一种单组分耐温导热硅泥组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单组分耐温导热硅泥组合物及其制备方法，由包括下述按重量份计的原料制成：乙烯基聚硅氧烷100份；交联剂0.5～6份；导热填料100～1300份；阻燃材料5～100份；硅烷偶联剂0.1～8份；耐温助剂1～12份；抑制剂0.01～0.5份；铂催化剂0.1～0.9份。该单组分耐温导热硅泥组合物为低交联度的加成型导热胶泥，与通用型导热硅脂、导热凝胶相比，其具有低挥发性和长期耐温230℃不变干，可用于超高温电子器件热管理；其具有高导热阻燃性能，可用于高功率器件的散热，保护器件的稳定运行。

A one component temperature resistant and thermal conductive silicon mud composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种单组分耐温导热硅泥组合物及其制备方法
本专利技术属于有机硅材料领域，具体涉及一种单组分耐温导热硅泥组合物，及该耐温导热硅泥组合物的制备方法。
技术介绍
近年来，随着电子信息产业的迅猛增长，电子产品迅速趋于轻量化、小型化、高性能要求化发展，要求电路基板及电子元器件高密度安装，其中高功率模块的发热量更高，因此需求高导热界面材料来协助散热。目前应用于电子产品的导热界面材料包括导热硅脂、导热硅胶片、双面胶带、导热粘接胶、导热凝胶等，填充需快速冷却的发热模块/器件与散热组件之间的间隙，并与发热模块/器件和散热组件紧密接触，从而快速有效地降低发热模块/器件的温度。充电桩电源、逆变器、高频电感、基站电源等器件中以导热硅脂和导热垫片最为常用，近几年，高功率模块局部温度不断升高，从80～100℃升高至150～220℃运行。在长期的高温下，作为不固化膏状材料的导热硅脂出现使用一段时间后有变干的现象，高温稳定性大大降低，易造成导热界面接触出现松动不紧密，从而降低其散热效率。而导热硅胶片类导热界面材料因本身有一定的硬度，长期高温后使其硬度有变大风险，使其界面接触不良问题类似存在，同时在异构型发热器件中有使用不便等问题。导热硅泥是一种胶状物，其状态介于导热硅脂和导热硅胶片之间，适合于集成度高、发热量大的电子元器件模块的散热。目前市场导热胶泥的应用情况各不同，用于管道的伴热为主。专利ZL00125756.0《单组份有机型导热胶泥》属于环氧树脂体系，主要用于运输管道的伴热系统中；专利CN106085252A《一种导热胶泥及其制备方法和应用》公开一种导热胶泥及制备方法，基料中含有耐高温无机胶，属于非加成型有机硅体系，该专利技术提供的导热胶泥强度高、耐高温，用于伴热管道和设备，未涉及用于电子产品的散热；专利CN107043541A《导热硅凝胶组合物及其制备方法》公开一种导热硅凝胶组合物及制备方案，涉及基础聚合物选择，导热材料改性，低交联度的凝胶，用于电子电器的散热填充，未提及其耐温性能。随着电子设备小型化的发展，高功率模块(5G基站组件)发热量明显增加，对导热材料提出更高要求，其高温200～230℃下保持性能稳定，才能满足产品的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单组分耐温导热硅泥组合物，该组合物在长期温变环境，特别是高温环境保持良好性能，从而有效的保护电子器件。为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案：一种单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于由包括下述按重量份计的原料制成：乙烯基聚硅氧烷，100份；交联剂，0.5～6份；导热填料，100～1300份；阻燃材料，5～100份；硅烷偶联剂，0.1～8份；耐温助剂，1～12份；抑制剂，0.01～0.5份；铂催化剂，0.1～0.9份。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的乙烯基聚硅氧烷为端乙烯基聚二甲基硅氧烷或端乙烯基聚甲基苯基硅氧烷或二者的混合物，其粘度为100～1000mPa·s。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的交联剂为：Me2HSiO(MeHSiO)m(MeRSiO)nSiHMe2，其中R为CH3或苯基，m＝2～10，n＝1～55，含氢量为0.05％～0.3％。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的导热填料为硅微粉、铝粉、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼及氮化硅中的一种或几种，所述导热填料的粒径为20nm～45μm。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的阻燃材料为氢氧化铝、氢氧化镁、有机化蒙脱土、片状云母粉、硼酸锌、改性氮磷阻燃剂中的至少一种或多种。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的硅烷偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的耐温助剂的分子式为：其中m＝1-15，n＝5-35。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、甲基丁炔醇、乙炔基环己醇中的至少一种。所述的单组分耐温导热硅泥组合物采用的铂催化剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷与铂的络合物，铂含量为500～3000ppm。本专利技术还提供了上述单组分耐温导热硅泥组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将100～1300重量份的导热填料、5～100重量份的阻燃材料在高温110～130℃干燥1～3h，转入高速混合机混合，再使用0.1～8重量份的硅烷偶联剂喷入进行改性处理1～2h，得到混合粉体；(2)将100重量份的乙烯基聚硅氧烷加入到所述混合粉体中捏合进行100～130℃脱水处理1～2h，得到基料；(3)向基料中依次加入1～12重量份的耐温助剂、0.5～6重量份的交联剂、0.01～0.5重量份的抑制剂及0.1～0.9重量份的催化剂，搅拌均匀，得到所述导热硅泥组合物。下面对本专利技术的技术方案做进一步的说明。本专利技术中，乙烯基聚硅氧烷可选择端乙烯基聚二甲基硅氧烷或端乙烯基聚甲基苯基硅氧烷或二者的混合物，其粘度为100～1000mPa·s。乙烯基聚硅氧烷优选使用粘度为100～500mPa·s的端乙烯基聚甲基苯基硅氧烷或端乙烯基聚二甲基硅氧烷。乙烯基聚硅氧烷的粘度大小对导热硅泥的稠度和挤出性有一定的影响。交联剂分子式为：Me2HSiO(MeHSiO)m(MeRSiO)nSiHMe2，其中R为CH3或苯基，m＝2～10，n＝1～55，含氢量为0.05～0.3％。交联剂优选R为CH3或苯基，m＝2～6，n＝10～40，含氢量为0.05％～0.2％。本专利技术中，交联剂为端侧含氢硅油，其含氢量不宜过大，以小于0.2％为宜，若含氢量大于0.3％，则表现为交联点多，固化成弹性体，无法满足低交联密度的导热硅泥的要求。所述导热填料为硅微粉、铝粉、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼及氮化硅中的一种或几种，导热填料的粒径为20nm～45μm。优选的，导热填料为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝中多种复合粉，其粒径为0.1μm～30μm。本专利技术中，将多种导热填料复合，各种不同粒径的填料复配使用，能形成更有效的导热通路和提高导热效率。所述的阻燃材料为氢氧化铝、氢氧化镁、有机化蒙脱土、片状云母粉、硼酸锌、改性氮磷阻燃剂中至少一种或多种。优选的，阻燃材料为氢氧化铝、改性氮磷阻燃剂中一种或两种。所述的硅烷偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优选的，所述的硅烷偶联剂为十六烷基三甲氧基硅烷和γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的复配物，其复配质量比为2:1。本专利技术中，硅烷偶联剂可改善导热硅泥组合物的挤出性，可提高导热填料与导热硅泥组合物的相容性，同时减少导热粉体表面的羟基量，有利于耐温性提高。所述的耐温助剂分子式为：其中m＝1-15，n＝5-35。优选的，耐温助剂中m＝3-12，n＝10-30。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于由包括下述按重量份计的原料制成：/n乙烯基聚硅氧烷，100份；/n交联剂，0.5～6份；/n导热填料，100～1300份；/n阻燃材料，5～100份；/n硅烷偶联剂，0.1～8份；/n耐温助剂，1～12份；/n抑制剂，0.01～0.5份；/n铂催化剂，0.1～0.9份。/n

【技术特征摘要】
1.一种单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于由包括下述按重量份计的原料制成：
乙烯基聚硅氧烷，100份；
交联剂，0.5～6份；
导热填料，100～1300份；
阻燃材料，5～100份；
硅烷偶联剂，0.1～8份；
耐温助剂，1～12份；
抑制剂，0.01～0.5份；
铂催化剂，0.1～0.9份。


2.根据权利要求1所述的单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于所述的乙烯基聚硅氧烷为端乙烯基聚二甲基硅氧烷或端乙烯基聚甲基苯基硅氧烷或二者的混合物，其粘度为100～1000mPa·s。


3.根据权利要求1所述的单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于所述的交联剂为：Me2HSiO(MeHSiO)m(MeRSiO)nSiHMe2，其中R为CH3或苯基，m＝2～10，n＝1～55，含氢量为0.05％～0.3％。


4.根据权利要求1所述的单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于所述的导热填料为硅微粉、铝粉、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼及氮化硅中的一种或几种，所述导热填料的粒径为20nm～45μm。


5.根据权利要求1所述的单组分耐温导热硅泥组合物，其特征在于所述的阻燃材料为氢氧化铝、氢氧化镁、有机化蒙脱土、片状云母粉、硼酸锌、改性氮磷阻燃剂中的至少一种或多种。


6.根据权利要求1所述的单组分耐温导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王有治，雷震，涂程，沈义聪，王天强，黄强，
申请(专利权)人：成都硅宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51