一种高灵敏度温度检测装置及其制备方法与流程

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1.本发明属于导热绝缘材料和温度传感器技术领域，尤其涉及一种高灵敏度的温度检测装置及其制备方法。

背景技术：

2.我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40％以上。温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。然而，在强电强磁环境中，金属传感器在使用时无法直接接触设备表面，导致传感器的灵敏度降低，并且工作危险性增加。因此，为满足金属传感器在强电强磁环境的使用，需要设计一款具有可塑性的导热块，为金属传感器提供一种绝缘强度极高且具有一定可塑性、导热能力极快的绝缘材料，为常规工业级传感器提供一种在电网强电强磁环境下工作的可能，为传感器保驾护航。
3.目前导热块体常选用导热陶瓷块或导热复合材料两种材料，专利cn103557959a公开了一种光纤光栅温度传感器探头，包括：光纤光栅封装套管，光纤光栅和导热保护套管；光纤光栅的栅区部分位于光纤光栅封装套管内部用于温度测量，其一端固定，另一端悬空；导热保护套管的两端固定有夹持端，用于封装光纤光栅封装套管，光纤光栅的尾部光纤穿过夹持端。光纤光栅封装套管由铜材料制成，导热性能好，导热保护套管由陶瓷材料制成，绝缘性好、抗电磁干扰能力强；夹持端由耐高温的绝缘材料制成。该发明光纤光栅温度传感探头体积小，响应速度快，并且封装结构简单，能够消除外部应力对传感器测温的影响，而且可以屏蔽电磁干扰影响。但导热陶瓷块加工难度高、脆性大、不易与探头粘结。
4.专利cn108801489a公开了一种温度传感器，包括温度传感器探头和数据采集元件，温度传感器探头包括感温碳纳米材料层、导热基体和封装外壳，其中感温碳纳米材料层设置于导热基体上，并封装于封装外壳内部，封装壳体和感温碳纳米材料之间为绝热层，导热基体的至少一部分裸露于封装外壳外部，感温碳纳米材料层中的至少两部分作为电极分别与电路采集元件电连接。该发明还提供了其制备方法：在导热基体的表面修饰感温碳纳米材料层，然后将感温碳纳米材料层的至少两部分与电路采集元件分别进行电连接，再将感温碳纳米材料层封装于封装外壳内部，并在所述感温碳纳米材料层与封装外壳之间填充绝热层，且导热基体的至少一部分裸露于封装外壳外部，形成温度传感器。但是，该发明使用的导热复合材料热导率低，传感器的检测灵敏度受到影响，且应用于强电强磁环境中无法保证使用安全性。
5.因此，如何获得一种用于温度检测装置的，热导率高，绝缘性好、粘接性优良的导热复合材料，在提高温度检测装置灵敏度提高的同时能安全应用于强电强磁环境，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

6.针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有高热导率和绝缘性、优良粘接性的导热绝缘块的温度检测装置，该温度检测装置灵敏度高，能够用于强电强磁环境。
7.具体的，本发明提供一种高灵敏度温度检测装置，温度检测装置包括：测温组件、导热绝缘块、电磁屏蔽层及保护封装层；
8.所述导热绝缘块为导热复合材料，所述导热复合材料由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过压制成型制备而成；
9.所述二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:(300-400)；
10.所述改性混合填料为经过酸酐接枝改性氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改性的氮化铝；
11.所述氮化硼的粒径为20-50μm，氮化硅的粒径为2-10μm，氮化铝的粒径为20-50nm；
12.所述氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：(1.1-1.3)：(0.8-0.9)。
13.本发明的温度传感器灵敏度极高，其温度传感器测量标准为0.1℃级，测试范围为-50-150℃。
14.本发明温度检测装置结构清晰，采用依次包覆的层状结构，测温组件被包覆在整个温度检测装置的最内层，粘接导热绝缘块的导热接头，采用浇筑的方式注入绝缘树脂，使测温组件和部分导热接头被绝缘树脂包覆，随后包裹电磁屏蔽层，然后再浇筑保护封装层，固化后得到层次分明的温度检测装置。
15.本发明导热绝缘块为导热复合材料，填料粉体填充量高，形成高效的导热网络，提高材料导热性，同时，通过使用不同粒径的微米级填料和纳米级填料配合使用，使纳米级填料填充微米级填料之间的空隙，减少填料与基体之间的接触面积，更容易地形成导热网络结构。本发明使用的导热复合材料的热导率≥25w
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，体积电阻率≥1
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cm，具有极优良的可塑性和导热绝缘性能。
16.本发明的氮化硼为微米级片状六方氮化硼，是一种具有二维片状纳米形貌的单晶结构六方相氮化硼材料，其二维纳米形貌使其具有非常特殊优良的物理化学性能，有非常好的导热性、电绝缘性、耐化学腐蚀性和抗氧化性。片状六方氮化硼也是优异的导热填料，可提高材料的热导率，降低其介电损耗。氮化硅是电子元器件行业绝缘封装树脂的优异填料和增强体，也是热界面材料的优异绝缘导热填料，可提高材料的热导率。氮化铝具有高的热导率，较低的介电常数和介电损耗，被认为是新一代电子封装等器件的首选材料，可以显著提高产品的强度、韧性、模量、热导率和可靠性。
17.进一步的，测温组件包括温度传感器、测温电路板、供电元件和电线，测温组件被绝缘树脂包覆，绝缘树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂和聚酰亚胺书中的一种或多种。供电元件为电池、电容等能源系统，电线连接测温电路板穿过温度检测装置各层与plc等设备相连。
18.进一步的，导热绝缘块包括导热接头，所述导热接头与温度传感器相连接。导热绝缘块还包括导热块，导热接头的内侧与温度传感器相连接，其外侧与待测界面相贴合或者连接导热块，通过导热块与待测界面贴合，导热绝缘块包括一块或多块可拆卸的导热块，导
热块的数量根据待测界面的电压强度和电磁强弱调整。
19.进一步的，酸酐接枝改性的具体方式为：将未经改性的氮化硼和氮化硅加入有机溶剂中，加入质量分数为4-7％的异氰酸酯，室温下搅拌20-24h，加入酸酐溶液，75-100℃反应5-7h，抽真空后反复清洗，在50-70℃下烘干得到经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅。
20.进一步的，酸酐与异氰酸酯的摩尔百分比为(1-1.2)：1，所述酸酐选自不饱和酸酐、马来酸酐、甲基钠迪克酸酐中的至少一种，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；有机溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮中的至少一种。
21.通过酸酐接枝异氰酸酯改性的氮化硼和氮化硅与二苯甲烷双马来酰亚胺树脂的相容性显著增强，提高复合材料的热导率，此外，使用经过改性的填料能增加复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。
22.进一步的，氮化铝的表面修饰改性方式为：将氮化铝在140-160℃的真空烘箱中烘干20-24h，然后将干燥后的氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷分散在质量分数为93-95％的乙醇水溶液中，超声处理10-25min；超声处理后在75-85℃下磁力搅拌1.5-3h，用无水乙醇反复清洗，在100-120℃下干燥10-12h得到经过表面修饰改性的氮化铝。
23.进一步的，氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷的质量百分比比例为1：(0.03-0.10)。
24.通过3-氨丙基三甲氧基硅烷改性的氮化铝与聚合物基体之间的相互作用增强，与基体之间的界面热阻降低，使导热复合材料的热导率显著增高，提高了材料的导热性能。
25.进一步的，电磁屏蔽层具有金属点状矩阵结构层及聚酰亚胺基底膜层，所述金属选自铜、铝、银、金中的任意一种，所述电磁屏蔽层的厚度为1-100nm，改成的体积电阻率≥1
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cm，具有较高的电磁屏蔽性，避免外界电磁对温度传感器的干扰，提高温度检测装置的灵敏度。
26.另一方面，提供一种温度检测装置的制备方法，温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体为：
27.s1：制备导热绝缘块；
28.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
29.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层；
30.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到所述温度检测装置。
31.保护封装层为环氧树脂层，优选浙江森孚电气科技有限公司的sg-001型材料，该层厚度为1-5cm，能够提高温度检测装置的绝缘性能。
32.进一步的，s1包括以下步骤：
33.步骤1：制备经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅；
34.步骤2：制备经过表面修饰改性的氮化铝；
35.步骤3：将氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和辅料，搅拌均匀；
36.步骤4:通过压制成型制备得到所述导热绝缘块。
37.辅料均为粉末状，具体为质量百分比比例为1：(0.0003-0.0007)：(0.05-0.08)：(0.02-0.04)的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺。
38.通过该工艺制备的导热复合材料粉体填料含量高，导热复合材料热导率高；粉体
之间通过聚合物粘结，加工工艺简单，导热复合材料韧性好；辅助添加的辅料也可提升温度传感器与导热复合材料即导热绝缘块的粘结性。
39.本发明，优点具体在于：
40.1)本发明温度检测装置的结构采用依次包覆的层状结构，将测温组件包覆在整个温度检测装置的最核心位置，其外通过绝缘树脂填充包覆、超薄电磁屏蔽层包裹、采用具有优良耐热绝缘性能的材料保护封装，使得温度检测装置的导热性能和绝缘性能得到了极大地提升。
41.2)本发明导热绝缘块使用的导热复合材料填料粉体填充量高，同时，通过使用不同粒径的微米级填料和纳米级填料配合使用，使纳米级填料填充微米级填料之间的空隙，更容易地形成导热网络结构；此外，本发明微米级填料和纳米级填料通过不同的改性方式，使填料与二苯甲烷双马来酰亚胺树脂的相容性显著增强，提高复合材料的热导率，此外，使用经过改性的填料能增加复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。
42.3)本发明在温度检测装置的温度传感器与导热绝缘块连接，该导热绝缘块热导率≥15w
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，可达到25w
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，体积电阻率可达到1
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cm，具有极优良的导热绝缘性能，提高了温度传感器的灵敏度和测量准确度，也使得本发明的温度检测装置能够应用于电网等强电强磁环境，保证了温度检测装置在特殊环境下使用仍具有较高的灵敏度和使用安全性。
附图说明
43.图1示出本发明温度检测装置的俯视图。
44.附图标记说明：1.测温电路板；2.供电元件；3.温度传感器；4.导热绝缘块；41.测温探头；42.导热块；5.绝缘树脂；6.电磁屏蔽层；61.聚酰亚胺基底膜层；62.金属点状矩阵结构层；7.保护封装层。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。
46.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
47.其中，测温组件包括温度传感器3、测温电路板1、供电元件2和电线，测温组件被绝缘树脂5包覆，绝缘树脂5为环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂和聚酰亚胺书中的一种或多种。供电元件2为电池、电容等能源系统，电线连接测温电路板1穿过温度检测装置各层与plc等设备相连。
48.导热绝缘块4包括导热接头41和导热块42，导热接头41的内侧与温度传感器3相连接，其外侧与待测界面相贴合或者连接导热块42，通过导热块42与待测界面贴合，导热绝缘块4包括一块或多块可拆卸的导热块42。
49.导热绝缘块4为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:(300-400)；改性混合填料为经过酸酐接枝改性氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改
性的氮化铝；其中，氮化硼的粒径为20-50μm，氮化硅的粒径为2-10μm，氮化铝的粒径为20-50nm；氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：(1.1-1.3)：(0.8-0.9)。
50.电磁屏蔽层6具有金属点状矩阵结构层62及聚酰亚胺基底膜层61，金属选自铜、铝、银、金中的任意一种，电磁屏蔽层6的厚度为1-100nm。其中，具有金属点状矩阵结构层62可以位于聚酰亚胺基底膜层61的一侧，也可以位于聚酰亚胺基底膜层61的两侧。
51.保护封装层7为环氧树脂层，优选浙江森孚电气科技有限公司的sg-001型材料，该层厚度为1-5cm。
52.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
53.s1：制备导热绝缘块；
54.s1.1：制备经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅：将未经改性的氮化硼和氮化硅加入有机溶剂中，加入质量分数为4-7％的异氰酸酯，室温下搅拌20-24h，加入酸酐溶液，75-100℃反应5-7h，抽真空后反复清洗，在50-70℃下烘干得到经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅；其中，酸酐与异氰酸酯的摩尔百分比为(1-1.2)：1，所述酸酐选自不饱和酸酐、马来酸酐、甲基钠迪克酸酐中的至少一种，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；有机溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮中的至少一种；
55.s1.2：制备经过表面修饰改性的氮化铝：将氮化铝在140-160℃的真空烘箱中烘干20-24h，然后将干燥后质量百分比比例为1：(0.03-0.10)的氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷分散在质量分数为93-95％的乙醇水溶液中，超声处理10-25min；超声处理后在75-85℃下磁力搅拌1.5-3h，用无水乙醇反复清洗，在100-120℃下干燥10-12h得到经过表面修饰改性的氮化铝；
56.s1.3：将氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和辅料，搅拌均匀，辅料为质量百分比比例为1：(0.0003-0.0007)：(0.05-0.08)：(0.02-0.04)的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺；
57.s1.4:在压机200-220℃，12-15mpa压制成型制备得到导热绝缘块；
58.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
59.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层；
60.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置。
61.步骤s3和s4的浇注工艺时长6-10h，浇注完成后进行分段加热固化，首先在70-90℃下固化2-5小时，然后升温至115-140℃固化3-6小时，自然冷却后制备得到温度检测装置。
62.实施例1
63.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
64.其中，测温组件包括温度传感器3、测温电路板1、供电元件2和电线，测温组件被有机硅树脂包覆。供电元件2为电池，电线连接测温电路板1穿过温度检测装置各层与plc相连。
65.导热绝缘块4包括导热接头41和导热块42，导热接头41的内侧与温度传感器3相连
接，其外侧通过多层导热块42与待测界面贴合。
66.导热绝缘块4为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:350；改性混合填料为经过酸酐接枝改性氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改性的氮化铝；其中，氮化硼的粒径为40μm，氮化硅的粒径为6μm，氮化铝的粒径为35nm；氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：1.2：0.8。
67.电磁屏蔽层6具有金属点状矩阵结构层62及聚酰亚胺基底膜层61，金属选自铜、铝、银、金中的任意一种，电磁屏蔽层6的厚度为10nm。其中，金属点状矩阵结构层62位于聚酰亚胺基底膜层61的一侧。
68.保护封装层为浙江森孚电气科技有限公司的sg-001型材料，该层厚度为3cm。
69.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
70.s1：制备导热绝缘块；
71.s1.1：制备经过马来酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅：将未经改性的氮化硼和氮化硅加入甲苯溶剂中，加入质量分数为5％的甲苯二异氰酸酯，室温下搅拌22h，加入酸酐溶液，85℃反应6h，抽真空后反复清洗，在60℃下烘干得到经过马来酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅；
72.s1.2：制备经过表面修饰改性的氮化铝：将氮化铝在150℃的真空烘箱中烘干23h，然后将干燥后质量百分比比例为1：0.05的氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷分散在质量分数为95％的乙醇水溶液中，超声处理20min；超声处理后在80℃下磁力搅拌2h，用无水乙醇反复清洗，在110℃下干燥11h得到经过表面修饰改性的氮化铝；
73.s1.3：将氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和质量百分比比例为1：0.0005：0.05：0.03的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺，搅拌均匀；
74.s1.4:在压机210℃，14mpa压制成型制备得到导热绝缘块；
75.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
76.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层，其中，浇注工艺时长8h，浇注完成后分段加热固化，在80℃下固化4小时，升温至130℃固化4小时；
77.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置，其中，浇注工艺时长10h，浇注完成后分段加热固化，在75℃下固化3小时，升温至120℃固化5小时。
78.实施例2
79.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
80.其中，测温组件包括温度传感器3、测温电路板1、供电元件2和电线，测温组件被有机硅树脂包覆。供电元件2为电池，电线连接测温电路板1穿过温度检测装置各层与plc相连。
81.导热绝缘块4包括导热接头41和导热块42，导热接头41的内侧与温度传感器3相连接，其外侧通过多层导热块42与待测界面贴合。
82.导热绝缘块为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过
压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:300；改性混合填料为经过酸酐接枝改性氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改性的氮化铝；其中，氮化硼的粒径为20μm，氮化硅的粒径为2μm，氮化铝的粒径为20nm；氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：1.1：0.8。
83.电磁屏蔽层6具有金属点状矩阵结构层62及聚酰亚胺基底膜层61，金属选自铜、铝、银、金中的任意一种，电磁屏蔽层6的厚度为1nm。其中，金属点状矩阵结构层62位于聚酰亚胺基底膜层61的一侧。
84.保护封装层为环氧树脂材料，该层厚度为1cm。
85.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
86.s1：制备导热绝缘块；
87.s1.1：制备经过马来酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅：将未经改性的氮化硼和氮化硅加入甲苯溶剂中，加入质量分数为4％的甲苯二异氰酸酯，室温下搅拌20h，加入酸酐溶液，75℃反应5h，抽真空后反复清洗，在50℃下烘干得到经过马来酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅；
88.s1.2：制备经过表面修饰改性的氮化铝：将氮化铝在140℃的真空烘箱中烘干20h，然后将干燥后质量百分比比例为1：0.03的氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷分散在质量分数为93％的乙醇水溶液中，超声处理10min；超声处理后在75℃下磁力搅拌1.5h，用无水乙醇反复清洗，在100℃下干燥10h得到经过表面修饰改性的氮化铝；
89.s1.3：将氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和质量百分比比例为1：0.0003：0.05：0.02的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺，搅拌均匀；
90.s1.4:在压机210℃，14mpa压制成型制备得到导热绝缘块；
91.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
92.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层，其中，浇注工艺时长8h，浇注完成后分段加热固化，在80℃下固化4小时，升温至130℃固化4小时；
93.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置，其中，浇注工艺时长10h，浇注完成后分段加热固化，在75℃下固化3小时，升温至120℃固化5小时。
94.实施例3
95.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
96.其中，测温组件包括温度传感器3、测温电路板1、供电元件2和电线，测温组件被有机硅树脂包覆。供电元件2为电池，电线连接测温电路板1穿过温度检测装置各层与plc相连。
97.导热绝缘块4包括导热接头41和导热块42，导热接头41的内侧与温度传感器3相连接，其外侧通过多层导热块42与待测界面贴合。
98.导热绝缘块为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:400；改性混合填料为经过酸酐接枝改性氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改性的氮化
铝；其中，氮化硼的粒径为50μm，氮化硅的粒径为10μm，氮化铝的粒径为50nm；氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：1.3：0.8。
99.电磁屏蔽层6具有金属点状矩阵结构层62及聚酰亚胺基底膜层61，金属选自铜、铝、银、金中的任意一种，电磁屏蔽层6的厚度为100nm。其中，金属点状矩阵结构层62可以位于聚酰亚胺基底膜层61的一侧。
100.保护封装层为浙江森孚电气科技有限公司的sg-001型材料，该层厚度为5cm。
101.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
102.s1：制备导热绝缘块；
103.s1.1：制备经过马来酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅：将未经改性的氮化硼和氮化硅加入甲苯溶剂中，加入质量分数为7％的甲苯二异氰酸酯，室温下搅拌24h，加入酸酐溶液，100℃反应7h，抽真空后反复清洗，在70℃下烘干得到经过马来酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅；
104.s1.2：制备经过表面修饰改性的氮化铝：将氮化铝在160℃的真空烘箱中烘干24h，然后将干燥后质量百分比比例为1：0.1的氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷分散在质量分数为95％的乙醇水溶液中，超声处理25min；超声处理后在85℃下磁力搅拌3h，用无水乙醇反复清洗，在120℃下干燥12h得到经过表面修饰改性的氮化铝；
105.s1.3：将氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和质量百分比比例为1：0.0007：0.08：0.04的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺，搅拌均匀；
106.s1.4:在压机210℃，14mpa压制成型制备得到导热绝缘块；
107.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
108.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层，其中，浇注工艺时长8h，浇注完成后分段加热固化，在80℃下固化4小时，升温至130℃固化4小时；
109.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置，其中，浇注工艺时长10h，浇注完成后分段加热固化，在75℃下固化3小时，升温至120℃固化5小时。
110.对比例1
111.对比例1与实施例1相比区别在于导热绝缘块使用的导热复合材料中混合填料均未经改性，具体如下：
112.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
113.其中，导热绝缘块4为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和混合填料通过压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与混合填料的质量百分比比例为100:350；其中，氮化硼的粒径为40μm，氮化硅的粒径为6μm，氮化铝的粒径为35nm；氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：1.2：0.8。
114.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
115.s1：制备导热绝缘块；
116.s1.1：将未经改性的氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，
再加入过氧化二异丙苯和质量百分比比例为1：0.0005：0.05：0.03的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺，搅拌均匀；
117.s1.2:在压机210℃，14mpa压制成型制备得到导热绝缘块；
118.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
119.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层，其中，浇注工艺时长8h，浇注完成后分段加热固化，在80℃下固化4小时，升温至130℃固化4小时；
120.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置，其中，浇注工艺时长10h，浇注完成后分段加热固化，在75℃下固化3小时，升温至120℃固化5小时。
121.对比例2
122.对比例2与实施例1的区别在于导热绝缘块使用的导热复合材料中填料仅包括粒径为6μm的氮化硅，具体如下：
123.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
124.其中，导热绝缘块4为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性填料通过压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性填料的质量百分比比例为100:350；改性填料为经过酸酐接枝改性的氮化硅，氮化硅的粒径为6μm。
125.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
126.s1：制备导热绝缘块；
127.s1.1：制备经过马来酸酐接枝改性的氮化硅：将未经改性的氮化硅加入甲苯溶剂中，加入质量分数为5％的甲苯二异氰酸酯，室温下搅拌22h，加入酸酐溶液，85℃反应6h，抽真空后反复清洗，在60℃下烘干得到经过马来酸酐接枝改性的氮化硅；
128.s1.2：将氮化硅加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和质量百分比比例为1：0.0005：0.05：0.03的热熔胶、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺和聚醚酰亚胺，搅拌均匀；
129.s1.3:在压机210℃，14mpa压制成型制备得到导热绝缘块；
130.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
131.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层，其中，浇注工艺时长8h，浇注完成后分段加热固化，在80℃下固化4小时，升温至130℃固化4小时；
132.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置，其中，浇注工艺时长10h，浇注完成后分段加热固化，在75℃下固化3小时，升温至120℃固化5小时。
133.对比例3
134.对比例3与实施例1相比区别在于导热块为聚酰亚胺树脂，具体如下：
135.一种高灵敏度温度检测装置，包括：测温组件、导热绝缘块4、电磁屏蔽层6及保护封装层7；
136.其中，导热绝缘块4为聚酰亚胺树脂。
137.一种高灵敏度温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体制备方式包括以下步骤：
138.s1：制备导热绝缘块；
139.s1.1：将聚酰亚胺树脂通过压机210℃，14mpa条件下压制成型制备得到导热绝缘块；
140.s2：将测温装置与导热绝缘块通过导热硅脂粘接；
141.s3：浇筑绝缘树脂，固化后包裹金属屏蔽层，其中，浇注工艺时长8h，浇注完成后分段加热固化，在80℃下固化4小时，升温至130℃固化4小时；
142.s4：浇筑保护封装层，固化后制备得到温度检测装置，其中，浇注工艺时长10h，浇注完成后分段加热固化，在75℃下固化3小时，升温至120℃固化5小时。
143.将上述实施例1-3与对比例1-3进行对比，具体结果如表1所示：
144.表1不同实施例及对比例性能比较
[0145][0146]
根据上表实施例和对比例的结果，分析如下：从实施例和对比例1的结果可以看出，使用经过改性的混合填料制备的导热绝缘块，本发明温度检测装置的热导率、击穿强度和体积电阻率显著提高，与对比例2的结果比较可以看出，使用微米级粒径和纳米级粒径复配而成的混合填料能够提高温度检测装置的热导率、击穿强度和体积电阻率，从实施例的结果与对比例3可以看出，使用未添加填料的树脂制备得到的导热绝缘块的热导率极低，无法满足导热性的要求；此外，使用经过改性的混合填料制备的导热绝缘块在未固化下的粘度处于最合理的范围，便于加工。
[0147]
综上所述，本发明通过由微米级填料和纳米级填料经过不同的改性后得到的混合填料制备得到的导热绝缘块具有热导率高、绝缘性能好的优点，使用该导热绝缘块制备的温度检测装置同样具有绝佳的灵敏度、热导率和绝缘性能，使本发明的温度检测装置能够安全应用于强电强磁环境并保证测量的准确度和灵敏度。
[0148]
以上介绍了本发明的较佳实施方式，旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高灵敏度温度检测装置，其特征在于，所述温度检测装置包括：测温组件、导热绝缘块(4)、电磁屏蔽层(6)及保护封装层(7)；所述导热绝缘块(4)为导热复合材料，所述导热复合材料由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过压制成型制备而成；所述二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:(300-400)；所述改性混合填料为经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改性的氮化铝；所述氮化硼的粒径为20-50μm，氮化硅的粒径为2-10μm，氮化铝的粒径为20-50nm；所述氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：(1.1-1.3)：(0.8-0.9)。2.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述测温组件包括温度传感器(3)、测温电路板(1)、供电元件(2)和电线，所述测温组件被绝缘树脂(5)包覆。3.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述导热绝缘块(4)包括导热接头(41)及可拆卸的导热块(42)，所述导热接头(41)与温度传感器(3)相连接。4.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述酸酐接枝改性的具体方式为：将未经改性的氮化硼和氮化硅加入有机溶剂中，加入质量分数为4-7％的异氰酸酯，室温下搅拌20-24h，加入酸酐溶液，75-100℃反应5-7h，抽真空后反复清洗，在50-70℃下烘干得到经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅。5.如权利要求4所述的温度检测装置，其特征在于，所述酸酐与异氰酸酯的摩尔百分比为(1-1.2)：1，所述酸酐选自不饱和酸酐、马来酸酐、甲基钠迪克酸酐中的至少一种，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。6.如权利要求4或5所述的温度检测装置，其特征在于，所述氮化铝的表面修饰改性方式为：将氮化铝在140-160℃的真空烘箱中烘干20-24h，然后将干燥后的氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷分散在质量分数为93-95％的乙醇水溶液中，超声处理10-25min；超声处理后在75-85℃下磁力搅拌1.5-3h，用无水乙醇反复清洗，在100-120℃下干燥10-12h得到经过表面修饰改性的氮化铝。7.如权利要求6所述的温度检测装置，其特征在于，所述氮化铝和3-氨丙基三甲氧基硅烷的质量百分比比例为1：(0.03-0.10)。8.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述电磁屏蔽层(6)具有金属点状矩阵结构层(62)及聚酰亚胺基底膜层(61)，所述金属选自铜、铝、银、金中的任意一种，所述电磁屏蔽层(6)的厚度为1-100nm。9.一种如权利要求1-8任一项所述的温度检测装置的制备方法，其特征在于，所述温度检测装置通过浇筑的方式制备得到，具体为：s1：制备导热绝缘块(4)；s2：将测温装置与导热绝缘块(4)通过导热硅脂粘接；s3：浇筑绝缘树脂(5)，固化后包裹金属屏蔽层(6)；s4：浇筑保护封装层(7)，固化后制备得到所述温度检测装置。10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，其中，所述s1包括以下步骤：步骤1：制备经过酸酐接枝改性的氮化硼和氮化硅；
步骤2：制备经过表面修饰改性的氮化铝；步骤3：将氮化硼、氮化硅和氮化铝加入二苯甲烷双马来酰亚胺树脂中，再加入过氧化二异丙苯和辅料，搅拌均匀；步骤4:通过压制成型制备得到所述导热绝缘块(4)。

技术总结

本发明具体涉及一种高灵敏度温度检测装置及制备方法，温度检测装置包括：测温组件、导热绝缘块、电磁屏蔽层及保护封装层；导热绝缘块为导热复合材料，由二苯甲烷双马来酰亚胺树脂和改性混合填料通过压制成型制备而成；二苯甲烷双马来酰亚胺树脂与改性混合填料的质量百分比比例为100:(300-400)；改性混合填料为经过酸酐接枝改性氮化硼和氮化硅，以及经过表面修饰改性的氮化铝；氮化硼的粒径为20-50μm，氮化硅的粒径为2-10μm，氮化铝的粒径为20-50nm；氮化硼、氮化硅和氮化铝的质量百分比为1：(1.1-1.3)：(0.8-0.9)。本发明导热绝缘块具有优异的导热性、绝缘性和粘接性，结合温度检测装置层层包覆的结构，该温度检测装置具有极高的灵敏度，能够安全用于强电强磁环境。能够安全用于强电强磁环境。能够安全用于强电强磁环境。