一種高導(dǎo)熱高絕緣涂料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別是涉及一種高導(dǎo)熱高絕緣涂料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電路板中，大部分材料的熱阻非常高，導(dǎo)致電子元器件產(chǎn)生的熱量無法散出，從而影響電子元器件的使用穩(wěn)定性，壽命及使用效果。散熱絕緣涂料是一種新型功能涂料，因其可同時(shí)起到很好的散熱作用，又具有絕緣的安全性能，在電器、電子、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，現(xiàn)有的散熱絕緣涂料種類較多，如聚酰亞胺樹脂、聚醚酮或環(huán)氧改性有機(jī)硅等樹脂加入碳化硅、氧化鈹、云母粉、氧化硅等絕緣導(dǎo)熱填料，但現(xiàn)有的散熱絕緣涂料應(yīng)用于電路板中的綜合性能較差，有的散熱能力不夠強(qiáng)，有的絕緣性能不高，有的不耐高電壓沖擊，且不能很好地實(shí)現(xiàn)在金屬基材上制作電路，因而使金屬基材在電路板行業(yè)的使用受到了極大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種高導(dǎo)熱高絕緣涂料，以解決現(xiàn)有電路板散熱性能不佳的問題，以及解決現(xiàn)有技術(shù)無法很好地實(shí)現(xiàn)在金屬基板上制作電路的難題。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱高絕緣涂料，包括如下質(zhì)量百分含量的原料組分:
[0006]聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物40-60% ;
[0007]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物30-40% ；
[0008]助溶劑:5-10%；
[0009]稀釋劑:3-10%；
[0010]固化劑:0.5-1%;
[0011]上述各原料組分的總質(zhì)量百分含量為100%。
[0012]本發(fā)明通過上述特定質(zhì)量配比的各種原料的協(xié)同作用，獲得的涂料兼具高導(dǎo)熱和高絕緣性能，且在不同的基材載體上均能完全附著，能承載5-10KV的電壓擊穿，耐300°C高溫，同時(shí)具備良好的耐酸堿性，耐鹽霧，抗老化性，抗冷熱循環(huán)和抗冷熱沖擊性能。
[0013]優(yōu)選地，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物中，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為2:2-6。更優(yōu)選地，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為2:3-4。
[0014]本發(fā)明采用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物作為涂料擔(dān)體，通過兩種樹脂的性能綜合，可使涂料最終能與不同材質(zhì)的載體產(chǎn)生良好的附著力和結(jié)合力，同時(shí)可使涂料在應(yīng)用于電路板中時(shí)，可匹配電路部分的膨脹系數(shù)，提高電路板的穩(wěn)定性。
[0015]優(yōu)選地，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物的質(zhì)量百分含量為45-55%。
[0016]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體具有良好的導(dǎo)熱性能，且穩(wěn)定性好，添加入涂料中，可減少涂料熱阻，提高涂料的整體導(dǎo)熱性能。優(yōu)選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物的質(zhì)量百分含量為30-35%。
[0017]優(yōu)選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物中，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質(zhì)量比為1:1-3:3-5，所述氧化鋁的顆粒粒徑為0.1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.1-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-1微米。本發(fā)明通過采用上述質(zhì)量配比和粒徑范圍的氧化鋁、氮化鋁與氮化硼進(jìn)行組合，可使涂料中形成良好導(dǎo)熱途徑，使得整個(gè)涂料涂層形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，提高涂料整體導(dǎo)熱功效，同時(shí)提高涂層的力學(xué)性能。更優(yōu)選地，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質(zhì)量比為1:2:4。更優(yōu)選地，所述氧化鋁的顆粒粒徑為1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.5-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-0.5微米。
[0018]優(yōu)選地，所述助溶劑的質(zhì)量百分含量為6-8% ;所述稀釋劑的質(zhì)量百分含量為5-8% ;所述固化劑的質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%。
[0019]優(yōu)選地，所述助溶劑可以為乙酰胺、醇類或醇醚類有機(jī)溶劑。具體可以是異丙醇、異丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚等。
[0020]優(yōu)選地，所述稀釋劑可以為正丁醇、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丁酮、丙酮、苯甲醇、環(huán)己酮、醚醇。
[0021]優(yōu)選地，所述固化劑的主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯。當(dāng)然，其它可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涂料固化的固化劑也適用本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的一種高導(dǎo)熱高絕緣涂料，以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物為擔(dān)體，并加入氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體導(dǎo)熱填料，由于綜合聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物和氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體等原料的優(yōu)異性能，很好的解決了導(dǎo)熱和絕緣的問題，在兩種性能之間達(dá)到平衡點(diǎn)，其同時(shí)具備高的導(dǎo)熱系數(shù)(5-20W/k.m)和良好的絕緣性能，在不同的基材載體上均能完全附著，能承載5-10KV的電壓擊穿，耐300°C高溫，具備耐酸堿性，耐鹽霧，抗老化性，抗冷熱循環(huán)和抗冷熱沖擊性能，可廣泛應(yīng)用于電路板行業(yè)，使電路板制備實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的工藝和獲得更良好的性能，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，同時(shí)為獲得各種不同用途的電路，提供了新的方法。
[0023]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種上述高導(dǎo)熱高絕緣涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0024]將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物與助溶劑按比例混合，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)完全，得到漿料；
[0025]取氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體，充分研磨混勻后，得到氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物，在氣氛保護(hù)，60-80°C溫度下，將所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物與上述所得漿料混合，再添加稀釋劑、固化劑，攪拌分散均勻，即得到高導(dǎo)熱高絕緣涂料，上述各原料按如下質(zhì)量百分含量混合:
[0026]聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物40-60% ;
[0027]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物30-40% ；
[0028]助溶劑:5-10%；
[0029]稀釋劑:3-10%；
[0030]固化劑:0.5-1%;
[0031]上述各原料組分的總質(zhì)量百分含量為100%。
[0032]優(yōu)選地，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物中，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為2:2-6。更優(yōu)選地，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為2:3-4。
[0033]本發(fā)明采用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物作為涂料擔(dān)體，通過兩種樹脂的性能綜合，可使涂料最終能與不同材質(zhì)的載體產(chǎn)生良好的附著力和結(jié)合力，同時(shí)可使涂料在應(yīng)用于電路板中時(shí)，可匹配電路部分的膨脹系數(shù)，提高電路板的穩(wěn)定性。
[0034]優(yōu)選地，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的混合物的質(zhì)量百分含量為45-55%。
[0035]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體具有良好的導(dǎo)熱性能，且穩(wěn)定性好，添加入涂料中，可減少涂料熱阻，提高涂料的整體導(dǎo)熱性能。優(yōu)選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物的質(zhì)量百分含量為30-35%。
[0036]優(yōu)選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物中，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質(zhì)量比為1:1-3:3-5，所述氧化鋁的顆粒粒徑為0.1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.1-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-1微米。本發(fā)明通過采用上述質(zhì)量配比和粒徑范圍的氧化鋁、氮化鋁與氮化硼進(jìn)行組合，可使涂料中形成良好導(dǎo)熱途徑，使得整個(gè)涂料涂層形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，提高涂料整體導(dǎo)熱功效，同時(shí)提高涂層的力學(xué)性能。更優(yōu)選地，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質(zhì)量比為1:2:4。更優(yōu)選地，所述氧化鋁的顆粒粒徑為1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.5-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-0.5微米。
[0037]優(yōu)選地，所述助溶劑的質(zhì)量百分含量為6-8% ;所述稀釋劑的質(zhì)量百分含量為5-8% ;所述固化劑的質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%。
[0038]優(yōu)選地，所述助溶劑可以為乙酰胺、醇類或醇醚類有機(jī)溶劑。具體可以是異丙醇、異丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚等。
[0039]優(yōu)選地，所述稀釋劑可以為正丁醇、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丁酮、丙酮、苯甲醇、環(huán)己酮、醚醇。
[0040]優(yōu)選地，所述固化劑的主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯。當(dāng)然，其它可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涂料固化的固化劑也適用本發(fā)明。
[0041]優(yōu)選地，所述氣氛可以為氮?dú)?、氬氣或氦氣?br>[0042]優(yōu)選地，所述攪拌的速度為200-500r/min，所述攪拌分散過程可在三輥機(jī)中完成。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，制備得到的高導(dǎo)熱高絕緣涂料同時(shí)具備高的導(dǎo)熱系數(shù)(5-20W/k.m)和良好的絕緣性能，在不同的基材載體上均能完全附著，能承載5-10KV的電壓擊穿，耐300°C高溫，具備耐酸堿性，耐鹽霧，抗老化性，抗冷熱循環(huán)和抗冷熱沖擊性能，可廣泛應(yīng)用于電路板行業(yè)。
[0044]第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了上述第一方面所述的高導(dǎo)熱高絕緣涂料的應(yīng)用，包括:將所述高導(dǎo)熱高絕緣涂料均勻涂敷或印刷在基底上，于140-170°C溫度下固化，形成高導(dǎo)熱高絕緣涂層。得到高導(dǎo)熱高絕緣涂層后，可根據(jù)實(shí)際需要制備成電路板、其他電子元器件等廣品。
[0045]所述基底可以是塑料、陶瓷、金屬等材質(zhì)，所述固化的時(shí)間為30?50分鐘。具體地，固化時(shí)間可根據(jù)預(yù)制作的涂層厚度而定。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例第三方面中所得高導(dǎo)熱高絕緣涂層具備高的導(dǎo)熱系數(shù)(5_20W/k.m)和良好的絕緣性能，能承載5-10KV的電壓擊穿，耐300°C高溫，具備良好的耐酸堿性，耐鹽霧，抗老化性，抗冷熱循環(huán)和抗冷熱沖擊性能。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例上述提供的高導(dǎo)熱高絕緣涂料，由于具有高絕緣性為電路板行業(yè)在金屬基材上實(shí)現(xiàn)電路提供了可能，并可實(shí)現(xiàn)異型電路的制作，如曲面，3D面等，由于金屬基材的優(yōu)良機(jī)加工性，可塑性，耐用性，因而為整個(gè)電路板行業(yè)發(fā)展，提供了新的方向。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的說明書中部分闡明，一部分根據(jù)說明書是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施而獲知。
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下所述是本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍。
[0050]下面分多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。其中，本發(fā)明實(shí)施例不限定于以下的具體實(shí)施例。在不變主權(quán)利的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行變更實(shí)施。
[0051]實(shí)施例一