类单体步骤之前，先将环氧大豆油在50～90℃下加热10～30min。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌进行开环聚合的温度为50～90℃，时间为10～20h，转速为50～200r/min。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述球形导热填料分多次加入到所述生物基聚合物基体中，所述加热搅拌至均匀的温度为50～90℃，时间为20～60min，转速为50～200r/min；在球形导热填料加入到所述生物基聚合物基体中步骤之后，还包括加入增塑剂的步骤。
9.如权利要求1～4任一项所述的生物基导热结构胶的使用方法，其特征在于，将所述生物基导热结构胶均匀涂抹于待胶粘物体之间，然后进行加热固化，固化温度为110～140℃，固化时间为3～5h。
10.如权利要求1～4任一项所述的生物基导热结构胶的应用，其特征在于，所述应用为将所述生物基导热结构胶应用于新能源汽车、航空航天、工业设备或家电产品领域。
...【技术特征摘要】
1.一种生物基导热结构胶，其特征在于，所述生物基导热结构胶按体积百分比计，包括20～80％的生物基聚合物基体和80～20％的球形导热填料；所述生物基聚合物为环氧大豆油、生物基有机酸单体和生物基酚类单体开环聚合而得的聚合物，其中，环氧大豆油、生物基有机酸单体和生物基酚类单体的质量比为1:0.2-0.8:0.2-0.7。
2.如权利要求1所述的生物基导热结构胶，其特征在于，所述球形导热填料包括银包铜粉、金包银粉或镍包铜粉中的任意一种；所述球形导热填料的粒径为20～100μm。
3.如权利要求1所述的生物基导热结构胶，其特征在于，所述生物基导热结构胶还包括增塑剂，所述增塑剂的质量为生物基聚合物基体和球形导热填料总质量的1～10％；所述增塑剂包括环氧大豆油、邻苯二甲酸二丁酯(dbp)、三苯酸三酯(tbp)或邻苯二甲酸二辛酯(dop)中的任意一种。
4.如权利要求1所述的生物基导热结构胶，其特征在于，所述生物基有机酸单体选自富马酸或苹果酸；所述生物基酚类单体选自没食子酸、木质素或单宁酸中的任意一种。
5.如权利要求1～4任一项所述的生物基导热结构胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯昌平，侯磊，陈梅，姬进朝，崔公鹏，胡文韬，吴吉进，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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