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CN108084910A - 一种导热胶带 - Google Patents

一种导热胶带 Download PDF

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CN108084910A CN201711460918.4A CN201711460918A CN108084910A CN 108084910 A CN108084910 A CN 108084910A CN 201711460918 A CN201711460918 A CN 201711460918A CN 108084910 A CN108084910 A CN 108084910A
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conducting glue
glue band
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李长顺
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Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种导热胶带。一种导热胶带，包括依次贴合的离型膜、胶粘层、金属箔和泡棉；所述泡棉通过浇注贴合在所述金属箔上。所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～40份、水0.8～2份、催化剂0.3～1份和硅油1～2.5份；所述聚醚多元醇的羟值为80～140。与现有技术相比，本发明具有以下特点：1、不需要借助压敏胶粘结金属箔与泡棉。本发明是通过浇注的方式使金属箔与泡棉粘接为一体，避免引入压敏胶导致整体散热性降低的问题；2、泡棉的阻抗性提高。

Description

一种导热胶带
技术领域
本发明涉及胶带技术领域，尤其是涉及一种导热胶带。
背景技术
在电子设备的组件中，导热胶带是必须的一种膜材，主要起导热作用。随着电子设备的快速发展，目前的导热胶带趋于多功能型，除导热外，还兼具增强、抗碎裂等功能。以抗碎裂的导热胶带为例，一般的结构是：将铜箔与泡棉通过PSA粘贴为一体；然而，由于粘贴需要一定厚度的PSA，而PSA为高分子化合物，导热效率较低，因此，降低了整体的散热效果。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导热胶带，所述的导热胶带解决了现有导热胶带散热效果差的问题。
为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案。
一种导热胶带，包括依次贴合的离型膜、胶粘层、金属箔和泡棉层；
所述泡棉层通过浇注贴合在所述金属箔上。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：不需要借助压敏胶粘结金属箔与泡棉层。
本发明是通过浇注的方式使金属箔与泡棉粘接为一体，避免引入压敏胶导致整体散热性降低的问题。
本发明对金属箔的材质和胶粘层的材质、胶带的用途均没有限制。
当然，金属箔作为导热的主体，需要具有良好的导热性，可选用铝箔、铜箔或锡箔等。
为了进一步提高导热胶带的综合性能，还可以从以下方面改进。
优选地，所述胶粘层为压敏胶层，优选聚丙烯酸类、聚氨酯类或有机硅类。
压敏胶层是目前液晶屏加工中最为常用的胶类型，为了扩展本发明的适用范围，优选压敏胶层。
可用的压敏胶层有聚丙烯酸类、聚氨酯类或有机硅类。
优选地，所述浇注的方法为：将发泡后未固化的泡棉直接浇注到铜箔上，再固化。
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～40份、水0.8～2份、催化剂0.3～1份和硅油1～2.5份；所述聚醚多元醇的羟值为80～140。
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～35份、水0.8～1.5份、催化剂0.5～1份和硅油1～2份；所述聚醚多元醇的羟值为110～130。
优选地，所述聚醚多元醇经过以下预处理：将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％。
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：
按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)30～40份、水1～2份、催化剂0.3～0.8份和硅油1.5～2.5份；
所述聚醚多元醇的羟值为80～140。
本发明与常规聚氨酯所用的原料有所区别，以获得不同的性能。
本发明所用的聚氨酯泡棉一方面起缓冲作用，另一方面还要避免组装过程中产生的灰尘吸附问题，因此本发明的泡棉需具有一定的阻抗性。鉴于此，本发明以水为发泡剂，并选用一定羟值为80～140的聚醚多元醇作为单体，再配以单体二苯基甲烷二异氰酸酯、催化剂和发泡稳定剂硅油，所制成的泡棉的阻抗可达到1012Ω以上。
由于所用的发泡剂、单体与现有技术有区别，因此适宜的发泡温度也有区别，本发明适宜的混合发泡的温度为80～90℃，例如80℃、82℃、84℃、85℃、86℃、88℃、90℃等，发泡反应时间为5-10min。
本发明所用的聚醚多元醇优选经过真空脱水处理，以降低对发泡的不利影响，含水量以低于0.3％为优。
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：
按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯35～40份、水1～1.5份、催化剂0.5～0.8份和硅油1.5～2份；
所述聚醚多元醇的羟值为80～110。
优选地，制备所述泡棉层时还加入增强剂或阻燃剂或者两者的混合。
加入增强剂和阻燃剂可以分别改善泡棉的强度和阻燃性能，尤其是阻燃性能对电子产品极其重要。
优选地，所述增强剂为纳米二氧化硅、蒙脱土、炭黑和碳纳米管中的一种或多种，例如纳米二氧化硅，蒙脱土，炭黑，碳纳米管，或者炭黑与碳纳米管的混合；优选炭黑或碳纳米管或两者的混合。
优选地，所述阻燃剂为卤系阻燃剂，优选2,3-二溴丙醇。
增强剂和阻燃剂的加入比例也会影响泡棉的性能，经考察，采用以下比例：
优选地，所述增强剂与所述聚醚多元醇的质量比为4～10：100，优选5～10：100；
优选地，所述阻燃剂与所述聚醚多元醇的质量比为4～6：100。
优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、异辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的一种或多种，优选辛酸亚锡；
优选地，所述聚醚多元醇的分子量为800～1500，优选1000～1500或800-1200。
本发明上述的导热胶带可采用任意的方法制得，例如如下所述。
制备泡棉：按照预设的配方，将所有原料混合发泡，然后浇注到金属箔上，之后在金属箔的另一侧涂布压敏胶(PSA)，再贴离型膜，收卷。
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
(1)改变了现有的泡棉与金属箔的粘结方式：
这样不仅避免了导热性降低的问题，而且节省了PSA，降低了原料成本；
(2)将泡棉和导热胶带集合为一体，避免了分步加工屏幕时重工性差的问题；
(3)通过改进泡棉的配方提高了其阻抗性能；
(4)在泡棉的原料中加入增强剂、阻燃剂等改性剂，提高了泡棉的综合性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的导热胶带的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的所有实施例是基于以下核心结构和材质：
一种导热胶带，包括依次贴合的离型膜、胶粘层、金属箔和泡棉；
所述泡棉通过浇注贴合在所述金属箔上。
在以上核心方案的基础上，本发明的各个实施例还从以下方面进行了改进。
优选地，所述金属箔为铝箔、铜箔或锡箔；
优选地，所述胶粘层为压敏胶层，优选聚丙烯酸类、聚氨酯类或有机硅类；
优选地，所述浇注的方法为：将发泡后未固化的泡棉直接浇注到铜箔上，再固化；
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～40份、水0.8～2份、催化剂0.3～1份和硅油1～2.5份；所述聚醚多元醇的羟值为80～140；
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～35份、水0.8～1.5份、催化剂0.5～1份和硅油1～2份；所述聚醚多元醇的羟值为110～130；
优选地，所述聚醚多元醇经过以下预处理：将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％。
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：
按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯30～40份、水1～2份、催化剂0.3～0.8份和硅油1.5～2.5份；
所述聚醚多元醇的羟值为80～140。
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：
按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯35～40份、水1～1.5份、催化剂0.5～0.8份和硅油1.5～2份；
所述聚醚多元醇的羟值为80～110。
优选地，所述混合发泡的温度为80～90℃。
优选地，制备所述泡棉层时还加入增强剂或阻燃剂或者两者的混合。
优选地，所述增强剂为纳米二氧化硅、蒙脱土、炭黑和碳纳米管中的一种或多种，优选炭黑或碳纳米管或两者的混合；
优选地，所述阻燃剂为卤系阻燃剂，优选2,3-二溴丙醇。
优选地，所述增强剂与所述聚醚多元醇的质量比为4～10：100，优选5～10：100；
优选地，所述阻燃剂与所述聚醚多元醇的质量比为4～6：100。
优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、异辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的一种或多种，优选辛酸亚锡。
优选地，所述聚醚多元醇的分子量为800～1500，优选1000～1500或800-1200。
下文所有实施例中泡棉的厚度均为0.12mm左右。
实施例1
一种导热胶带：
制备泡棉：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：1000，羟值：110)100份，MDI 35份，水(发泡剂)：1.5份，辛酸亚锡(催化剂)：0.5份，硅油：2份，碳纳米管5份，反应温度80-82℃，反应10min，然后直接浇注到铜箔上，铜箔为厚度9μm的压延铜箔。
在铜箔的另一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
最终结构如图1所示，依次包括离型膜1，PSA层2，铜箔3，泡棉层4。
实施例2
与实施例1的主要区别在于泡棉的组成不同，具体如下。
制备泡棉：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：1000，羟值：110)100份，MDI30份，水(发泡剂)：2份，辛酸亚锡(催化剂)：0.3份，硅油：2.5份，碳纳米管4份，2,3-二溴丙醇6份，反应温度88-90℃，反应5min，然后直接浇注到铜箔上，铜箔为厚度9μm的压延铜箔。
在铜箔的另一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
实施例3
与实施例1的主要区别在于泡棉的组成不同，具体如下。
制备泡棉：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：1000，羟值：110)100份，MDI 40份，水(发泡剂)：1份，辛酸亚锡(催化剂)：0.8份，硅油：1.5份，碳纳米管6份，2,3-二溴丙醇4份，反应温度88-90℃，反应5min，然后直接浇注到铜箔上，铜箔为厚度9μm的压延铜箔。
在铜箔的另一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
实施例4
与实施例1的主要区别在于聚醚多元醇的羟值不同，具体如下。
制备泡棉：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：1500，羟值：140)100份，MDI 35份，水(发泡剂)：1.5份，辛酸亚锡(催化剂)：0.5份，硅油：2份，碳纳米管5份，反应温度80-82℃，反应10min，然后浇注到模具内，得到0.1mm左右的泡棉。
在铜箔的另一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
实施例5
与实施例1的主要区别在于聚醚多元醇的羟值不同，具体如下。
制备泡棉：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：800，羟值：80)100份，MDI 35份，水(发泡剂)：1.5份，辛酸亚锡(催化剂)：0.5份，硅油：2份，碳纳米管5份，反应温度80-82℃，反应10min，然后直接浇注到铜箔上，铜箔为厚度9μm的压延铜箔。
在铜箔的另一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
实施例6
与实施例1的区别主要在于泡棉的原料配比不同，具体如下。
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：1000，羟值：140)100份，MDI 25份，水(发泡剂)：1.5份，辛酸亚锡(催化剂)：0.5份，硅油：2份，碳纳米管5份，反应温度80-82℃，反应10min，然后直接浇注到铜箔上，铜箔为厚度9μm的压延铜箔。
在铜箔的另一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
对比例1
与实施例1的区别在于泡棉配方不同：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(羟值：430)100份，MDI 125份，HCFC-14LB(发泡剂)：25份，辛酸亚锡(催化剂)：1份，硅油：2份，碳纳米管0.5份，反应温度20-25℃，反应10min，然后直接浇注到铜箔上，铜箔为厚度9μm的压延铜箔。
其余制备胶带的过程同实施例1。
对比例2
与实施例1的区别在于泡棉与铜箔的贴合方式不同：
制备泡棉：
将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％，聚醚多元醇(分子量：1000，羟值：110)100份，MDI 35份，水(发泡剂)：1.5份，辛酸亚锡(催化剂)：0.5份，硅油：2份，碳纳米管5份，反应温度80-82℃，反应10min，然后浇注模具成，制成厚度为0.12mm的泡棉。
在铜箔的一侧，采用夹缝式挤压型涂布机(slot die)涂布PSA，涂布厚度为10μm，然后贴合泡棉；在铜箔的另一侧也涂布PSA，涂布厚度为10μm，再贴离型膜，收卷。
以上所有实施例和对比例提供的泡棉的性能如表1。
表1不同泡棉的性能
阻抗/Ω 压缩强度/MPa 阻燃性
实施例1 1011.5 0.35 V2
实施例2 1012 0.3 V1
实施例3 1011 0.45 V1
实施例4 1011.5 0.37 V2
实施例5 1011.5 0.32 V2
实施例6 1011.5 0.35 V2
对比例1 1013 0.1 <V2
对比例2 1011.5 0.35 V2
以上所有实施例和对比例提供的胶带的导热性能如表2。
表2不同胶带的遮光性能
注：
采用导热系数测试仪(LW9389，ASTM 5470)测导热系数；采用垂直燃烧测试仪测试阻燃性，测试依据标准UL-94。
根据表1和表2的结果可确定：
1、相比PSA粘结的方式，浇注方式得到导热胶带的导热系数更高；
2、泡棉的组成对性能有重要影响：泡棉密度越小，Z轴方向上导热系数越低。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种导热胶带，其特征在于，包括依次贴合的离型膜、胶粘层、金属箔和泡棉层；
所述泡棉层通过浇注方式贴合在所述金属箔上。
2.根据权利要求1所述的导热胶带，其特征在于，所述金属箔为铝箔、铜箔或锡箔；
优选地，所述胶粘层为压敏胶层，优选聚丙烯酸类、聚氨酯类或有机硅类；
优选地，所述浇注的方法为：将发泡后未固化的泡棉直接浇注到铜箔上，再固化；
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～40份、水0.8～2份、催化剂0.3～1份和硅油1～2.5份；所述聚醚多元醇的羟值为80～140；
优选地，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯25～35份、水0.8～1.5份、催化剂0.5～1份和硅油1～2份；所述聚醚多元醇的羟值为110～130；
优选地，所述聚醚多元醇经过以下预处理：将聚醚多元醇在130-140℃条件下真空脱水，水分含量低于0.3％。
3.根据权利要求1或2所述的导热胶带，其特征在于，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：
按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯30～40份、水1～2份、催化剂0.3～0.8份和硅油1.5～2.5份；
所述聚醚多元醇的羟值为80～140。
4.根据权利要求3所述的导热胶带，其特征在于，所述泡棉层主要由以下材料混合发泡制成：
按重量计，聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯35～40份、水1～1.5份、催化剂0.5～0.8份和硅油1.5～2份；
所述聚醚多元醇的羟值为80～110。
5.根据权利要求3所述的导热胶带，其特征在于，所述发泡的方法为：加热至80-90℃，反应5-10min。
6.根据权利要求2所述的导热胶带，其特征在于，制备所述泡棉层时还加入增强剂或阻燃剂或者两者的混合。
7.根据权利要求6所述的导热胶带，其特征在于，所述增强剂为纳米二氧化硅、蒙脱土、炭黑和碳纳米管中的一种或多种，优选炭黑或碳纳米管或两者的混合；
优选地，所述阻燃剂为卤系阻燃剂，优选2,3-二溴丙醇。
8.根据权利要求6所述的导热胶带，其特征在于，所述增强剂与所述聚醚多元醇的质量比为4～10：100，优选5～10：100；
优选地，所述阻燃剂与所述聚醚多元醇的质量比为4～6：100。
9.根据权利要求2所述的导热胶带，其特征在于，所述催化剂为辛酸亚锡、异辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的一种或多种，优选辛酸亚锡。
10.根据权利要求2所述的导热胶带，其特征在于，所述聚醚多元醇的分子量为800～1500，优选1000～1500或800-1200。
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