环氧导热胶黏剂配方

 

    环氧导热胶黏剂即是能传导热量的一种环氧胶黏剂,由环氧树脂、固化剂、增韧剂、导热填料等组成。导热填料有金属粉(银、铜、铝等)、石墨、炭黑、氧化铍、氧化铝、氧化镁、氮化硼、碳纳米管、纳米纤维等,石墨是一种较为理想的非金属耐腐蚀导热填料,导热和导电性都不亚于金属。石墨的热导率很高,比不锈钢大4倍,比碳钢大2倍,比铝大3~3.5倍,比其他非金属大100倍。石墨的电阻率为9×10-6Ω·m。氧化铝价格较廉,可较大量添加到环氧胶中,含有70%氧化铝的环氧胶热导率为1.38~1.73W/(m·K),并且粘接强度较高。氧化镁价廉,热导率0.46~0.49W/(m·K)。加入不同种类、不同数量的导热填料,可制得性能不同的环氧导热胶黏剂。用于某些需要导电热或散热部件和设备的粘接与修补,如晶体管、微处理器和散热片之间的粘接,以及飞行器电子器件、反应堆、镇流电源等耐温(250℃)导热粘接。

    美国Master Bond公司生产一种高导热性耐高温环氧树脂胶黏剂,牌号为EP34AN,热导率高达3.17~3.46W/(m·K),并且在204~232℃下长时间曝露后,其物理力学性能良好。该胶为双组分,100%固含量,不含溶剂和稀释剂,可室温固化,加热则能快速固化。固化物邵氏硬度大于85,拉伸强度37.9MPa,拉伸弹性模量3.4GPa。对于金属、玻璃、陶瓷、木材、硫化橡胶、多数塑料等都有优良的粘接性能。

    日本住友电木株式会社成功研制了由液态环氧树脂、活性稀释剂、酚醛胺固化剂、银粉等组成的粘接半导体用的软膏,具有极好的导热性。

    日立(日本)开发出热导率高达7W/(m·K)的导热环氧树脂,接近陶瓷材料的水平,比通常的环氧树脂的热导率高5倍以上,通过调整填充剂的加量,甚至可使热导率超过10W/(m·K)。

    环氧导热胶黏剂的典型配方(质量份)如下。

    ①E-51环氧树脂                   100

    液体丁腈橡胶                      20

    间苯二胺                          15

    乙炔炭黑                      70~80

    KH-550                             2

    80℃/2h+150℃/2h固化。

    热导率(60~120℃)1.08~1.04W/(m·K)。

    粘接铝的剪切强度:室温>24.5MPa,120℃>7.8MPa;不均匀扯离强度:室温>4.9kN/m,120℃>4.2kN/m。

    ②E-51环氧树脂                  100

    液体TM橡胶                      15

    三乙醇胺                         15

    铝粉                        150~250

    100℃/2h固化。粘接铝合金室温剪切强度>15MPa。热导率0.5W/(m·K)。

    ③E-44环氧树脂                  100

    液体丁腈橡胶                     20

    间苯二胺                         13

    间苯二酚                          1

    银粉                             25

    乙炔炭黑                          5

    KH-550                            2

    85℃/2h+150℃/6~8h固化。

    粘接镀银铜网的剪切强度:-196℃时19.5MPa,室温(20℃)25MPa,120℃时16.5MPa,150℃时17.3MPa;不均匀扯离强度50kN/m。热导率:50℃时1.08W/(m·K),121℃时1.04W/(m·K)。用于金属导热与散热件的粘接,使用温度-120~150℃。

 

 

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