散热硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种散热硅橡胶及其制备方法，属于硅橡胶技术领域。该散热硅橡胶主要由以下重量份的原料制备而成：80‑100份的基料，10‑15份的，辐射填料，150‑250份的导热填料，50‑90份的硅油，18‑25份的硅烷偶联剂，0.1‑0.5份的硫化剂；其中，所述辐射填料通过以下方法制备得到：将至少两种金属氧化物混合，加热使至少两种所述金属氧化物相互熔融掺杂，即得所述辐射填料。上述方案中，将至少两种金属氧化物相互熔融掺杂，可得到具有良热辐射性能的辐射填料，并将该辐射填料分散在硅橡胶中，可得到具有高辐射率的新型散热硅橡胶，并作为电子电路用导热胶而广泛使用。

【技术实现步骤摘要】
散热硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及硅橡胶
，特别是涉及一种散热硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
高性能大规模集成电路的发展快速推动了信息与通讯行业的成长，现代电子设备朝着小型化、高度集成化与轻便化发展。但是，同时也带来电子元器件散热困难等问题。若不及时将元器件中的热量散出，将严重影响电子设备的工作性能，一般电子元器件常用的散热方式有金属导热材料热传导、外加风源强制对流冷却等方式。其中，金属导热散热法难以全覆盖电路而存在局部温度过高现象，此外由于金属优良的导电性易发生漏电静电现象；而外加风源强制冷却需消耗较多额外电能，并且风机的震动性易影响电路的稳定性。因此，导热胶由其高导热率、高绝缘等级、密封性能好等特征，被认为是电子电路新型导热材料之一，并受到科学界与产业界的广泛热衷。现有的电子电路用导热胶需重点评估导热系数这一性能，即在胶体成分上采用导热系数较高与相容性较好的填料提高导热胶的导热性能。在应用上电路板通过导热胶披覆或灌封电路板并与金属外壳无缝衔接以提高散热能力。虽然，目前市面的产品在导热性能上取得了一些进步，但是，在一个非金属外壳密封的电路板体系单靠导热胶优良的导热性能还不足以让热量快速散逸。而常规技术中通常是采用导热填料，例如纳米级别的导热填料来提高硅胶导热性能，但是其效果有限，有待进一步研究开发。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种散热硅橡胶，该散热硅橡胶能够以增加表面热辐射的方式提高硅橡胶散热性能。一种散热硅橡胶，主要由以下重量份的原料制备而成：其中，所述辐射填料通过以下方法制备得到：将至少两种金属氧化物混合，加热使至少两种所述金属氧化物相互熔融掺杂，即得所述辐射填料。本专利技术人在长期实践工作的基础上，创新的提出在硅橡胶中引入具有较佳热辐射性能的辐射填料来增加胶体的散热性。并通过大量的实验研究后发现，将至少两种金属氧化物相互熔融掺杂，能够使晶体产生大量构型缺陷，并赋予其高浓度载流子，载流子使得掺杂物具有优良的电学与热力学特征，如辐射性能等，进而可得到具有良热辐射性能的掺杂原料作为辐射填料。并将该辐射填料分散在硅橡胶中，能够得到具有高辐射率的新型散热硅橡胶。在其中一个实施例中，所述金属氧化物选自：Cr2O3、TiO2、ZrO2、Fe2O3(氧化铁)、MnO2(氧化锰)、NiO、Co2O3、CuO、SiO2、Al2O3、MgO、La2O3和CeO。以上述金属氧化物进行掺杂制备得到的辐射填料，具有较佳的辐射散热效果。在其中一个实施例中，所述金属氧化物选自：平均粒径为80nm-120nm的氧化铁和平均粒径为60nm-100nm的氧化锰，且所述氧化铁和氧化锰的重量份比为8-10∶2-5。以上述纳米级别的氧化铁和氧化锰按照预定比例混合掺杂，制备得到的辐射填料具有较佳的辐射散热效果。在其中一个实施例中，所述辐射填料的制备中，在真空或惰性气体保护的条件下，于1600℃-1900℃加热3h-5h使至少两种金属氧化物相互熔融掺杂。以上述条件进行熔融掺杂，具有较好的掺杂效果。在其中一个实施例中，所述基料由以下重量份的原料制备而成：a，ω-二羟基聚硅氧烷100份补强基料100-150份所述a，ω-二羟基聚硅氧烷室温下的粘度为750cP-4000cP；所述补强基料为松香酸表面处理的碳酸钙、脂肪酸表面处理的碳酸钙和重质碳酸钙中的至少一种。以上述基料制备得到硅橡胶，具有较好的拉伸强度、粘接强度等各项性能。在其中一个实施例中，所述导热填料为氧化锌、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼和硅粉中的至少一种。在其中一个实施例中，所述硅油为室温下粘度为300cP-400cP的甲基硅油；所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述硫化剂为二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、钛酸四正丙酯和钛酸四丁酯中的至少一种。选用上述原料相互配合，能够提高该硅橡胶的各项性能。本专利技术还公开了上述的散热硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述基料与所述辐射填料和导热填料混合均匀，制得基质；(2)再将所述硅油、硅烷偶联剂与硫化剂加入，混合均匀，即得。上述散热硅橡胶的制备方法，能够适用于工业化生产，具有实用性强的特点。在其中一个实施例中，步骤(1)中，将所述基料加入分散设备中，降低真空度至-0.90MPa以下，搅拌脱除气泡20-30min，逐步恢复至常压，并加入所述辐射填料与所述导热填料，调节分散设备的搅拌速率至5-10r/min，搅拌分散10-15min后，降低体系真空度至-0.95MPa以下，并将搅拌速率提升至20-30r/min，搅拌分散30-40min，制得基质；步骤(2)中，将所述硅油、硅烷偶联剂与硫化剂混合均匀，加入步骤(1)制得的基质中，调节分散设备的搅拌速率至5-10r/min，搅拌分散5-10min后，降低体系真空度至-0.90MPa以下，并提速至20-30r/min搅拌分散20-30min，即得。以上述工艺参数制备该散热硅橡胶，能够使该硅橡胶具有较好的性能。在其中一个实施例中，所述基料通过以下方法制备得到：将预定量的a，ω-二羟基聚硅氧烷与所述补强基料捏合1h-2h，再加入余量的a，ω-二羟基聚硅氧烷，混合均匀，并调节真空度至-0.80～-0.95MPa，加热除水，即得基料。将a，ω-二羟基聚硅氧烷分两次加入捏合，具有较好的捏合效果。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种散热硅橡胶，采用单组分室温固化硅橡胶为有机固化体系，将至少两种金属氧化物相互熔融掺杂，从而得到具有良热辐射性能的掺杂原料作为辐射填料，将导热填料和辐射填料分散在硅橡胶中，利用导热填料将内部热量导出，配合高辐射率的辐射填料，提高了散热硅橡胶的导热与辐射二重性能，极大的提高了硅橡胶的散热效果，可用于金属及非金属外壳密封的电路板体系，以达到被涂覆基材降温的效果。本专利技术的一种散热硅橡胶的制备方法，重现性好，能够适用于工业化生产，所制备的室温固化硅橡胶具有较高的导热率、辐射率与力学性能，故而具有极高的应用前景与产业价值。并且通过采用特定的工艺参数制备该散热硅橡胶，能够使该硅橡胶具有较好的性能。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。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。以下实施例中的a，ω-二羟基聚硅氧烷即为市售商品107胶，具有粘度为750cP(厘泊)、2000cP或者4000cP的规格；其余原料均为市售。实施例1一种散热硅橡胶，可作为电路用室温固化硅橡胶，由以下重量份的原料制备而成：本实施例的散热硅橡胶通过以下方法制备得到：(1)在捏合机中依次加入80重量份的室温下粘度为750cP的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热硅橡胶，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种散热硅橡胶，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：其中，所述辐射填料通过以下方法制备得到：将至少两种金属氧化物混合，加热使至少两种所述金属氧化物相互熔融掺杂，即得所述辐射填料。2.根据权利要求1所述的散热硅橡胶，其特征在于，所述金属氧化物选自：Cr2O3、TiO2、ZrO2、Fe2O3、MnO2、NiO、Co2O3、CuO、SiO2、Al2O3、MgO、La2O3和CeO。3.根据权利要求2所述的散热硅橡胶，其特征在于，所述金属氧化物选自：平均粒径为80nm-120nm的氧化铁和平均粒径为60nm-100nm的氧化锰，且所述氧化铁和氧化锰的重量份比为8-10∶2-5。4.根据权利要求1-3任一项所述的散热硅橡胶，其特征在于，所述辐射填料的制备中，在真空或惰性气体保护的条件下，于1600℃-1900℃加热3h-5h使至少两种金属氧化物相互熔融掺杂。5.根据权利要求1-3任一项所述的散热硅橡胶，其特征在于，所述基料由以下重量份的原料制备而成：α，ω-二羟基聚硅氧烷100份补强基料100-150份所述α，ω-二羟基聚硅氧烷室温下的粘度为750cP-4000cP；所述补强基料为松香酸表面处理的碳酸钙、脂肪酸表面处理的碳酸钙和重质碳酸钙中的至少一种。6.根据权利要求1-3任一项所述的散热硅橡胶，其特征在于，所述导热填料为氧化锌、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼和硅粉中的至少一种。7.根据权利要求1-3任一项所述的散热硅橡胶，其特征在于，所述硅油为室温下粘度为300cP-400cP的甲基硅油；所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴飞亮，陈何国，王兵，陈思斌，宋立芝，郑常华，
申请(专利权)人：广州市白云化工实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44