一种EB固化覆铜铝基板散热涂料

技术领域

本发明属于铝基覆铜板技术领域，具体涉及一种EB固化覆铜铝基板散热涂料。

背景技术

铝基覆铜板即铝基板，是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，是铝基印制电路板原材料的一种，在LED照明产品中应用也非常广泛。一般铝基单面板由三层结构所组成，分别是电路层(铜箔)、绝缘层和铝基层。电路层的制作是对铜板进行蚀刻形成印制电路，用于实现器件的装配和连接，主要过程为磨板-贴膜-曝光-显影-蚀刻-褪膜。而铝是一种活泼性较强的金属，很容易与蚀刻和褪膜过程中用到的酸性/碱性溶液反应，因此为了防止铝基层表面被腐蚀，必须采取有效的措施对铝基层的铝板进行保护。早期的保护方法是对铝基板进行阳极氧化使其表面形成氧化膜，但该方法是以铝基板为阳极，以大量的酸为电解液，该过程必然产生大量废液，不利于环境保护且工作环境差；其次，阳极氧化线投入较大，能耗高，效率低。目前大多数是采用铺贴PVC或PE塑胶膜对铝基板的铝板进行保护，但是在贴膜过程中，由于静电吸附、空间污染、板边剪切颗粒等原因，铝面很容易吸附杂质，杂质在受到挤压后很容易划伤铝面或划破保护膜使得铝面暴露出来被酸碱腐蚀，最终导致铝基不良。

中国专利文献CN 108329847 A公开了一种铝基覆铜箔板用高性能导热绝缘胶膜及其制备方法，其中采用石英粉、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼、碳化硅等作为导热填料，所制备导热绝缘胶膜的导热率达到1.79W/(m·K)以上。虽然导热填料的添加在一定程度上提高了胶膜的散热性能，但金属粉体或金属氧化物或炭黑等导热材料的添加，既影响涂层透明性又影响素材原本的质感和纹理，而且往往都含有溶剂，环保性不足。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种EB固化覆铜铝基板散热涂料，该涂料体系中添加了相变胶囊，可快速吸收铝基覆铜板散发的热量，并进一步经涂层表面散发出去，相变胶囊是采用有机物包覆有机相变材料获得，与涂料体系具有良好的相容性，提高散热效果的同时不会影响涂层透明性以及素材原本的质感和纹理，无需添加过多溶剂，更为环保。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种EB固化覆铜铝基板散热涂料，包括如下重量份的各组分：

丙烯酸树脂50-80份

活性单体20-40份

相变胶囊30-60份

流平剂0.3-0.8份

分散剂0.3-1份

消泡剂0.2-0.8份

无水乙醇10-20份

改性无机粉料10-20份。

作为优选，上述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、硅改性丙烯酸树脂中的一种或几种。

作为优选，上述活性单体为季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。

作为优选，上述相变胶囊的制备方法为：

(1)将相变材料加热熔化，然后加入混合单体和引发剂，混合均匀形成油相；

(2)将乳化剂加入水中，搅拌均匀，形成水相；

(3)将油相与水相共混，并高速剪切形成稳定的乳液，在60-80℃、氮气氛围下反应7-10h，产物离心分离、清洗、干燥，得到相变胶囊粉末。

作为优选，上述步骤(1)中相变材料与单体的质量比为1/1-9/1；所述步骤(1)中的相变材料为石蜡、聚乙二醇和十八烷的混合物；所述步骤(1)中的混合单体为HEMA、MMA和HDDA按照质量比1:2:1组成；所述步骤(1)中的引发剂为AIBN，所述AIBN的用量为混合单体总质量的1-4％。

作为优选，上述石蜡、聚乙二醇和十八烷的质量比为1.5-2:1:1-1.5。

作为优选，上述步骤(2)中的乳化剂为OP-10、SDS、CTAB中的一种或几种；所述步骤(2)中水相的pH值为7-9；所述步骤(2)中乳化剂的用量占水的质量百分比为1-5％。

作为优选，上述步骤(3)中水相与油相的质量比为1/3-3/1。

作为优选，上述流平剂为有机硅类流平剂；所述分散剂为高分子分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。

作为优选，上述改性无机粉料为氟改性剂改性的无机粉料；所述无机粉料为1500目、3000目、5000目的滑石粉的一种或几种，或1500目、3000目的片状云母粉的一种或两种，或1500目、3000目的透明粉的一种或两种。

所述氟改性剂的结构式为：

所述氟改性剂的制备方法为：将三甲氧基硅烷、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十二氟-1,9-癸二烯和氯铂酸加入反应釜内，搅拌下加热至120℃反应6-8h，通过压滤去除催化剂即可，其中，三甲氧基硅烷与3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十二氟-1,9-癸二烯的摩尔比为1：1，反应方程式如下：

本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明的EB固化覆铜铝基板散热涂料，添加了相变胶囊，可快速吸收铝基覆铜板散发的热量，并进一步经涂层表面散发出去，相变胶囊是采用有机物包覆有机相变材料获得，与涂料体系具有良好的相容性，提高散热效果的同时不会影响涂层透明性以及素材原本的质感和纹理，无需添加过多溶剂，更为环保；

(2)相变胶囊是采用丙烯酸包覆有机相变材料获得，与涂料体系相容性好，不会影响涂层的附着力、耐水性、耐酸碱性等，同时所获得的涂层具备良好的散热性能；

(3)本发明的相变胶囊中的相变材料为石蜡、聚乙二醇和十八烷的混合物，且三者的质量比为1.5-2:1:1-1.5，所制备的相变胶囊的相变温度范围宽，达到20-70℃，相变潜热高，最高可达250J/g。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

相变胶囊实施例1

(1)将60份石蜡、30份聚乙二醇、45份十八烷加热熔化，然后加入25份HEMA、50份MMA和25份HDDA混合均匀形成油相；

(2)将3份SDS加入100份水中，搅拌均匀，调节pH值为9，形成水相；

(3)取100份油相和100份水相共混，并高速剪切形成稳定的乳液，在60℃、氮气氛围下反应10h，产物离心分离、清洗、干燥，得到相变胶囊粉末。

相变胶囊实施例2

(1)将400份石蜡、200份聚乙二醇、300份十八烷加热熔化，然后加入25份HEMA、50份MMA和25份HDDA混合均匀形成油相；

(2)将6份SDS加入300份水中，搅拌均匀，调节pH值为7，形成水相；

(3)取100份油相与300份水相共混，并高速剪切形成稳定的乳液，在80℃、氮气氛围下反应7h，产物离心分离、清洗、干燥，得到相变胶囊粉末。

相变胶囊实施例3

(1)将200份石蜡、120份聚乙二醇、150份十八烷加热熔化，然后加入25份HEMA、50份MMA和25份HDDA体混合均匀形成油相；

(2)将10份CTAB加入200份水中，搅拌均匀，调节pH值为8，形成水相；

(3)取100份油相与200份水相共混，并高速剪切形成稳定的乳液，在80℃、氮气氛围下反应7h，产物离心分离、清洗、干燥，得到相变胶囊粉末。

相变胶囊实施例4

(1)将90份石蜡、60份聚乙二醇、60份十八烷加热熔化，然后加入25份HEMA、50份MMA和25份HDDA混合均匀形成油相；

(2)将1份OP-10加入100份水中，搅拌均匀，调节pH值为7，形成水相；

(3)取300份油相与100份水相共混，并高速剪切形成稳定的乳液，在70℃、氮气氛围下反应8h，产物离心分离、清洗、干燥，得到相变胶囊粉末。

相变胶囊实施例5

(1)将150份石蜡、80份聚乙二醇、100份十八烷加热熔化，然后加入25份HEMA、50份MMA和25份HDDA混合均匀形成油相；

(2)将3份OP-10加入100份水中，搅拌均匀，调节pH值为8，形成水相；

(3)取100份油相与100份水相共混，并高速剪切形成稳定的乳液，在70℃、氮气氛围下反应9h，产物离心分离、清洗、干燥，得到相变胶囊粉末。

相变胶囊对比例1与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例1制备过程中水相的pH值为6。

相变胶囊对比例2与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例2制备过程中水相的pH值为10。

相变胶囊对比例3与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例3油相中的相变材料为330份石蜡。

相变胶囊对比例4与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例4油相中的相变材料为330份十八烷。

相变胶囊对比例5与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例5油相中的相变材料为200份石蜡和130份聚乙二醇。

相变胶囊对比例6与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例6油相中的相变材料为190份石蜡和140份十八烷。

相变胶囊对比例7与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例7油相中的相变材料为155份聚乙二醇和175份十八烷。

相变胶囊对比例8与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例8油相中的相变材料为130份石蜡、100份聚乙二醇和100份十八烷。

相变胶囊对比例9与相变胶囊实施例5基本相同，不同之处在于相变胶囊对比例9油相中的相变材料为120份石蜡、80份聚乙二醇和130份十八烷。

改性无机粉料的制备方法为：按照乙醇与水的体积比8:1配制乙醇水溶液，调节pH值至8-9，然后加入占乙醇水溶液质量百分比20％的氟改性剂，搅拌均匀，再加入无机粉料，40-50℃搅拌10-30min，过滤、洗涤、干燥，得到改性无机粉料，其中，氟改性剂与无机粉料的质量比为1:15-20。

涂料实施例1

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、12份乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、10份无水乙醇、0.8份EFKA-4010、50份相变胶囊实施例4制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份聚氨酯丙烯酸树脂、25份聚酯丙烯酸树脂、12份氟改性剂改性滑石粉、0.8份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料实施例2

(1)在低速搅拌下，依次加入30份季戊四醇四丙烯酸酯、12份无水乙醇、0.3份EFKA-4010、35份相变胶囊实施例1制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入25份环氧丙烯酸树脂、25份聚氨酯丙烯酸树脂、10份氟改性剂改性滑石粉、0.2份Tego920、0.4份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料实施例3

(1)在低速搅拌下，依次加入20份乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、20份三丙二醇二丙烯酸酯、20份无水乙醇、1份EFKA-4010、60份相变胶囊实施例3制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、35份聚氨酯丙烯酸树脂、20份氟改性剂改性滑石粉、0.6份Tego920、0.8份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料实施例4

(1)在低速搅拌下，依次加入20份乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、10份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.5份EFKA-4010、40份相变胶囊实施例2制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份聚酯丙烯酸树脂、30份硅改性丙烯酸树脂、17份氟改性剂改性滑石粉、0.3份Tego920、0.6份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料实施例5

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊实施例5制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例1

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例1制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例2

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例2制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例3

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例3制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例4

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例4制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例5

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例5制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例6

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例6制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例7

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例7制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例8

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例8制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例9

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份相变胶囊对比例9制备的相变胶囊，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

涂料对比例10

(1)在低速搅拌下，依次加入15份季戊四醇四丙烯酸酯、15份1,6-乙二醇二丙烯酸酯、15份无水乙醇、0.6份EFKA-4010、45份氧化铝，然后1000rpm分散30min；

(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入35份环氧丙烯酸树脂、30份聚氨酯丙烯酸树脂、15份氟改性剂改性滑石粉、0.5份Tego920、0.5份Tego450分散10min，即得到EB固化覆铜铝基板散热涂料。

将涂料实施例1-5和涂料对比例1-10所制备的涂料涂覆在铝基覆铜板表面，并对干燥后的漆膜进行性能测试，测试结果见表1。

表1

表1中的铅笔硬度按照GB/T6739标准进行测试；耐水性按照GB/T1733标准进行测试；耐酸性和耐水性按照GB/T9274标准进行测试；散热效果的测试方法为：将铝基覆铜板未涂覆散热涂料的一面朝下放置在加热板上，加热板设置为50℃加热30s，之后立即取下，用数字红外温度传感器测试铝基覆铜板未涂覆散热涂料一面的温度，记录温度下降至25℃所用的时间，每个实施例或对比例测试3个试样，取平均值。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。