改性环氧树脂基填充型导热胶的制备及性能研究

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1、中图分类号：ＴＱ４３０：．１密级公开ＵＤＣ：５４７学校代码：１００８２ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文改性环氧树脂基填充型导热胶的制备及性能研究论文作者：张萌指导教师：陈爱兵教授副指导教师：于奕峰教授申请学位类别：工学硕士学科、领域：化学工程与技术所在单位：化学与制药工程学院答辩日期：２０１８年５月３０日中图分类号：TQ430.1密级：公开UDC：547学校代码：10082硕士学位论文改性环氧树脂基填充型导热胶的制备及性能研究论文作者：张萌指导教师：陈爱兵教授副

2、指导教师：于奕峰教授申请学位类别：工学硕士学科、领域：化学工程与技术所在单位：化学与制药工程学院答辩日期：2018年5月30日ClassifiedIndex：TQ430.1SecrecyRate：PublicizedUDC：547UniversityCode：10082DissertationfortheMasterDegreeStudyonthePreparationandPropertiesofModifiedEpoxyResinbasedFilledThermalConductiveAdhesiveCandidate：ZhangMengSupervisor:Prof.A

3、ibingChenAssociateSupervisor：Prof.YifengYuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringandTechnologyEmployer：SchoolofChemical&PharmaceuticalEngineeringDateofOralExamination:May30,2018摘要摘要随着科技的迅猛发展，电子产品的使用越来越广泛且功率不断增加，所以电子设备的散热依旧有问题，且诸多电子封装材料基体为树脂胶，韧性较差，易碎，严重影响了产

4、品的性能和有效使用时间。因此要求电子封装材料应具备一定的散热功能，同时保证材料的稳定性和韧性延长产品的使用寿命和性能。本实验根据这两点出发制备了韧性良好的聚氨酯改性环氧树脂，并以此为原料合成出导热性能良好的导热胶，分析了不同变量对改性胶以及导热胶性能的影响。1)选用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚丙二醇(PPG)为原料制备聚氨酯(PU)预聚体。考察了原料配比、反应温度以及反应时间对PU预聚体合成的影响。通过滴定-NCO含量，确定了PU预聚体适宜的合成条件为75C下反应1.5h。讨论了水分对PU预聚体合成的影响，得出水分存在会导致异氰酸酯基与其发生副反应，影响预聚体的稳定性。最后

5、通过FI-IR分析得出聚氨酯预聚体为-NCO封端。2)由聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应，制备聚氨酯改性环氧树脂。研究了聚氨酯预聚体结构和用量对改性环氧树脂力学性能的影响规律。结果表明，当聚醚多元醇选用PPG1000，且TDI:PPG=2:1时，制得的聚氨酯预聚体对环氧树脂的增韧效果最好，当聚氨酯预聚体的添加量为10%时，改性环氧树脂的应变和拉伸强度分别是84.7%和27.1MPa，是改性前的30.47倍和3.04倍。通过扫描电镜对聚氨酯的增韧机理进行了研究，发现改性前环氧树脂为脆性断裂，聚氨酯改性后的环氧树脂断裂时银纹明显增多，为韧性断裂。3)采用改性环氧树脂作为基体，添

6、加Al2O3和石墨粉制备混合填料导热胶。分别考察了Al2O3和石墨的尺寸及用量、Al2O3的表面改性以及稀释剂的用量对导热胶粘度、导热系数以及力学性能的影响。结果表明，当10μmKH-560改性Al2O3填充量为60%、20μm石墨填充量为5%时，导热系数达到1.53W/(m·K)，约为基体环氧树脂的7.7倍。综合导热胶的力学性能及粘度，确定环氧树脂：稀释剂=10:1。此时，导热胶的拉伸强度为26.3MPa，力学性能优异。关键词环氧树脂；聚氨酯；改性；导热胶；氧化铝；石墨IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandt

7、echnology,electronicproductsmoreandmorewidelyusedandthepowerisincreasing,sotheheatdissipationofelectronicequipmentstillhasmanyproblems,thematrixofmanyelectronicpackagingmaterialsisresinadhesive,anditstoughnessispoorandfragile,whichseriouslyaffectstheperf