專利名稱：一種高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠及其制備方法，屬于高分子復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂(EP)具有良好的物理化學(xué)性能，優(yōu)異的粘接強度，良好的介電性能；且固化收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于國防、國民經(jīng)濟各部門。隨著微電子及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電路元器件高度集中，元器件的散熱成為一個突出的問題。普通的環(huán)氧樹脂灌封膠因?qū)嵝阅懿?，無法滿足某些場合的散熱要求，研究開發(fā)高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂灌封膠非常必要，一般采取向環(huán)氧樹脂中填充導(dǎo)熱性填料的方法來改善其導(dǎo)熱性能。專利CN102515626A采取填充氧化鋁、氮化鋁、氮化硼無機導(dǎo)熱填料得到的環(huán)氧澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)為1.Γ1.3ff/(m.K)，仍然不能滿足某些大規(guī)模集成電路的散熱需求。專利CN101974302A采取填充球形氧化鋁來提高環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)，灌封膠的導(dǎo)熱系數(shù)達到
1.2^1.8 ff/(m.K)，但所使用的球形氧化鋁的成本高。另外導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂灌封膠還存在凝膠快可操作時間短、粘度大不易灌封的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，`提出了一種導(dǎo)熱性能好、粘度小、凝膠慢、可操作時間較長的高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠及其制備方法。本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，包括質(zhì)量比為100: 5 8的A組份和B組份；所述A組份的質(zhì)量組成為:環(huán)氧樹脂100份、活性稀釋劑2(Γ30份、消泡劑疒3份、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理的無機導(dǎo)熱填料100(Γ1300份，所述無機導(dǎo)熱填料為氧化鋁和/或氧化鋅；所述B組份為改性酸酐固化劑。所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為Ε-51型環(huán)氧樹脂。所述活性稀釋劑優(yōu)選為1，4-己二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚和1，2-環(huán)己二醇二縮水甘油醚中的至少一種。所述消泡劑優(yōu)選為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚和聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚中的至少一種。所述硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷中的至少一種。所述改性酸酐固化劑優(yōu)選為1-甲基六氫苯酐或4-甲基四氫苯酐。所述無機導(dǎo)熱填料優(yōu)選為氧化鋁和氧化鋅的組合物，且二者質(zhì)量比為3:1 4:1，所述氧化鋁平均粒徑優(yōu)選為4飛μ m ;所述氧化鋅平均粒徑優(yōu)選為Γ3 μ m，最好為2 μ m。所述氧化鋁優(yōu)選為平均粒徑為6 μ m和平均粒徑4 μ m的氧化鋁的組合物，且二者質(zhì)量比為3:2 5:3。本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠的制備方法，包括下述步驟:
(O按質(zhì)量份稱取100份無機導(dǎo)熱填料于10(TC干燥2h ;取I份硅烷偶聯(lián)劑、3份無水乙醇和0.33份蒸餾水室溫水解20min ;將硅烷偶聯(lián)劑的水解液與干燥后的無機導(dǎo)熱填料在高速混合機中110°C高速混合30min，取出混合物，120°C干燥2h，即得到經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理的無機導(dǎo)熱填料；
(2)稱取環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑和消泡劑并于高速分散機中攪拌2(T30min;再加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理的無機導(dǎo)熱填料，加料完畢后繼續(xù)攪拌2(T40min即得A組份；
(3)稱取A組份與B組份并混合均勻后，真空脫泡即得高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠。本發(fā)明利用氧化鋁、氧化鋅提供高導(dǎo)熱及絕緣性能，導(dǎo)熱系數(shù)可達1.75^2.23W/m.K，體積電阻率為3.25飛.91 X IO15 Ω /cm ;采用含多個活性端基的活性稀釋劑顯著降低灌封膠的粘度，灌封膠粘度在1980(T29800mPa.s (25°C)，利于灌封，以改性酸酐為固化劑，25°C時灌封膠的可操作時間達到8h以上。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護范圍。在實際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。如無特別說明，實施例中份數(shù)均按質(zhì)量份計。

實施例1
稱取100份E-51型環(huán)氧樹脂、23份1，4-己二醇二縮水甘油醚、2.5份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚于高速分散機中攪拌20min，依次加入經(jīng)縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷處理的無機導(dǎo)熱填料:450份平均粒徑6 μ m的氧化鋁、300份平均粒徑4 μ m的氧化鋁、250份平均粒徑2 μ m的氧化鋅，加料完畢繼續(xù)攪拌20min制得A組份。稱取100份A組份與7.1份1-甲基六氫苯酐固化劑混合，真空脫泡30min，灌封膠的粘度為20800mPa.s (25°C);灌封膠100°C固化3h，導(dǎo)熱系數(shù)為1.76 ff/m.K，體積電阻率為 5.43 X IO15 Ω/cm。實施例2
稱取100份E-51型環(huán)氧樹脂、27份1，6-己二醇二縮水甘油醚、2.7份聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚于高速分散機中攪拌25min，依次加入經(jīng)3-氨丙基三乙氧基硅烷處理的無機導(dǎo)熱填料:495份平均粒徑6 μ m的氧化鋁、330份平均粒徑4 μ m的氧化鋁、275份平均粒徑2 μ m的氧化鋅，加料完畢繼續(xù)攪拌25min制得A組份。稱取100份A組份與6.4份4_甲基四氫苯酐固化劑混合，真空脫泡30min，灌封膠的粘度為24500mPa.s (25°C);灌封膠100°C固化3h，導(dǎo)熱系數(shù)為1.93 ff/m.K，體積電阻率為 4.12 X IO15 Ω/cm。實施例3
稱取100份E-51型環(huán)氧樹脂、29份1，2-環(huán)己二醇二縮水甘油醚、2.9份聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚于高速分散機中攪拌20min，依次加入經(jīng)十二烷基三甲氧基硅烷處理的無機導(dǎo)熱填料:585份平均粒徑6 μ m的氧化鋁、390份平均粒徑4 μ m的氧化鋁、325份平均粒徑2 μ m的氧化鋅，加料完畢繼續(xù)攪拌25min制得A組份。稱取100份A組份與5.6份1-甲基六 氫苯酐固化劑混合，真空脫泡30min，灌封膠的粘度為29800mPa.s (25°C);灌封膠100°C固化3h，導(dǎo)熱系數(shù)為2.22 ff/m.K，體積電阻率為 3.47 X IO15 Ω/cm。
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，包括質(zhì)量比為100: 5 8的A組份和B組份；所述A組份的質(zhì)量組成為:環(huán)氧樹脂100份、活性稀釋劑2(Γ30份、消泡劑2 3份、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理的無機導(dǎo)熱填料100(Γ1300份，所述無機導(dǎo)熱填料為氧化鋁和/或氧化鋅；所述B組份為改性酸酐固化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為Ε-51型環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述活性稀釋劑為1，4_己二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚和1，2-環(huán)己二醇二縮水甘油醚中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚和聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為縮水甘油醚氧丙基二甲氧基娃燒、3-氨丙基二乙氧基娃燒和十二燒基二甲氧基娃燒中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述改性酸酐固化劑為1-甲基六氫苯酐或4-甲基四氫苯酐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述無機導(dǎo)熱填料為氧化鋁和氧化鋅的組合物，且二者質(zhì)量比為3:1 4:1 ;所述氧化鋁平均粒徑為4飛μ m ;所述氧化鋅平均粒徑為3 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述高 導(dǎo)熱 絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述氧化鋁為平均粒徑6μπι和平均粒徑4μπι的氧化鋁的組合物，且二者質(zhì)量比為3:2 5:3。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，所述氧化鋅的平均粒徑為f 3 μ m。
10.權(quán)利要求Γ9中任一項所述高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠的制備方法，其特征在于，包括下述步驟: (O按質(zhì)量份稱取100份無機導(dǎo)熱填料于10(TC干燥2h ;取I份硅烷偶聯(lián)劑、3份無水乙醇和0.33份蒸餾水室溫水解20min ;將硅烷偶聯(lián)劑的水解液與干燥后的無機導(dǎo)熱填料在高速混合機中110°C高速混合30min，取出混合物，120°C干燥2h，即得到經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理的無機導(dǎo)熱填料； (2)稱取環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑和消泡劑并于高速分散機中攪拌2(T30min;再加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理的無機導(dǎo)熱填料，加料完畢后繼續(xù)攪拌2(T40min即得A組份； (3)稱取A組份與B組份并混合均勻后，真空脫泡即得高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型高導(dǎo)熱絕緣低粘度環(huán)氧樹脂灌封膠及其制備方法，該灌封膠包括A組份和B組份。A組份由環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、消泡劑、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的無機導(dǎo)熱填料共混而成，B組份為固化劑。本發(fā)明利用氧化鋁、氧化鋅提供高導(dǎo)熱及絕緣性能，導(dǎo)熱系數(shù)可達1.75~2.23W/m.K，體積電阻率為3.25~5.91×1015Ω/cm；采用含多個活性端基的活性稀釋劑顯著降低灌封膠的粘度，灌封膠粘度在19800~29800mPa.s(25℃)，利于灌封，以改性酸酐為固化劑，25℃時灌封膠的可操作時間達到8h以上。
文檔編號C09K3/10GK103087665SQ201310038129
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者周正發(fā), 黃艷娜, 徐衛(wèi)兵, 任鳳梅, 馬海紅 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)