專利名稱：一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)熱膠帶領(lǐng)域，是一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱膠帶廣泛應(yīng)用在CPU、功率管、模塊電源、LED超大屏幕等發(fā)熱器件的熱傳導(dǎo)設(shè)計(jì)中，以便高效便捷地傳遞熱量。隨著人們對(duì)這類電子產(chǎn)品要求的日益提高，輕、薄、短、小已成為電子設(shè)備發(fā)展的必然趨勢(shì)。在高工作頻率下，電子元器件產(chǎn)生的熱量也迅速增加，此時(shí)散熱能力成為影響其壽命的關(guān)鍵因素，因而對(duì)導(dǎo)熱絕緣膠帶及其性能也就有了更高的要求。雖然現(xiàn)有的導(dǎo)熱絕緣膠帶可以保證粘結(jié)強(qiáng)度，但是，存在導(dǎo)熱性能不足、成本高等諸多缺點(diǎn)，同時(shí)，在模切組裝時(shí)，容易出現(xiàn)邊緣翹起的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種粘結(jié)強(qiáng)度強(qiáng)、導(dǎo)熱性能佳且便于生產(chǎn)組裝的導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，包括離型保護(hù)層和導(dǎo)熱膠粘劑，導(dǎo)熱膠粘劑涂布在離型保護(hù)層的上表面。而且，所述的離型保護(hù)層為涂硅離型紙、涂硅離型膜或PE淋膜涂硅離型紙?！N導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，包括離型保護(hù)層、基材和導(dǎo)熱膠粘劑，在離型保護(hù)層的上表面涂布有導(dǎo)熱膠粘劑，該導(dǎo)熱膠粘劑與基材的下表面覆合在一起，該基材的上表面與導(dǎo)熱膠粘劑覆合在一起。而且，所述的離型保護(hù)層為涂硅離型紙、涂硅離型膜或PE淋膜涂硅離型紙；所述基材為玻璃纖維布或玻璃纖維網(wǎng)格，基材的厚度為20 50微米。一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶的制備方法，包括以下步驟⑴制備聚丙烯酸酯膠粘劑； ⑵制備改性導(dǎo)熱填料分散液；⑶將步驟⑴制得的聚丙烯酸酯膠粘劑和步驟⑵制得的改性導(dǎo)熱填料分散液按100:25 100:40比例混合均勻后，用涂膜器在離型保護(hù)層上涂布120 700 厚的濕膠后，采用逐步升溫方式干燥，得到如附圖
I所述的無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶；或者將步驟⑴制得的聚丙烯酸酯膠粘劑和步驟⑵制得的改性導(dǎo)熱填料分散液按100:25 100:40比例混合均勻，用涂膜器在離型保護(hù)層上涂布50 300 y m厚的濕膠后，采用逐步升溫方式干燥，再與基材用覆膜機(jī)兩面覆合，得到如附圖2所述的有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶。而且，所述步驟⑴制備聚丙烯酸酯膠粘劑的方法包括以下步驟(1-1)以單體總重量計(jì)將60 90%的丙烯酸丁酯、2 5%的丙烯酸、2 5%的丙烯酸-2-乙基已基酯和溶劑加入到反應(yīng)器中進(jìn)行混合反應(yīng)，在惰性氣氛下，控制溫度為70 IOO0C，控制攪拌速度為70 90轉(zhuǎn)/分鐘；
(1-2)將引發(fā)劑偶氮二異丁腈與乙酸乙酯進(jìn)行混合均勻后加入步驟(1-1)中所述反應(yīng)器中，控制攪拌速率為70 90轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間為3 7小時(shí)，冷卻至室溫，得到聚丙烯酸酯膠粘劑。而且，所述步驟⑵制備改性導(dǎo)熱填料分散液的方法包括以下步驟(2-1)將微米級(jí)導(dǎo)熱填料、納米級(jí)導(dǎo)熱填料、納米線導(dǎo)熱填料和乙醇按質(zhì)量比3:1:1:10進(jìn)行混合并充分分散，分散時(shí)間為20 40min，超聲波輸出功率為300W，得到導(dǎo)熱填料微納米顆粒和納米線混合物；(2-2)將硅烷偶聯(lián)劑按比例用乙醇稀釋后加入到步驟(2-1)中制備的導(dǎo)熱填料微納米顆粒和納米線混合物中，采用磁力攪拌4h、超聲波40min進(jìn)行充分分散，超聲波輸出功 率為300W，充分分散使顆粒沒有團(tuán)聚現(xiàn)象；(2-3)將步驟(2-2)中所述的溶液在100°C下烘干，得到改性導(dǎo)熱填料；(2-4)將步驟(2-3)中所述的改性導(dǎo)熱填料、乙酸乙酯、乙醇、聚丙烯酸酯膠粘劑、分散液按質(zhì)量比10:15:5:5:3混合，采用磁力攪拌和超聲波方法進(jìn)行充分分散，分散時(shí)間為4h，超聲波輸出功率為300W，得到改性導(dǎo)熱填料分散液。而且，所述導(dǎo)熱填料為AlN、BN、A1203、SiC或BeO，所述微米級(jí)導(dǎo)熱填料粒徑為5 15微米，所述納米級(jí)的導(dǎo)熱填料粒徑為400 600納米，所述納米線長(zhǎng)度為300 600納米。而且，所述基材的厚度為20 50微米。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是I、本導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶不僅具有導(dǎo)熱絕緣性還具有壓敏性能，通過抗持久張力提高了導(dǎo)熱率，延長(zhǎng)了電子產(chǎn)品的壽命，可廣泛用于CPU、功率管、模塊電源等發(fā)熱器件的熱傳導(dǎo)裝置中，以及LED超大屏幕等電子產(chǎn)品組裝中屏幕、裝飾框的粘結(jié)以及集成電路芯片和散熱器的粘結(jié)等。2、本導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶包括無基材膠帶和有基材膠帶兩種結(jié)構(gòu)，適于工業(yè)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)具有優(yōu)異的模切加工性能，組裝生產(chǎn)方便，生產(chǎn)效率較高。3、本導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶在制備過程中加入一維納米線導(dǎo)熱填料，由于一維AlN納米線由于具有量子受限效應(yīng)，特別是定向的排布使其具有完美的晶體結(jié)構(gòu)，因此，其具有更高的導(dǎo)熱性能，能夠有效提高導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶的導(dǎo)熱率，延長(zhǎng)電子器件的使用壽命。說明書附I是本發(fā)明的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；圖中a為離型保護(hù)層，b為基材，c為導(dǎo)熱膠粘劑。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，包括無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶和有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶兩種結(jié)構(gòu)。如圖I所示，無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶由離型保護(hù)層和導(dǎo)熱膠粘劑組成，導(dǎo)熱膠粘劑涂布在離型保護(hù)層的上表面；如圖2所示，有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶包括離型保護(hù)層、導(dǎo)熱膠粘劑和基材，離型保護(hù)層的上表面和基材的上表面均覆合有導(dǎo)熱膠粘劑，基材下表面與離型保護(hù)層上表面通過導(dǎo)熱膠粘劑覆合在一起。所述的離型保護(hù)層可以采用涂硅離型紙、涂硅離型膜或PE淋膜涂硅離型紙，所述的基材可以采用玻璃纖維布、玻璃纖維網(wǎng)格或其他導(dǎo)熱膜片，基材的厚度從4 250微米即可，優(yōu)選厚度20 50微米。實(shí)施例I步驟I :按如下方法制備聚丙烯酸酯膠粘劑首先在氮?dú)猸h(huán)境下，向裝有攪拌器和回流冷凝管的反應(yīng)容器中，加入丙烯酸丁酯86g、丙烯酸5g、丙烯酸-2-乙基已基酯10g、甲苯20g、乙酸乙酯192. 5g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈0. 2g混合均勻后，控制溫度為78°C，控制攪拌速度為70轉(zhuǎn)/分鐘，每間隔2小時(shí)，加入一次0. 2g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，反應(yīng)6小時(shí)后降至室溫，得到聚丙烯酸酯膠粘劑。步驟2 :按如下方法制備改性BN分散液(2-1)在燒杯中，加入30g微米級(jí)粒徑為5 15 ii m的BN顆粒、IOg納米級(jí)粒徑為400 600nm的BN、IOg長(zhǎng)度為300 600nm的BN納米線和IOOg乙醇，進(jìn)行混合均勻，用超聲波進(jìn)行預(yù)分散，分散時(shí)間為20 40min，超聲波輸出功率為300W ；(2-2)將2. 5g硅烷偶聯(lián)劑KH570用5g乙醇稀釋后加入到步驟(2_1)中所述BN微納米顆粒粉末和納米線的混合物中，攪拌4h,磁力攪拌、超聲波分散40min,超聲波輸出功率為300W ；(2-3)將步驟(2-2)中所述的溶液在100°C下烘干得到改性的BN微納米顆粒和納米線；(2-4)將步驟(2-3)中所述的改性導(dǎo)熱填料、乙酸乙酯、乙醇、分散劑按質(zhì)量份10:15:5:3混合，并磁力攪拌加超聲分散4h，超聲波輸出功率為300W，得到分散均勻的改性導(dǎo)熱填料分散液。步驟3 :按如下方法制備導(dǎo)熱膠帶(無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶)將步驟I、步驟2中制備的聚丙烯酸酯膠粘劑和改性BN分散液，按質(zhì)量比100:30高速攪拌混合均勻；然后用涂膜器在離型紙上涂布350 u m厚的濕膠，依次采用30°C烘40分鐘、50°C烘30分鐘、80°C烘30分鐘的方式烘干，得到結(jié)構(gòu)如圖I所示的無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其中a為離型保護(hù)層，c導(dǎo)熱膠粘劑。實(shí)施例2步驟I :按如下方法制備聚丙烯酸酯膠粘劑首先在氮?dú)猸h(huán)境下，向裝有攪拌器和回流冷凝管的反應(yīng)容器中，加入丙烯酸丁酯86g、丙烯酸5g、丙烯酸-2-乙基已基酯10g、甲苯20g、乙酸乙酯192. 5g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈0. 2g混合均勻后，控制溫度為80°C，控制攪拌速度為70轉(zhuǎn)/分鐘，每間隔2小時(shí)，加入一次0. 2g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，反應(yīng)6小時(shí)后降至室溫，得到聚丙烯酸酯膠粘劑。步驟2、按如下方法制備改性AlN分散液(2-1)在燒杯中，加入30g微米級(jí)粒徑為5 15 ii m的AlN顆粒、IOg納米級(jí)粒徑為400 600nm的AIN、IOg長(zhǎng)度為300 600nm的AlN納米線和IOOg乙酸乙酯,進(jìn)行混合均勻，用超聲波進(jìn)行預(yù)分散，分散時(shí)間為20 40min，超聲波輸出功率為300W ；(2-2)將2. 5g硅烷偶聯(lián)劑KH570用5g乙醇稀釋后加入到(2_1)中所述的AlN微納米顆粒粉末和納米線的混合物中，攪拌4h,磁力攪拌、超聲波分散40min,超聲波輸出功率為300W ；
(2-3)將步驟(2-2)中所述的溶液在100°C下烘干得到改性的AlN微納米顆粒和納米線；(2-4)將步驟(2-3)中所述的改性導(dǎo)熱填料、乙酸乙酯、乙醇、分散劑按質(zhì)量份10:15:5:3混合，并磁力攪拌加超聲分散4h，超聲波輸出功率為300W，得到分散均勻的改性導(dǎo)熱填料分散液。步驟3 :按如下方法制備導(dǎo)熱膠帶(有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶)(3-1)將步驟I、步驟2中制備的聚丙烯酸酯膠粘劑和改性AlN導(dǎo)熱填料分散液，按質(zhì)量比100:30高速攪拌混合均勻，得到導(dǎo)熱膠粘劑；(3-2)將步驟(3-1)中制備的導(dǎo)熱膠粘劑用涂膜器在離型紙上涂布90 厚的濕膠，依次采用30°C烘15分鐘、50°C烘15分鐘、80°C烘30分鐘的方式烘干，得到導(dǎo)熱膠膜。
(3-3)用覆膜機(jī)在厚度為20 基材兩面覆合以上得到的導(dǎo)熱膠膜，得到結(jié)構(gòu)如圖2所示的有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其中a為離型保護(hù)層，b基材，c導(dǎo)熱膠粘劑。實(shí)施例3步驟I :制備聚丙烯酸酯膠粘劑首先在氮?dú)猸h(huán)境下，向裝有攪拌器和回流冷凝管的反應(yīng)容器中，加入丙烯酸丁酯86g、丙烯酸5g、丙烯酸-2-乙基已基酯10g、甲苯20g、乙酸乙酯192. 5g、引發(fā)劑偶氮二異丁腈0. 2g混合均勻后，控制溫度為80°C，控制攪拌速度為70轉(zhuǎn)/分鐘，每間隔2小時(shí)，加入一次0. 2g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，反應(yīng)6小時(shí)后降至室溫，得到聚丙烯酸酯膠粘劑。步驟2 :制備改性AIN、BN混合分散液(2-1)在燒杯中,加入15g微米級(jí)粒徑為5 15 ii m的AlN顆粒、5g納米級(jí)粒徑為400 600nm的AlN、5g長(zhǎng)度為300 600nm的AlN納米線、15g微米級(jí)粒徑為5 15 y m的BN顆粒、5g納米級(jí)粒徑為400 600nm的BN、5g長(zhǎng)度為300 600nm的BN納米線和IOOg乙酸乙酯，進(jìn)行混合均勻，用超聲波進(jìn)行預(yù)分散，分散時(shí)間為20 40min，超聲波輸出功率為 300W ；(2-2)將2. 5g硅烷偶聯(lián)劑KH570用5g乙醇稀釋后加入到AIN、BN混合微納米顆粒粉末和納米線，攪拌4h，磁力攪拌、超聲波分散40min，超聲波輸出功率為300W ；(2-3)將步驟(2-2)中所述的溶液在100°C下烘干得到改性的A1N、BN混合微納米顆粒和納米線；(2-4)將步驟(2-3)中所述的A1N、BN混合改性導(dǎo)熱填料、乙酸乙酯、分散劑按質(zhì)量份10:20:3混合，并磁力攪拌加超聲分散4h，超聲波輸出功率為300W，得到分散均勻的改性AIN、BN混合導(dǎo)熱填料分散液。步驟3 :按如下方法制備導(dǎo)熱膠帶(有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶)(3-1)將步驟1、2中制備的聚丙烯酸酯膠粘劑和改性AIN、BN混合導(dǎo)熱填料分散液，按質(zhì)量比100:40高速攪拌混合均勻；(3-2)將步驟(3-1)中制備的導(dǎo)熱膠粘劑用涂膜器在離型紙上涂布200 厚的濕膠，依次采用30°C烘45分鐘、50°C烘30分鐘、80°C烘30分鐘的方式烘干；(3-3)用覆膜機(jī)在厚度為20 iim基材兩面覆在步驟(3-2)中制得的導(dǎo)熱膠粘劑，得到結(jié)構(gòu)如圖2所示的有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其中a為離型保護(hù)層，b基材，c導(dǎo)熱膠粘劑。
下表為根據(jù)實(shí)施例I做出的導(dǎo)熱膠帶與市場(chǎng)上的3M8810導(dǎo)熱膠在導(dǎo)熱率、老化前后180°剝離強(qiáng)度、高溫持粘方面的對(duì)比。表一實(shí)施例I所做導(dǎo)熱膠帶和3M8810性能對(duì)比表
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其特征在于包括離型保護(hù)層和導(dǎo)熱膠粘劑，導(dǎo)熱膠粘劑涂布在離型保護(hù)層的上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其特征在于所述的離型保護(hù)層為涂硅離型紙、涂硅離型膜或PE淋膜涂硅離型紙。
3.一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其特征在于包括離型保護(hù)層、基材和導(dǎo)熱膠粘劑，在離型保護(hù)層的上表面涂布有導(dǎo)熱膠粘劑，該導(dǎo)熱膠粘劑與基材的下表面覆合在一起，該基材的上表面與導(dǎo)熱膠粘劑覆合在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，其特征在于所述的離型保護(hù)層為涂硅離型紙、涂硅離型膜或PE淋膜涂硅離型紙；所述基材為玻璃纖維布或玻璃纖維網(wǎng)格，基材的厚度為20 50微米。
5.一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴制備聚丙稀Ife酷I父粘劑； ⑵制備改性導(dǎo)熱填料分散液； ⑶將步驟⑴制得的聚丙烯酸酯膠粘劑和步驟(2)制得的改性導(dǎo)熱填料分散液按100:25 100:40比例混合均勻后，用涂膜器在離型保護(hù)層上涂布120 700 厚的濕膠后，采用逐步升溫方式干燥，得到如權(quán)利要求I所述的無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶；或者將步驟⑴制得的聚丙烯酸酯膠粘劑和步驟⑵制得的改性導(dǎo)熱填料分散液按100:25 100:40比例混合均勻，用涂膜器在離型保護(hù)層上涂布50 300 u m厚的濕膠后，采用逐步升溫方式干燥，再與基材用覆膜機(jī)兩面覆合，得到如權(quán)利要求3所述的有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶的制備方法，其特征在于所述步驟⑴制備聚丙烯酸酯膠粘劑包括以下步驟 ⑴以單體總重量計(jì)將60 90%的丙烯酸丁酯、2 5%的丙烯酸、2 5%的丙烯酸_2_乙基已基酯和溶劑加入到反應(yīng)器中進(jìn)行混合反應(yīng)，在惰性氣氛下，控制溫度為70 100°C，控制攪拌速度為70 90轉(zhuǎn)/分鐘； ⑵將引發(fā)劑偶氮二異丁腈與乙酸乙酯進(jìn)行混合均勻后加入步驟⑴中所述反應(yīng)器中，控制攪拌速率為70 90轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間為3 7小時(shí)，冷卻至室溫，得到聚丙烯酸酯膠粘劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶的制備方法，其特征在于所述步驟⑵制備改性導(dǎo)熱填料分散液的方法包括以下步驟 ⑴將微米級(jí)導(dǎo)熱填料、納米級(jí)導(dǎo)熱填料、納米線導(dǎo)熱填料和乙醇按質(zhì)量比3:1:1:10進(jìn)行混合并充分分散，分散時(shí)間為20 40min，超聲波輸出功率為300W，得到導(dǎo)熱填料微納米顆粒和納米線混合物； ⑵將硅烷偶聯(lián)劑按比例用乙醇稀釋后加入到步驟⑴中制備的導(dǎo)熱填料微納米顆粒和納米線混合物中，采用磁力攪拌4h、超聲波40min，超聲波輸出功率為300W，進(jìn)行充分分散使顆粒沒有團(tuán)聚現(xiàn)象； ⑶將步驟⑵中所述的溶液在100°C下烘干，得到改性導(dǎo)熱填料； ⑷將步驟⑶中所述的改性導(dǎo)熱填料、乙酸乙酯、乙醇、聚丙烯酸酯膠粘劑、分散液按質(zhì)量比10:15:5:5:3混合，采用磁力攪拌和超聲波方法進(jìn)行充分分散，分散時(shí)間為4h，超聲波輸出功率為300W，得到改性導(dǎo)熱填料分散液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶的制備方法，其特征在于所述導(dǎo)熱填料為AlN、BN、A1203、SiC或BeO，所述微米級(jí)導(dǎo)熱填料粒徑為5 15微米，所述納米級(jí)的導(dǎo)熱填料粒徑為400 600納米，所述納米線長(zhǎng)度為300 600 納米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶及其制備方法，其主要技術(shù)特點(diǎn)是導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶包括無基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶和有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶，制備方法包括以下步驟⑴制備聚丙烯酸酯膠粘劑；⑵制備改性導(dǎo)熱填料分散液；⑶將步驟⑴和⑵制得的產(chǎn)物混合后，用涂膜器在離型保護(hù)層上涂布不同厚度的濕膠，采用逐步升溫方式干燥制得無基材導(dǎo)熱膠帶；或者與基材兩面覆合制得有基材導(dǎo)熱絕緣壓敏膠帶。本發(fā)明膠帶導(dǎo)熱率高，粘接性能好，耐老化性能優(yōu)異，同時(shí)具有優(yōu)異的模切加工性能，可廣泛用于CPU、功率管、模塊電源等的發(fā)熱器件和散熱片的粘結(jié)，以及手機(jī)、LED等電子產(chǎn)品中屏幕、邊框與注塑模板的粘接。
文檔編號(hào)C09J7/02GK102746799SQ20121026441
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者劉柏松, 呂樹仁, 孫鵬, 張?zhí)m月, 李春剛, 李維, 蘇景麗, 訾嚴(yán), 鹿秀山 申請(qǐng)人:天津博苑高新材料有限公司