一种双组份导热硅胶片材及其制备方法和设备技术

本发明专利技术创造提供一种双组份导热硅胶片材，包括两种组分，组分A包括：双稀基封端的二甲基聚硅氧烷、双羟烷基封端的聚硅氧烷、双羟基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物、甲基乙烯基环状硅氧烷、导热填料、环氧改性硅烷偶联剂；组分B包括：苯基含氢硅油或其与含氢硅油的混合物、甲基乙烯基环状硅氧烷、铂系催化剂；其中，所述组分A和组分B以重量比1:(0.7-1)的比例混合。本发明专利技术创造适用于小型化、集成化设备的导热需求，在保持良好综合性能的前提下，具有更高的导热系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及导热界面材料合成制备
，特别涉及一种具有双组份组成 的有机硅类导热胶片及其制备方法和设备，适用于发热元件、散热元件之间热的传递和热 量耗散。
技术介绍
随着电子设备产品日趋小型化和功能多样化的发展，微小组件中将集成越来越多 的元件和功能，使用过程中温度将会快速升高，容易导致电子元件的性能下降、设备运行速 度减慢、设备运行出现故障灯多方面的问题。因此，如何快速有效地在将小型化、集成化设 备中产生的更多热量带走排出成为温度控制设计的重要内容之一。 导热有机硅胶片材是现有技术中用于发热部位与散热部位之间传递热量的主流 材料，具有良好的柔韧性、电绝缘性、可压缩性、延展性，能够充分填充不规则元器件的表 面，消除空气、增大接触面积，间距绝缘、抗震、密封的作用，是电子设备中热传递材料的理 想选择。 现有技术中有机硅导热材料大多以有机硅胶为基材、加入导热填料并辅以各种助 剂获得的单一组分混合物材料，经压制成型、模切、红外或硫化固化后获得。但现有技术中 的有机硅导热材料具有如下缺陷：（1)由于混合物材料为单一组分材料，导热填料的添加 量受到限制，单位体积内导热填料含量的限制使得导热硅胶片材的导热性能受到制约，难 以适应更多热量的排出要求，现有的导热硅胶片材厚度极限值在0. 3mm，此厚度下导热硅 胶片材的导热系数一般最高仅能达到1. 5W/mK; (2)由于混合物材料为单一组分材料，导热 硅胶片材制备过程中原材料的储存稳定性亦具有一定的限制，同时易导致固化不均匀的现 象，常常需要在组成配方中添加抑制剂以延长组成配方的储存稳定性并避免固化不均，且 抑制剂的添加量需要严格地控制，避免对性能产生影响；(3)由于越来越多的导热元件采 用异型形状结构（如"凸"字形），现有技术中的得到的导热硅胶片材往往需要裁切来适应 导热元件的形状结构，裁切将造成大量的材料损耗和浪费，对于异型形状结构的发热体来 说，仅裁切而造成的损耗可高达30 %以上；（4)导热硅胶片材固化过程往往需要进行硫化 并添加硫化剂，造成严重的环境污染，不利于环境保护和人体健康，红外固化虽没有太多的 环境问题，但仍存在固化过程和时间不可控的问题，不利于生产的调整。
技术实现思路
本专利技术创造为解决现有技术中的问题，首先提供一种双组份导热硅胶片材，特别 能够适用于小型化、集成化设备的导热需求，在保持良好综合性能的前提下，具有更高的导 热系数。 本专利技术创造提供的双组份导热硅胶片材具有两种组分： 组分A包括： al: 90-100重量份双烯基封端的二甲基聚硅氧烷； a2 : 20-40重量份双羟烷基封端的聚硅氧烷； a3 : 20-40重量份的双羟基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物； a4: 0.5-5重量份甲基乙烯基环状硅氧烷；a5: 150-180重量份导热填料； a6: 2-5重量份环氧改性硅烷偶联剂； 组分B包括： bl: 40-80重量份苯基含氢硅油或其与含氢硅油的混合物；b2: 0.5-5重量份甲基乙烯基环状硅氧烷；b3:2-10重量份铂系催化剂； 其中，所述组分A和组分B以重量比1: (0. 7-1)的比例混合。 进一步，所述组分B还可以包括： b4 : 5-30重量份耐热添加剂； 和/或 b5 : 5-30重量份增粘剂；和 / 或b6: 1-30重量份增强剂。 其中，所述al为本专利技术组成物中的基本成分之一，其粘度优选为lOO-lOOOOcps之 间，优选为100_5000cps之间，更优选为100-2000cps之间。所述al中烯基示例性包括乙 烯基、稀丙基、丁烯基、戊烯基等，优选为乙烯基。进一步，所述al-双烯基封端的二甲基聚 硅氧烷的平均分子量优选为30-100万，乙烯基的平均质量百分含量优选为0. 1-0. 5%。 其中，所述a2为本专利技术组成物中的基本成分之二，其粘度优选为lOO-lOOOOcps之 间，优选为100-5000cps之间，更优选为100-2000cps之间。所述a2在硅氢加成反应的同 时在不同湿度温度条件下提供持续的湿固化交联过程，使得成型后片材仍能够持续固化， 避免局部固化不均的现象。进一步，所述a2_双羟烷基封端的聚硅氧烷的平均分子量优选 为 0. 2-10 万。 其中，所述a3中含有羟基，可在硅氢加成反应的同时提供辅助湿固化过程，有利 于调节固化时间，实现固化过程的可控性；同时，a3还能够作为al和a2之间的交联剂，起 到交联和架桥作用，利于网状聚合物的固化成型，并实现原位固化效果，极大降低固化收缩 率。所述a3粘度优选为2000cps以下。进一步优选的，所述a3中羟基质量含量在1-10% 之间；甲基乙烯基硅氧烷的质量含量在10-40%之间。 其中，所述a4和b2的甲基乙烯基环状硅氧烷可以相同或不同，优选为相同，其结 构中含有硅氧交替的环状结构，分别加入组分A和组分B中同时起到交联、软化和分散的作 用，同时有利于组分A和组分B混合过程的有效混合。所述a4和/或b2非限定性的例子 包括四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2, 4-二乙烯基-2, 4, 6, 6, 8, 8-六甲基环四硅氧烷、六甲 基六乙烯基环六硅氧烷、2, 4, 6-三乙烯基-2, 4, 6-三甲基环三硅氧烷等。需要注意的是，所 述甲基乙烯基环状硅氧烷由于为低分子量物质，且易开环，添加量需严格控制。 其中，所述a5非限定性的例子可以为二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、 氮化硅、氮化硼、铝粉、银粉、铜粉、石墨、碳纳米管等中的一种或多种。所述a5导热填料的 粒径可优选为0. 1-50μm。 其中，所述a6用于对所述a5进行表面改性，提高导热填料的添加量及分散效果。 在硅烷偶联剂中引入环氧基团，即更有利于其与其他组成成分的交联反应，提高导热填料 在体系内的相容性。所述a6非限定性的例子可以为γ-(2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅 烧等。 其中，所述bl中每分子具有至少两个与硅健合的氢原子，为本专利技术组成物中的基 本成分之三。苯基的引入提高了产品的反应活性和耐热性，但为了促进交联固化相容性，需 严格控制苯基的含量。优选的，所述bl中苯基的平均质量百分含量为5-20%。 其中，所述b3可以为氯铂酸或氯铂酸与乙烯基封端的聚硅氧烷的络合物，如氯铂 酸与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷的络合物。 其中，所述b4非限定性的例子可以为氧化铁、炭黑、气相白炭黑中的一种或多种； 优选的，所述b4的耐热添加剂也经环氧硅烷偶联剂进行改性处理，用于，所述b4改性的环 氧硅烷偶联剂的用量优选为b4质量用量的0. 1-3%。 其中，所述b5非限定性的例子可以为含有胺基、异氰酸酯基的烷氧基硅烷，如 γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷等。 其中，所述b6非限定性的例子可以为玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维中的一种或多 种；优选的，所述b6的增强剂也经环氧硅烷偶联剂进行改性处理，用于，所述b6改性的环氧 硅烷偶联剂的用量优选为b4质量用量的0. 1-3%。 本专利技术创造还提供了一种双组份导热硅胶片材的制备方法，包括下述步骤：S1:按计量比使用a6环氧改性硅烷偶联剂对a5导热填料进行表面改性；S2:按计量比将al双烯基封端的二甲基聚硅氧烷、a2双轻烷基封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双组份导热硅胶片材，包括两种组分：组分A包括：a1：90‑100重量份双稀基封端的二甲基聚硅氧烷；a2：20‑40重量份双羟烷基封端的聚硅氧烷；a3：20‑40重量份的双羟基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物；a4：0.5‑5重量份甲基乙烯基环状硅氧烷；a5：150‑180重量份导热填料；a6：2‑5重量份环氧改性硅烷偶联剂；组分B包括：b1：40‑80重量份苯基含氢硅油或其与含氢硅油的混合物；b2：0.5‑5重量份甲基乙烯基环状硅氧烷；b3：2‑10重量份铂系催化剂；其中，所述组分A和组分B以重量比1:(0.7‑1)的比例混合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何千舟，
申请(专利权)人：天津沃尔提莫新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12