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题目:低温使用导热绝缘环氧胶粘剂的研究

关键词:低温,导热,绝缘,环氧胶粘剂

  摘要



近几十年来,耐低温胶粘剂以及导热绝缘胶粘剂的研制均取得了很多进展,但是对于兼具导热性能的耐超低温胶粘剂的研究较少,因此研发具有较高热导率、耐低温(-196℃)的胶粘剂具有重要的理论和实际意义。

本文首先开展了耐低温胶粘剂基础树脂体系的研究,主要包括基础树脂的选取、固化剂的选取、不同种类固化剂的复配以及固化剂用量的选择。随后进行了环氧树脂超低温增韧技术的研究,选用液态橡胶(奇士增韧剂)和聚醚砜PES作为增韧剂,与环氧树脂E51基体形成两相结构的增韧体系,提高胶粘剂的低温强度,以增韧后的体系作为导热绝缘复合胶粘剂的树脂基体。

另一方面,对于导热胶粘剂的研究,通常为了获得较为理想的热导率,需要在树脂体系中加入大量的导热填料来形成有效的导热网络。然而,加入大量的导热填料虽然能够提高胶粘剂的热导率,但是同时带来了胶粘剂体系脆性增大,粘接强度的降低。

为了解决高热导率和高粘接强度一般不能兼具的问题,本文通过对导热填料表面进行改性,在导热填料表面接枝有机基团,使导热填料能够在上述两相结构中选择性分布于环氧树脂连续相中。对于一定量的导热填料来说,选择性的集中于环氧树脂连续相中,较随机分散于整个体系中更容易形成导热网络,从而达到降低填料添加量的目的。

对于导热绝缘填料Al2O3的表面改性研究,主要包括两种硅烷偶联剂和两种酸酐的表面改性,随后研究了两种粒径的Al2O3填料的最佳改性剂用量,最后对改性后的两种粒径的Al2O3填料进行复配研究,确定最优的复配比例。

其次,开展了耐低温导热绝缘复合体系的综合性能研究,主要包括室温、液氮温度的搭接剪切强度以及室温下的热导率。

最后,对具有高热导率的Al粉、Cu粉、多壁碳纳米管进行了表面改性研究,并制备了相应的导热胶粘剂,同制备的导热绝缘胶粘剂进行了对比研究。