本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)熱涂料及其制備和用其覆膜的鋁基復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料是電子電器產(chǎn)品中必不可少的材料，在各種電子電器領(lǐng)域中的元器件，例如：電容器、電池、電路板等，都要使用復(fù)合材料，從而保證元器件能夠正常并安全的工作。

目前，電容器常用的生產(chǎn)工藝是：在卷鋁基材上涂布一定厚度的涂層，經(jīng)過高溫烘烤后，得到鋁基復(fù)合材料，再?zèng)_壓成型并進(jìn)行封裝。首先，這種鋁基復(fù)合材料，在沖壓成型時(shí)，對涂膜的柔韌性要求很高。其次，涂膜須有較高的絕緣性，不僅需要具有通常高于1010ω?cm的電阻率，而且還需要具有很高的擊穿場強(qiáng)；如果耐高壓性能不足，會(huì)導(dǎo)致電容器被擊穿。再次，沖壓好的電容器封裝到電路板，會(huì)經(jīng)過數(shù)次高溫焊結(jié)，以及后期的通電過程中高溫下運(yùn)行使用，為了保證其使用性能和散熱效率，復(fù)合材料還需要具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)。

近年來，這種鋁基復(fù)合材料存在以下幾點(diǎn)問題：第一，涂膜的柔韌性差，沖壓成型時(shí)電容器表面出現(xiàn)裂痕。第二，材料電阻率較低，耐高壓性能不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致電容器容易被擊穿。第三，材料導(dǎo)熱系數(shù)較低，導(dǎo)熱性能不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致電容器的使用壽命較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種柔韌好、電阻率高且導(dǎo)熱系數(shù)高的導(dǎo)熱涂料，并對應(yīng)提供其制備方法以及用該導(dǎo)熱涂料覆膜的鋁基復(fù)合材料。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料，包括按質(zhì)量份計(jì)的以下組分：聚氨酯樹脂30～40份，環(huán)氧樹脂5～10份，固化劑5～10份，催化劑0.2～0.5份，導(dǎo)熱填料10～15份，有機(jī)溶劑30～40份。

其中：所述的聚氨酯樹脂為熱塑性聚氨酯，要求柔韌性和耐高壓性優(yōu)異，含有一定的羥基，其羥值為5～20mgkoh/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為30～60℃，分子量為15000～25000，從而保證涂層的主要性能達(dá)標(biāo)。如美國路博潤公司estane^?5701tpu、estane^?5703tpu、estane^?5715tpu、estane^?5719tpu、和estane^?5778tpu中至少一種。

所述的環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂或雙酚f型環(huán)氧樹脂。所述的環(huán)氧樹脂可以為美國陶氏化學(xué)(dow)的d.e.r.331、d.e.r.351、d.e.r.352、d.e.r.354和d.e.r.383中的至少一種。

所述的固化劑為甲醚化三聚氰胺甲醛樹脂或混合醚化三聚氰胺甲醛樹脂。可用于與聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂中的羥基發(fā)生反應(yīng)。可以選用美國湛新（allnex）公司的cymel?303、cymel?325、瑞士英力士(ineos）公司的resimene?r-747、resimene?r-755和resimene?r-757中的至少一種。

所述的催化劑為有機(jī)磺酸類化合物。在常溫下沒有催化作用，在100℃以上高溫條件下可分解出游離的有機(jī)酸，能夠起到催化作用，從而促進(jìn)聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂與固化劑的反應(yīng)?？梢赃x用美國金氏（king）的nacure^?2107、nacure^?3525和nacure^?5225中的至少一種。

所述的導(dǎo)熱填料細(xì)度1～5μm的氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氮化鋁、氮化硼和碳化硅中的至少一種。優(yōu)選為氧化鋁和/或氮化鋁。

所述的有機(jī)溶劑為醋酸正丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或兩種以上的混合物。上述有機(jī)溶劑均為酯類溶劑，溶解性良好，施工氣味小，環(huán)境負(fù)荷低，易回收利用，環(huán)保性強(qiáng)。優(yōu)選為醋酸正丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和/或丙二醇甲醚醋酸酯。

本發(fā)明制備的涂料存儲(chǔ)和使用方便，柔韌性良好，耐高壓性強(qiáng)，導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可應(yīng)用于各種電子電器領(lǐng)域中的元器件，如：電容器、電池、電路板等領(lǐng)域。使用時(shí)，可涂布在金屬基材表面，尤其適用于涂布在卷鋁基材表面。

一種上述適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料的制備方法，包括以下步驟：

1）在60～70℃下，將聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂加入至有機(jī)溶劑中并以600～800rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌至澄清透明，靜置冷卻至室溫，得到混合樹脂溶液；

2）將步驟1）得到的混合樹脂溶液在1000～1200rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌，再依次加入固化劑、催化劑和導(dǎo)熱填料，并繼續(xù)攪拌至混合均勻，即得到適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料。

一種上述適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料覆膜的鋁基復(fù)合材料，采用以下步驟生產(chǎn)：

（1）將適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料均勻涂布在卷鋁基材上。

（2）將步驟（1）處理過的卷鋁基材置于250～270℃的烘箱中烘烤固化2~3min。

（3）將步驟（2）處理過的卷鋁基材自然冷卻至20～30℃，即得覆膜的鋁基復(fù)合材料。

其中步驟（1）中所述的卷鋁基材的厚度為0.1～0.3mm。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料存儲(chǔ)和使用方便，柔韌性良好，耐高壓性強(qiáng)，導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可應(yīng)用于各種電子電器領(lǐng)域中的元器件，如：電容器、電池、電路板等領(lǐng)域。

2、本發(fā)明的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料在使用時(shí)，可涂布在金屬基材表面，尤其適用于涂布在卷鋁基材表面，使用方便快捷。

3、用本發(fā)明提供的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料覆膜后的鋁基復(fù)合材料具有良好的柔韌性，在極限條件的沖壓成型時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)成品局部裂痕或大面積裂痕等問題。

4、用本發(fā)明提供的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料覆膜后的鋁基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐高壓性，材料的電阻率很高，電容器件難以被高壓擊穿。

5、用本發(fā)明提供的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料覆膜后的鋁基復(fù)合材料具有突出的導(dǎo)熱性能，材料的導(dǎo)熱系數(shù)較高，導(dǎo)熱性強(qiáng)，沖壓成品具有較高的使用壽命。

6、本發(fā)明提供的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料制造簡單，生產(chǎn)設(shè)備較小，便于推廣。

7、利用本發(fā)明提供的適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料通過覆膜法生產(chǎn)鋁基復(fù)合材料，方法簡單，可操作性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

以下實(shí)施例中的“份”均為質(zhì)量份，鋁基涂料指鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料。

實(shí)施例一

按以下方式制備適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料（標(biāo)記為a1）和鋁基復(fù)合材料（標(biāo)記為b1）。

（1）鋁基涂料a1的制備方法如下：

（a）將14.5份醋酸正丁酯與20份戊二酸二甲酯加入至反應(yīng)釜中，在加熱（60-70℃）和攪拌（600rpm）條件下，依次加聚氨酯樹脂40份estane^?5703tpu和環(huán)氧樹脂5份d.e.r.331，再加熱攪拌3h；待樹脂完全溶解至澄清透明，將混合樹脂溶液冷卻至室溫；

（b）在室溫?cái)嚢钑r(shí)，依次加入固化劑10份cymel^?303、催化劑0.5份nacure^?2107和導(dǎo)熱填料10份aln，在室溫下高速攪拌、混合均勻，得到鋁基涂料a1。

（2）鋁基復(fù)合材料b1的制備方法如下：

（a）將涂料a1均勻涂布在表面清潔的0.2mm卷鋁基材上；

（b）將上述鋁基材料放置于270℃烘箱中烘烤2min；

（c）將上述鋁基材料冷卻至25℃，即得鋁基復(fù)合材料b1。

實(shí)施例二

按以下方式制備適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料（標(biāo)記為a2）和鋁基復(fù)合材料（標(biāo)記為b2）。

（1）鋁基涂料a2的制備方法如下：

（a）將20份丁二酸二甲酯與19.8份戊二酸二甲酯加入至反應(yīng)釜，在加熱（60-70℃）和攪拌（600rpm）條件下，依次加聚氨酯樹脂30份estane^?5715tpu和環(huán)氧樹脂10份d.e.r.352，再加熱攪拌3h；待樹脂完全溶解至澄清透明，將混合樹脂溶液冷卻至室溫；

（b）在室溫?cái)嚢钑r(shí)，依次加入固化劑5份cymel^?325、催化劑0.2份nacure^?3525和導(dǎo)熱填料8份aln與7份al2o3，室溫下高速攪拌、混合均勻，得到鋁基涂料a2。

（2）鋁基復(fù)合材料b2的制備方法如下：

（a）將涂料a2均勻涂布在表面清潔的0.2mm卷鋁基材上；

（b）將上述鋁基材料放置于270℃烘箱中烘烤2min；

（c）將上述鋁基材料冷卻至25℃，即得鋁基復(fù)合材料b2。

實(shí)施例三

按以下方式制備適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料（標(biāo)記為a3）和鋁基復(fù)合材料（標(biāo)記為b3）。

（1）鋁基涂料a3的制備方法如下：

（a）將34.7份丙二醇甲醚醋酸酯加入至反應(yīng)釜中，在加熱（60-70℃）和攪拌（600rpm）條件下，依次加入聚氨酯樹脂38份estane^?5719tpu和環(huán)氧樹脂7份d.e.r.354，再加熱并攪拌3h；待樹脂完全溶解至澄清透明，將混合樹脂溶液冷卻至室溫；

（b）在室溫?cái)嚢钑r(shí)，依次加入固化劑8份resimene^?r-747、催化劑0.3份nacure^?5225和導(dǎo)熱填料8份aln與4份al2o3，在室溫下高速攪拌、混合均勻，得到鋁基涂料a3。

（2）鋁基復(fù)合材料b3的制備方法如下：

（a）將涂料a3均勻涂布在表面清潔的0.2mm卷鋁基材上；

（b）將上述鋁基材料放置于270℃烘箱中烘烤2min；

（c）將上述鋁基材料冷卻至25℃，即得鋁基復(fù)合材料b3。

實(shí)施例四

按以下方式制備適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料（標(biāo)記為a4）和鋁基復(fù)合材料（標(biāo)記為b4）。

（1）鋁基涂料a4的制備方法如下：

（a）將37.6份戊二酸二甲酯加入至反應(yīng)釜中，在加熱（60-70℃）和攪拌（600rpm）條件下，依次加聚氨酯樹脂35份estane^?5778tpu和環(huán)氧樹脂8份d.e.r.383，再加熱攪拌3h；待樹脂完全溶解至澄清透明，將混合樹脂溶液冷卻至室溫；

（b）在室溫?cái)嚢钑r(shí)，依次加入固化劑7份resimene^?r-757、催化劑0.4份nacure^?3525和導(dǎo)熱填料12份aln，室溫下高速攪拌、混合均勻，得到鋁基涂料a4。

（2）鋁基復(fù)合材料b4的制備方法如下：

（a）將涂料a4均勻涂布在表面清潔的0.2mm卷鋁基材上；

（b）將上述鋁基材料放置于270℃烘箱中烘烤2min；

（c）將上述鋁基材料冷卻至25℃，即得鋁基復(fù)合材料b4。

實(shí)施例五

按以下方式制備適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料（標(biāo)記為a5）和鋁基復(fù)合材料（標(biāo)記為b5），作為對比。

（1）鋁基涂料a5的制備方法如下：

（a）將17.6份醋酸正丁酯與20份戊二酸二甲酯加入至反應(yīng)釜中，在加熱（60-70℃）和攪拌（600rpm）條件下，依次加聚氨酯樹脂28份estane^?5715tpu和環(huán)氧樹脂12份d.e.r.351，再加熱攪拌3h；待樹脂完全溶解至澄清透明，將混合樹脂溶液冷卻至室溫；

（b）在室溫?cái)嚢钑r(shí)，依次加入固化劑11份resimene^?r-747、催化劑0.4份nacure^?3525和導(dǎo)熱填料11份aln，在室溫下高速攪拌、混合均勻，得到鋁基涂料a5。

（2）鋁基復(fù)合材料b5的制備方法如下：

（a）將涂料a5均勻涂布在表面清潔的0.2mm卷鋁基材上；

（b）將上述鋁基材料放置于270℃烘箱中烘烤2min；

（c）將上述鋁基材料冷卻至25℃，即得鋁基復(fù)合材料b5。

實(shí)施例六

按以下方式制備適用于鋁基的耐高電壓導(dǎo)熱涂料（標(biāo)記為a6）和鋁基復(fù)合材料（標(biāo)記為b6），作為對比。

（1）鋁基涂料a6的制備方法如下：

（a）將17.7份醋酸正丁酯與20份丁二酸二甲酯加入至反應(yīng)釜中，在加熱（60-70℃）和攪拌（600rpm）條件下，依次加聚氨酯樹脂37份estane^?5703tpu和環(huán)氧樹脂9份d.e.r.383，再加熱攪拌3h；待樹脂完全溶解至澄清透明，將混合樹脂溶液冷卻至室溫；

（b）在室溫?cái)嚢钑r(shí)，依次加入固化劑7份resimene^?r-755、催化劑0.3份nacure^?5225和導(dǎo)熱填料9份aln，室溫下高速攪拌、混合均勻，得到鋁基涂料a6。

（2）鋁基復(fù)合材料b6的制備方法如下：

（a）將涂料a6均勻涂布在表面清潔的0.2mm卷鋁基材上；

（b）將上述鋁基材料放置于270℃烘箱中烘烤2min；

（c）將上述鋁基材料冷卻至25℃，即得鋁基復(fù)合材料b6。

實(shí)施例七

對以上實(shí)施例的效果進(jìn)行檢測，以驗(yàn)證鋁基復(fù)合材料b1-b6的性能指標(biāo).

產(chǎn)品試驗(yàn)：對本發(fā)明的產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測

i、檢測內(nèi)容：耐溶劑性，耐沖擊性，電阻率，導(dǎo)熱系數(shù)。

ii、檢測標(biāo)準(zhǔn)

（1）耐溶劑性檢測

gb/t23989-2009，用紗布包裹1kg鐵錘，蘸取丁酮后擦拭樣板，直到露出基材為止，記錄所需要來回擦拭的次數(shù)。

（2）耐沖擊性檢測

jisk5600-5-3，用劃格器將鋁基復(fù)合材料劃百格，采用杜邦沖擊試驗(yàn)機(jī)，將1kg的沖擊錘從100cm的高度落下，觀察材料表面涂層的開裂情況；若涂層無裂痕則ok，若涂層有裂痕則ng。

（3）體積表面電阻率檢測

gb/t1410-2006，在25℃，50％rh下經(jīng)24小時(shí)暴露后，試驗(yàn)電壓為100v，涂層厚度為10μm，測試體積表面電阻率。

（4）導(dǎo)熱系數(shù)檢測

mil-i-49456a，drl-iii導(dǎo)熱系數(shù)測試儀，試樣大小：φ20mm，試樣厚度0.2mm，材料導(dǎo)熱系數(shù)測試，計(jì)算機(jī)全自動(dòng)測試。

iii、檢測結(jié)果如表1所示：

表1鋁基復(fù)合材料的性能測試

由實(shí)施例一至四可見，本發(fā)明提供的鋁基復(fù)合材料具有優(yōu)異柔韌性、耐高壓性和導(dǎo)熱性。由實(shí)施例五、六可見，實(shí)施例五的樹脂和固化劑的用量超出本發(fā)明的范圍，實(shí)施六的導(dǎo)熱填料用量超出本發(fā)明的范圍，而樹脂、固化劑、導(dǎo)熱填料等組分的用量超過本發(fā)明的數(shù)值范圍會(huì)導(dǎo)致鋁基復(fù)合材料性能變差。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。