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导热绝缘胶黏剂制备和性能

作　者: 吕勇
导　师: 罗世永
学　校: 北京印刷学院
专　业: 材料物理与化学
关键词: 导热绝缘胶黏剂固化反应动力学导热系数流变性
分类号: TQ437
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

以环氧树脂(E-20)、甲醚化氨基树脂(AR)、金刚石粉和助剂等制备了双组份导热绝缘胶黏剂。用差热分析和红外光谱研究了E-20／AR的固化反应动力学,反应机理,确定了适宜的固化工艺条件。用流变仪研究了金刚石粉填充体积分数、粒径和助剂用量对胶黏剂的粘度、触变性、粘弹性等流变性能的影响。分析了金刚石粉填充体积分数、粒径对胶黏剂导热性能和绝缘性能的影响,并用经验导热模型对导热系数进行了拟合。主要结论：E-20／AR体系反应速率常数可以表示为k=1.12 X 104 X exp(-4027.12(J/mol)/T),用Crane经验公式求出反应级数为0.95。固化温度在200℃以下时,烷氧基甲基(>NCH2OR)与环氧基团反应是主反应。AR／E-20质量比在0.5-0.8范围时,固化度均大于70%,固化膜的拉伸性能和抗剥离性能较好。适宜的固化条件为：温度130℃,时间10-15min。胶黏剂导热系数随金刚石粉的体积分数增加先增大后减少,存在一个极大值。体积分数在16.6%至44.7%时,Bruggeman和Agari模型能较好的描述胶黏剂的导热系数。胶黏剂的体积电阻率和表面电阻率随着金刚石粉体积分数增加而减少,当体积分数为44.7%时,体积电阻率和表面电阻率分别大于109Ω·cm和109Ω,能满足绝缘要求。随着金刚石粉体积分数增大,体系粘度、触变性和储存弹性率G’增大,储存粘性率η’降低。在相同的体积分数下,小粒径的金刚石粉填充的体系粘度、触变性和储存弹性率G’都较大,储存粘性率η’较小。助剂用量能显著改变胶黏剂的流变性。当粒径为5μm金刚石粉体积分数为44.7%,BYK180含量为1Wt%, BYK410含量为1 Wt%时,配制成的胶黏剂具有较好的流变性能,能满足丝网印刷的要求,固化后膜层的导热系数为1.499W/(m·K),绝缘性能良好。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-5
目录  5-7
第一章文献综述  7-24
  1.1 导热绝缘材料概述  7-8
  1.2 导热基本理论研究  8-15
    1.2.1 导热系数  8-9
    1.2.2 导热机理  9-10
    1.2.3 导热模型  10-15
  1.3 填料在导热绝缘复合材料中的研究进展  15-18
    1.3.1 填料种类在导热绝缘复合材料中的研究进展  15-16
    1.3.2 填料比例在导热绝缘复合材料中的研究进展  16-17
    1.3.3 填料颗粒大小、填料形状、填料表面特征在导热绝缘复合材料中的研究进展  17-18
  1.4 导热绝缘胶黏剂性能测试方法  18-21
    1.4.1 导热绝缘胶黏剂导热性能测试方法  18-19
    1.4.2 导热绝缘胶黏剂绝缘性能测试方法  19-20
    1.4.3 导热绝缘胶黏剂流变性能测试方法  20-21
  参考文献  21-24
第二章环氧树脂E-20/甲醚化氨基树脂(AR)体系固化反应研究  24-49
  2.1 实验过程和实验方法  24-26
    2.1.1 实验原料  24
    2.1.2 主要仪器及实验方法  24-26
  2.2 结果与讨论  26-46
    2.2.1 环氧树脂(E-20)/AR体系固化反应动力学研究  26-32
    2.2.2 环氧树脂(E-20)/AR体系固化反应机理研究  32-36
    2.2.3 环氧树脂(E-20)/AR体系固化工艺研究  36-46
  本章小结  46-47
  参考文献  47-49
第三章导热绝缘胶黏剂流变性能  49-70
  3.1 实验过程和实验方法  49-50
    3.1.1 实验原料  49-50
    3.1.2 样品制备  50
    3.1.3 样品流变性能测试  50
  3.2 结果与讨论  50-68
    3.2.1 导热绝缘胶黏剂样品的流动曲线  50-56
    3.2.2 导热绝缘胶黏剂样品的触变性  56-60
    3.2.3 导热绝缘胶黏剂的粘弹性  60-68
  本章小结  68-69
  参考文献  69-70
第四章导热绝缘胶导热和绝缘性能测试及模拟  70-83
  4.1 实验过程和实验方法  71-72
    4.1.1 实验原料  71
    4.1.2 样品制备  71
    4.1.3 样品性能测试  71-72
  4.2 结果与讨论  72-81
    4.2.1 导热填料金刚石粉的粒径表征  72-73
    4.2.2 满足粘附条件时体系的最大填充量  73
    4.2.3 金刚石粉体积分数对固化层导热性能的影响  73-75
    4.2.4 金刚石粉粒径对固化层导热性能的影响  75-76
    4.2.5 金刚石粉填充环氧树脂导热系数模型的模拟  76-78
    4.2.6 固化膜层绝缘性能的测试  78-81
  本章结论  81-82
  参考文献  82-83
第五章结论  83-85
附录  85-88
硕士期间发表的论文  88-90
致谢  90-91

导热绝缘胶黏剂制备和性能

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