导热硅橡胶复合材料及其制备方法技术

技术编号:17794068 阅读:49 留言:0更新日期:2018-04-25 17:32
本发明专利技术提供一种导热硅橡胶复合材料的制备方法,其步骤包括:将填料与液体硅橡胶混合均匀,加入助剂,研磨,固化,制备得到所述导热硅橡胶复合材料,所述填料为纳米银包覆氧化铝。本发明专利技术还提供一种导热硅橡胶复合材料。本发明专利技术的提供的导热硅橡胶复合材料能够在相同成本的前提下大幅提高材料的热导率,并且降低材料的硬度。所述制备方法无有害有毒的原材料加入,工艺简单,成本低,经济效益好。

Thermal conductive silicone rubber composite and its preparation method

The invention provides a preparation method of conducting silicon rubber composite material, which comprises the following steps: mixing a filler with a liquid silicon rubber, adding additives, grinding and curing, and preparing the thermal conductive silicone rubber composite. The filler is nano silver coated alumina. The invention also provides a thermal conductive silicone rubber composite material. The heat conductive silicone rubber composite material provided by the invention can substantially improve the thermal conductivity of the material and reduce the hardness of the material at the same cost. The preparation method has no harmful and toxic raw materials, and has simple process, low cost and good economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
导热硅橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术涉及硅橡胶材料领域,特别涉及一种导热硅橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来,随着混合集成电路(IC)和安装有电子组件诸如晶体管、IC、存储器元件等的印刷电路板的密度和集成度的提高,导热硅橡胶被用于使热极其有效地从这些电子组件中驱散的目的。普通硅橡胶的导热性能较差,热导率通常只有0.1-0.2W/m·K左右,加入导热填料可提高硅橡胶的导热性能。但是随着导热填料的增加,硅橡胶材料的热导率增加,但同时硬度也随之增加,这不利于充分发挥硅橡胶材料连接热源与热沉的传热通路。
技术实现思路
有鉴于此,有必要提供一种具有高效导热能力、低硬度的导热硅橡胶复合材料及其制备方法。本专利技术一方面提供一种导热硅橡胶复合材料的制备方法,其步骤包括:将填料与液体硅橡胶混合均匀,加入助剂,研磨,固化,制备得到所述导热硅橡胶复合材料,所述填料为纳米银包覆氧化铝。本专利技术另一方面提供一种上述方法制备的导热硅橡胶复合材料,包括如下重量份数的下列组分:硅橡胶基体3-5份;纳米银包覆氧化铝20-30份。本专利技术的提供的导热硅橡胶复合材料能够在相同成本的前提下大幅提高材料的热导率,并且降低材料的硬度。所述制备方法无有害有毒的原材料加入,工艺简单,成本低,经济效益好。附图说明图1是本专利技术对比例1中氧化铝颗粒断面的电镜图。图2是本专利技术对比例1中复合材料产物断面的电镜图。图3是本专利技术实施例1中镀银氧化铝颗粒断面的电镜图。图4是本专利技术实施例1中复合材料产物断面的电镜图。主要元件符号说明无如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合实施方式对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供一种导热硅橡胶复合材料的制备方法。尽管为了清楚起见,该方法被描绘为一系列的有编号的步骤,但编号并不一定决定步骤的顺序。应当理解的,某些步骤可以被跳过,同时实施,或者不需要严格的按照排列顺序实施。然而,通常,所述方法遵循所示步骤的数字顺序。所述导热硅橡胶复合材料的制备方法包括如下步骤:S1、将填料与液体硅橡胶混合均匀,所述填料为纳米银包覆氧化铝;S2、加入助剂;S3、研磨,固化。根据本专利技术的具体实施例,所述纳米银包覆氧化铝通过以下步骤制得:S11、敏化处理:将氯化亚锡的盐酸溶液中加入氧化铝,搅拌,固液分离,得到敏化处理后的氧化铝;S12、活化处理:将所述敏化处理后的氧化铝加入到氯化钯的盐酸溶液中,搅拌,固液分离,得到活化处理后的氧化铝;S13、银包覆过程:将氨水逐滴加入到硝酸银溶液中,制得银氨溶液;将葡萄糖的酒石酸混合溶液、活化处理后的氧化铝加入到所述银氨溶液中,搅拌,固液分离,得到所述纳米银包覆氧化铝。根据本专利技术的具体实施例,在敏化处理中,所述氯化亚锡的盐酸溶液中氧化亚锡与盐酸的摩尔比为1:10-12,所述氧化铝与所述氯化亚锡的盐酸溶液的固液比为1:10-15。敏化处理步骤中,氧化亚锡在氯化铝表面形成一层具有还原作用的液体膜。在后续的活化处理中,此液体膜中的锡离子将会与钯离子反应,也即,后续的反应将会被限定在氧化铝表面上,而不是溶液中。根据本专利技术的具体实施例,在活化处理中,所述氯化钯的盐酸溶液中氯化钯与盐酸的摩尔比为3-5:100,所述敏化处理后的氧化铝与所述氯化钯的盐酸溶液的固液比为1:10-15。所述活化处理步骤中,锡离子将钯离子还原,形成钯颗粒,沉积在氧化铝表面形成均匀的活化点,以便后续银颗粒在形成过程中能够均匀包裹在氧化铝表面上。根据本专利技术的具体实施例,所述葡萄糖的酒石酸混合溶液中葡萄糖与酒石酸的摩尔比为8-10:1,所述银氨溶液、葡萄糖的酒石酸混合溶液与活化处理后的氧化铝的比为5-6:1。根据本专利技术的具体实施例,所述银包覆过程进一步包括,将固液分离后得到的纳米银包覆氧化铝进行干燥处理,得到纳米银包覆氧化铝颗粒粉末。所述干燥采用真空干燥,干燥温度为60-80℃,干燥8-10h。根据本专利技术的具体实施例,所述助剂包括但不限于含氢硅油、铂催化剂。所述含氢硅油用于将线性硅胶分子交联成体型硅橡胶。所述铂催化剂用于催化上述硅胶形变反应。根据本专利技术的具体实施例,所述含氢硅油加入量为硅橡胶质量的2%,所述铂催化剂加入量低于填料与硅橡胶总含量的0.1%。根据本专利技术的具体实施例,所述研磨为机械研磨,包括但不限于球磨研磨、光学研磨、敷砂研磨等。根据本专利技术的具体实施例,所述固化是指在液体硅橡胶中,加入一定比例含氢硅油,在120℃下放置1h,在此过程中,线型硅橡胶分子由含氢硅油分子交联形成体型分子,表现为由粘流态物质变为固态块状物质。本专利技术还提供一种如上述方法制备的导热硅橡胶复合材料,包括如下重量份数的下列组分:硅橡胶基体3-5份:纳米银包覆氧化铝20-30份。根据本专利技术的具体实施例,所述导热硅橡胶复合材料包括如下重量份数的组分:硅橡胶基体3.3份:纳米银包覆氧化铝20份。根据本专利技术的具体实施例,所述导热硅橡胶复合材料的热导率为1-2W/mK。优选的,所述导热硅橡胶复合材料的热导率为1.6W/mK。下面通过具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1(1)敏化处理过程。称量13g微米级氧化铝粉末,配制氯化亚锡和盐酸的水溶液200mL,其中浓度分别为氯化亚锡0.05mol/L、盐酸0.6mol/L,倒入氧化铝13g,搅拌20min,过滤,并用去离子水洗涤一遍。(2)活化处理过程。配制氯化钯和盐酸的水溶液200mL,其中浓度分别为氯化钯0.003mol/L,盐酸0.1mol/L,加入敏化处理后的氧化铝,搅拌20min,过滤,并用去离子水洗涤一遍。(3)生长银颗粒过程。配制体积分数为10%的氨水溶液20mL,此为溶液A;配制0.1mol/L的硝酸银溶液100mL,此为溶液B;搅拌溶液B,把A逐渐滴加入B中,会产生棕色沉淀,持续滴加至棕色沉淀刚好消失为止,此时得到溶液C;配制葡萄糖和酒石酸溶液100mL,其中葡萄糖浓度为0.2mol/L,酒石酸浓度为0.025mol/L,向其中倒入溶液C和经过活化处理后的氧化铝粉末,持续搅拌下,反应进行5h,过滤,并用去离子水洗涤一遍,60℃真空烘干8h,即得到纳米银包覆氧化铝颗粒粉末。(4)制备硅橡胶复合材料过程。将20份镀银氧化铝填料与3.3份液体硅橡胶混合,加入2%的含氢硅油和0.05%的铂催化剂,用三辊研磨机混料20min,转移至成型模具中,在120度下固化1h,制备成导热硅橡胶复合材料。通过上述方法制备的导热硅橡胶复合材料,其中含硅橡胶基体4份,纳米银包覆氧化铝25份。经测试所述导热硅橡胶复合材料热导率为1.6W/mK。实施例2(1)敏化处理过程。称量30g微米级氧化铝粉末,配本文档来自技高网
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导热硅橡胶复合材料及其制备方法

【技术保护点】
一种导热硅橡胶复合材料的制备方法,其步骤包括:将填料与液体硅橡胶混合均匀,加入助剂,研磨,固化,制备得到所述导热硅橡胶复合材料,所述填料为纳米银包覆氧化铝。

【技术特征摘要】
1.一种导热硅橡胶复合材料的制备方法,其步骤包括:将填料与液体硅橡胶混合均匀,加入助剂,研磨,固化,制备得到所述导热硅橡胶复合材料,所述填料为纳米银包覆氧化铝。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述纳米银包覆氧化铝通过以下步骤制得:敏化处理:将氯化亚锡的盐酸溶液中加入氧化铝,搅拌,固液分离,得到敏化处理后的氧化铝;活化处理:将所述敏化处理后的氧化铝加入到氯化钯的盐酸溶液中,搅拌,固液分离,得到活化处理后的氧化铝;银包覆过程:将氨水逐滴加入到硝酸银溶液中,制得银氨溶液;将葡萄糖的酒石酸混合溶液、活化处理后的氧化铝加入到所述银氨溶液中,搅拌,固液分离,得到所述纳米银包覆氧化铝。3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述氯化亚锡的盐酸溶液中氧化亚锡与盐酸的摩尔比为1:10-12,所述氧化铝与所述氯化亚锡的盐酸溶液的固液比为1:10-15。4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述氯化钯的盐酸溶液中氯化钯与盐酸的摩尔比为3-...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜鸿达张元元陈威褚晓东李海同许金造康飞宇
申请(专利权)人:清华大学深圳研究生院
类型:发明
国别省市:广东,44

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