一种高性能导热胶黏剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于胶黏剂，特别涉及一种高性能导热胶黏剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，具有导热性能的胶黏剂主要由环氧树脂和导热填料制备而成，通常为了得到较高导热率而使用氮化硼或石墨烯等填料，此类片层结构材料比表面积极大，为了得到高密度导热网络，需要添加尽量多的填料以提高导热，但填料添加量过高会导致胶黏剂的粘稠度过高，难适应印刷，不方便施工。常规的树脂体系常采用环氧树脂或聚氨酯加胺类固化剂，只能制成双组分，混合后不能长时间保存，且胺类固化剂通常为单官能团或双官能团，交联密度不够，导致胶黏剂的粘接性能偏低。

2、专利cn115926379a公开了使用纳米氮化硼和碳纳米管超支化改性与环氧树脂体系，工艺非常繁琐，固化时间长达8h，虽然填料导热高，但由于填充量最高仅30％，形成的导热网络密度低，最高导热率只有1.97w/(m·k)。

3、专利cn115287037a公开了使用氧化铝等填料、有机硅油树脂和铂金催化体系，硅油粘度低，因此填料的填充量较高，最高导热率为3.17w/(m·k)，但有机硅粘接力差，剥离强度最高仅0.9n/mm。

4、因此，亟需提供一种性能更优异的导热胶黏剂，不仅具有高导热率，而且具有高粘接性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种高性能导热胶黏剂及其制备方法和应用，该高性能导热胶黏剂不仅具有高导热率，而且具有高粘接性能，其中导热率达到3.82w/(m·k)，剥离强度达到2.8n/mm2。

2、本发明第一方面提供了一种高性能导热胶黏剂，所述高性能导热胶黏剂的制备原料包括：高分子树脂、导热填料、活性稀释剂和助剂；所述高分子树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂和多官能团低聚树脂；所述多官能团低聚树脂中含有氨基、丙烯酸基和环氧基，所述多官能团低聚树脂的分子量为300-1000。

3、根据本发明的一些实施方式，按照质量百分比计，所述高性能导热胶黏剂的制备原料包括：高分子树脂10-30％、导热填料65-85％、活性稀释剂2-8％和助剂1-5％。

4、根据本发明的一些实施方式，所述环氧树脂、丙烯酸树脂和多官能团低聚树脂的质量比为(5-7):(1-3):(0.5-2)。

5、根据本发明的一些实施方式，所述环氧树脂的分子量为300-800，所述环氧树脂的环氧当量为180-200g/ep。环氧单量越高则官能团多有利于提高交联密度，但脆性增加，因此需要选择合适的环氧当量。

6、根据本发明的一些实施方式，所述丙烯酸树脂的分子量为3000-5000。选择合适分子量的丙烯酸树脂，以更好地保持韧性。

7、根据本发明的一些实施方式，所述多官能团低聚树脂包括牌号为92691、92475、7400、6219、92214树脂中的一种或几种。

8、根据本发明的一些实施方式，所述导热填料包括氧化铝、氧化镁、氧化锌、铝粉中的至少一种。

9、根据本发明的一些实施方式，所述导热填料为球形导热填料。

10、根据本发明的一些实施方式，所述导热填料为经过偶联剂包覆处理的导热填料。偶联剂包覆处理为现有常规包覆方法，如湿法包覆等。

11、根据本发明的一些实施方式，所述偶联剂包括kh550、kh560、kh570、a1120中的至少一种。

12、根据本发明的一些实施方式，所述导热填料包括大、中、小三种粒径，所述大粒径为40-80μm，中粒径为8-20μm，小粒径为1-3μm。通过大、中、小三种粒径合理搭配，中、小粒径能够填充于大粒径的间隙，从而得到更好的导热网络。

13、根据本发明的一些实施方式，所述大粒径、中粒径、小粒径的质量比为(4-8):(1-3):(0.5-2)。

14、根据本发明的一些实施方式，所述活性稀释剂包括丁基缩水甘油醚、丁基苯基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、邻甲酚缩水甘油醚中的至少一种。

15、根据本发明的一些实施方式，所述助剂包括聚酯环氧磷酸酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。

16、本发明第二方面提供了上述第一方面所述的高性能导热胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

17、将所述高性能导热胶黏剂的制备原料进行混合，轧浆，除泡，得到所述高性能导热胶黏剂。

18、根据本发明的一些实施方式，所述混合的具体过程为：将高分子树脂和导热填料加入搅拌桶内，以200-400r/min的搅拌速度搅拌20-40min，再逐步加入活性稀释剂和助剂，混合均匀，得到料浆。

19、根据本发明的一些实施方式，所述轧浆的具体过程为：将混合均匀的料浆加入到三辊轧浆机中，以400-600r/min的速度轧浆10-30min。

20、根据本发明的一些实施方式，所述除泡的具体过程为：将轧浆后的料浆加入到真空除泡机中，在20-30℃下缓慢搅拌除泡。

21、本发明第三方面提供了一种锂电池，包括壳体，所述壳体依次包括金属层、胶黏剂层和绝缘薄膜层，所述胶黏剂层由包括上述第一方面所述的高性能导热胶黏剂固化而成。

22、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

23、本发明高性能导热胶黏剂通过环氧树脂、丙烯酸树脂、多官能团低聚树脂和导热填料的合理配合，形成高密度导热网络和高交联密度，不仅具有高导热率，而且具有高粘接性能，其中导热率达到3.82w/(m·k)，剥离强度达到2.8n/mm2。

技术特征：

1.一种高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述高性能导热胶黏剂的制备原料包括：高分子树脂、导热填料、活性稀释剂和助剂；所述高分子树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂和多官能团低聚树脂；所述多官能团低聚树脂中含有氨基、丙烯酸基和环氧基，所述多官能团低聚树脂的分子量为300-1000。

2.根据权利要求1所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，按照质量百分比计，所述高性能导热胶黏剂的制备原料包括：高分子树脂10-30％、导热填料65-85％、活性稀释剂2-8％和助剂1-5％。

3.根据权利要求1所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂、丙烯酸树脂和多官能团低聚树脂的质量比为(5-7):(1-3):(0.5-2)。

4.根据权利要求1所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂的分子量为300-800，所述环氧树脂的环氧当量为180-200g/ep。

5.根据权利要求1所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸树脂的分子量为3000-5000。

6.根据权利要求1所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述导热填料包括氧化铝、氧化镁、氧化锌、铝粉中的至少一种；所述活性稀释剂包括丁基缩水甘油醚、丁基苯基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、邻甲酚缩水甘油醚中的至少一种；所述助剂包括聚酯环氧磷酸酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述导热填料包括大、中、小三种粒径，所述大粒径为40-80μm，中粒径为8-20μm，小粒径为1-3μm。

8.根据权利要求7所述的高性能导热胶黏剂，其特征在于，所述大粒径、中粒径、小粒径的质量比为(4-8):(1-3):(0.5-2)。

9.权利要求1-8任一项所述的高性能导热胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种锂电池，其特征在于，包括壳体，所述壳体依次包括金属层、胶黏剂层和绝缘薄膜层，所述胶黏剂层由包括权利要求1-8任一项所述的高性能导热胶黏剂固化而成。

技术总结
本发明属于胶黏剂技术领域，公开了一种高性能导热胶黏剂及其制备方法和应用。本发明高性能导热胶黏剂的制备原料包括：高分子树脂、导热填料、活性稀释剂和助剂；高分子树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂和多官能团低聚树脂；多官能团低聚树脂中含有氨基、丙烯酸基和环氧基，多官能团低聚树脂的分子量为300‑1000。本发明高性能导热胶黏剂通过环氧树脂、丙烯酸树脂、多官能团低聚树脂和导热填料的合理配合，形成高密度导热网络和高交联密度，不仅具有高导热率，而且具有高粘接性能，其中导热率达到3.82W/(m·K)，剥离强度达到2.8N/mm<supgt;2</supgt;。

技术研发人员：杨光辉,陈凤艳,田孟茹,黄琼
受保护的技术使用者：广东昭信照明科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15