[发明专利]一种紫外光固化导热散热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热散热涂料及其制备方法，更具体的说一种紫外光固化导热散热涂料及其制备方法。

背景技术

国内高功率密度电子工业器件向尺寸小型化、结构紧凑化、功能多元化方向发展，由此引起的导热散热问题已经严重影响到高功率电子器件的工作稳定和可靠性。目前电子器件上所用的热控件一般采用金属材料，但是该类材料质量重、热膨胀系数大等，极大地限制了其作为封装散热材料的广泛使用。所以，研究和开发薄化、质量轻、导热率高的新材料，对于实现部件各尺寸应用装置轻量化和运行高效化具有重要意义。

溶剂型树脂的固化时间长、高能耗，固化时间往往需要一个小时左右，固化温度需要达到摄氏150度，同时溶剂型树脂需要加入溶剂型稀释剂，在固化过程中稀释剂挥发量大，导致损失较大，生产成本并造成一定的环境污染。

目前国内外在导热散热涂料方面的研究并不多，局限在溶剂型涂料，如中国专利申请号CN200810146607.5一种散热涂料及其制备方法中，采用硅树脂和有机溶剂，添加碳化硅、铝粉和氧化锌来制备散热涂料，用于散热设备上；而中国专利申请号CN201010514156.3一种用于LED灯的散热涂料中，用有机硅聚氨酯为主要成膜物质，氧化铍和氮化铝为散热材料，制备的散热涂料用于LED灯的散热，这些散热涂料在加热成膜过程中需要释放大量的有机溶剂，不仅耗能，还污染环境，生产效率低下，对于不能加热涂布的电子器件还会受到制约。 

中国专利申请号201110165349.7一种耐高温无卤阻燃型紫外光固化阻焊油墨的制备方法，专利文件公开了紫外光固化阻焊油墨主要由环氧丙烯酸类光敏树脂、光引发剂、环氧树脂、固化剂、填料、稀释剂等组成,这样的阻焊油墨具有高耐温性、高阻燃性、高硬度、无卤的特点，主要适用于印刷电路板无铅焊接和无铅吹锡（热风整平）工艺，但其并不具有良好的导热散热效果，另外其采用油墨色浆，与无机导热填料的混合性较差，对无机导热材料的粒径大小要求很高，需要达到纳米级，且无法获得性能优异的导热材料。

采用紫外光固化技术把光敏树脂在电子器件上成膜有所报道，但均无导热散热效果。如中国专利申请号CN200810000593公开了一种ＵＶ固化抗碱性蚀刻油墨组合物，包含强碱水可溶性树脂、光敏性引发剂、光敏性稀释剂和填料。中国专利申请号CN201010618907.6一种耐污紫外光固化涂料以及CN201110165349.7一种耐高温无卤阻燃型紫外光固化阻焊油墨的制备方法。

同时紫外光固化材料主要由树脂(预聚体),稀释剂(单体),交联剂(多官能团单体)和光引发剂或光敏剂等组成。稀释剂和光引发剂为固化材料中的重要组成部分之一，UV涂料的固化中各色颜料对不同波长的光线有不同的吸收率（透光率），颜料的吸收率越小，透光率越大，涂层的固化速度越快。炭黑的紫外线吸收能力较高，固化得最慢，白色颜料反光性强，也妨碍了固化。一般而紫外光的吸收顺序为：黑色>紫色>蓝色>青色>绝色>黄色>红色。UV树脂搭配黑色颜料难以紫外光固化，现有技术一般采用黑色油墨作为颜料 ，结合现有的光敏树脂和光引发剂，实现紫外光固化，得到黑色涂层比较困难，同时生产成本也较高。 

发明内容

发明要解决的技术问题

针对现有溶剂型导热散热涂料成膜需要加热和挥发大量有机溶剂造成的耗能和环境污染问题，以及现有技术中紫外光固化得到黑色涂层比较困难等问题，本发明提供一种紫外光固化导热散热涂料及其制备方法，特别适用于高功率密度电子工业器件制造领域中，可用于电子器件表面紫外光固化导热散热涂料及其制备方法。将其涂布于电子器件各种基材表面，无需加热，也无有机溶剂挥发，代替传统的金属材料热控件和溶剂型导热散热涂料，实现部件各尺寸应用装置轻量化和运行高效化。

技术方案

一种紫外光固化导热散热涂料，包括光敏树脂、炭黑、石英粉、活性稀释剂、光敏引发剂和助剂，其重量配比如下：光敏树脂100份，炭黑5-10份，石英粉15-30份，活性稀释剂10-20份，光敏引发剂5-8份，其中上述的光敏树脂为丙烯酸酯，包括磷酸丙烯酸酯和环氧大豆油丙烯酸酯，其质量比为1：1-2，所述石英粉和炭黑的粒径为1-3微米。 

所述助剂包括消泡剂和流平剂，其中消泡剂为有机硅类消泡剂，流平剂为有机氟类流平剂，其重量百分比含量分别为1%-3%。

所述的丙烯酸酯为磷酸丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的混合物，其质量比为1：1-2：1-3。