一种导热硅酮聚合物组合物制造技术

本发明专利技术提供了具有硅氧烷聚合物主链的聚合物和包含其的组合物。所述聚合物在硅氧烷聚合物主链内包含环状不饱和基团(Z

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种导热硅酮聚合物组合物
本专利技术涉及种硅酮聚合物及包含其的组合物。特别地，本专利技术涉及一种包含不饱和环状部分的官能化的硅氧烷聚合物，其表现出良好的热稳定性和导热性。
技术介绍
随着现代电子设备变得越来越快、越来越小和越来越薄，高级导热材料的应用在不同发热组件(例如晶体管、IC芯片、引擎控制单元、微处理器等)的界面处变得越来越重要。这样的材料通过将热量散发到大气中，使高密度和高度集成的电子设备能够平稳运行。为了有效地散发电子部件的热量，多年来已经使用了各种导热硅酮组合物。这些导热硅组合物中的大多数由作为粘合剂的有机聚硅氧烷和导热无机填料组成。与这些材料有关的问题是它们需要高浓度的无机填料以改善整个组合物的导热性，因为在这些组合物中使用的有机聚硅氧烷通常具有较低的导热率。尽管硅酮组合物中的高导热填料负载增加了界面材料的整体堆积导热率，但高填料负载通常会导致诸如降低复合材料的流动性等问题，从而导致更高的粘合层厚度(BLT)。此外，这种低流动性还影响导热界面材料的弹性体性质，因为其一旦固化，就增加了硅酮复合材料的硬度，这恶化了界面材料的可模塑性和长期可靠性。
技术实现思路
提供了包含亚芳基醚官能化的有机硅氧烷聚合物的导热硅酮组合物。用于硅酮组合物中的有机硅氧烷共聚物对氧化物和非氧化物导热填料均显示出优异的可分散性，从而能够提高组合物的导热性并具有改善的机械性质。还公开了制备改性硅酮聚合物的方法以及制备导热组合物的方法。一方面，提供了一种组合物，其包含：(A)硅氧烷聚合物，其中所述硅氧烷聚合物(i)具有下式：其中R1-R12独立地选自氢、任选地含有杂原子的C1-C10一价烃基、任选地含有杂原子的C6-C20一价芳族基团、和任选地含有杂原子的C4-C30一价饱和或不饱和环烷基团、含1-20个硅原子的硅烷氧基团、Z1或Z2；Z1和Z2独立地选自氢、任选地含有杂原子的C1-C10烃基、-OH、-NH2、-COOH或R16-A-R17-，其中A选自包含不饱和环状基团的基团，其选自：芳族基团，官能化芳族基团，任选地包含杂原子的稠合芳族基团，不饱和脂环族基团，不饱和杂环基团，或其两种或更多种的组合；R16和R17独立地选自无、任选地含有杂原子的C1-C10烃基、任选地含有杂原子的C6-C20芳族基团、和任选地含有杂原子的C4-C30饱和或不饱和环烷基团；Z3选自–R19-A-R19-，其中A选自包含不饱和环状部分的基团，其选自芳族基团、稠合芳族基团、不饱和脂环族基团、不饱和杂环基团，或其两种或更多种的组合；且R19选自无、任选地含有杂原子的C1-C10烃基、任选地含有杂原子的C6-C20芳族基团、和任选地含有杂原子的C4-C30饱和或不饱和环烷基团；m是1-100；x是0-200；且y是0-200，其中x+y≥1；且(B)(i)第一填料，和(ii)第二填料，其中第一填料和/或第二填料中的至少一种包含在粒径和/或形态方面彼此不同的多种填料类型。在一个实施方案中，A独立地选自：C6至C12芳族基团；C10至C36稠合芳族环基团；C4-C36不饱和脂环族基团；和C4-C36不饱和杂环基团。在一个实施方案中，Z1、Z2和Z3中的一个或多个中的A选自式–A1-R18-A2-的基团，其中A1和A2独立地选自C6至C12芳基、C12-C36稠合芳族环基团、C5-C36不饱和脂环族基团，和C5-C36不饱和杂环基团；且R18选自直接键、–(CH2)n-、-C(CH3)2-、-O-、-S-、-S(O)2-、-C(O)-、C(O)-NH-、-NH-C(O)-NH-、C(O)-O-、-CH＝N-或-CH＝N-N＝CH-，其中n是1-10。在一个实施方案中，A独立地选自在一个实施方案中，其中Z1、Z2和Z3中的A是在一个实施方案中，Z1、Z2和Z3中的A是在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，所述硅氧烷聚合物的数均分子量为约1000g/mol至约50000g/mol。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，第一填料和第二填料独立地选自氧化铝、氧化镁、二氧化铈、二氧化铪、氧化镧、氧化钕、氧化钐、氧化镨、氧化钍、二氧化铀、氧化钇、氧化锌、氧化锆、硅铝氮氧化物、硼硅酸盐玻璃、钛酸钡、碳化硅、二氧化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、氮化硼、氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化锆、硼化锆、二硼化钛、十二硼化铝、重晶石、硫酸钡、石棉、重晶石、硅藻土、长石、石膏、纤维棒石、高岭土、云母、霞石正长岩、珍珠岩、叶蜡石、蒙脱石、滑石、蛭石、沸石、方解石、碳酸钙、硅灰石、偏硅酸钙、粘土、硅酸铝、滑石、硅酸镁铝、水合铝氧、水合氧化铝、硅土、二氧化硅、二氧化钛、玻璃纤维、玻璃鳞片、粘土、剥离型粘土、或其他高纵横比纤维、棒或片、碳酸钙、氧化锌、氧化镁、二氧化钛、碳酸钙、滑石、云母、硅灰石、氧化铝、氮化铝、石墨、石墨烯、铝粉、铜粉、青铜粉、黄铜粉、碳纤维或碳晶须、石墨、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳纳米管、氮化硼纳米片、氧化锌纳米管，或其两种或更多种的组合。在一个实施方案中，金属颗粒选自铝、镁、锌、铁、钛、银、金、铂、镍、铜、锡、铅或其组合。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，所述填料材料的粒径为约0.01μm至约500μm。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，所述填料材料选自多种填料材料。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，填料材料选自：平均粒径为约0.01至约0.1μm的第一填料；平均粒径为约1μm至约25μm的第二填料；和任选的平均粒径为约50μm至约100μm的第三填料。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，第一填料、第二填料和第三填料是氧化铝。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，所述组合物包含约10vol.％至约90vol.％的第一填料和约90vol.％至约10vol.％的第二填料。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，用表面功能化剂处理填料。在一个实施方案中，表面功能化剂选自官能化硅氧烷、烷氧基硅烷、烷基丙烯酰氧基硅烷(alkacryloxysilane)、乙烯基硅烷、卤代硅烷(例如氯硅烷)、巯基硅烷、封端巯基硅烷、硫代羧酸酯硅烷、钛酸盐、锆酸盐，失水山梨醇硬脂酸酯或其两种或更多种的组合。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，组合物包含第一填料和第二填料，其中第一填料和第二填料独立地选自金属氧化物填料和非氧化物填料。在一个实施方案中，非氧化物填料选自：金属硼化物、金属碳化物、金属氮化物、金属硅化物、炭黑、石墨、膨胀石墨、碳纤维、或石墨纤维或其两种或更多种的组合。在任何前述实施方案的组合物的一个实施方案中，第一填料和第二填料独立地选自氧化铝、氧化镁、二氧化铈、二氧化铪、氧化镧、氧化钕、氧化钐、氧化镨、氧化钍、二氧化铀、氧化钇、氧化锌、氧化锆、硅铝氮氧化物、硼硅酸盐玻璃、钛酸钡、碳化硅、二氧化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、氮化硼、氮化硅、氮化铝、氮化钛、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，其包含：/n(A)硅氧烷聚合物，其中所述硅氧烷聚合物(i)具有下式：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180322 US 15/928,4481.一种组合物，其包含：
(A)硅氧烷聚合物，其中所述硅氧烷聚合物(i)具有下式：



其中R1-R12独立地选自氢、任选地含有杂原子的C1-C10一价烃基、任选地含有杂原子的C6-C20一价芳族基团、和任选地含有杂原子的C4-C30一价饱和或不饱和环烷基团、含1-20个硅原子的硅烷氧基团、Z1或Z2；
Z1和Z2独立地选自氢、任选地含有杂原子的C1-C10烃基、-OH、-NH2、-COOH或R16-A-R17-，其中A选自包含不饱和环状基团的基团，其选自芳族基团、官能化芳族基团、任选地包含杂原子的稠合芳族基团、不饱和脂环族基团、不饱和杂环基团或其两种或更多种的组合；R16和R17独立地选自无、任选地含有杂原子的C1-C10烃基、任选地含有杂原子的C6-C20芳族基团、和任选地含有杂原子的C4-C30饱和或不饱和环烷基团；
Z3选自–R19-A-R19-，其中A选自包含不饱和环状部分的基团，其选自芳族基团、稠合芳族基团、不饱和脂环族基团、不饱和杂环基团，或其两种或更多种的组合；且R19选自无、任选地含有杂原子的C1-C10烃基、任选地含有杂原子的C6-C20芳族基团、和任选地含有杂原子的C4-C30饱和或不饱和环烷基团；
m是1-100；x是0-200；且y是0-200，其中x+y≥1；和
(B)(i)第一填料，和(ii)第二填料，其中第一填料和/或第二填料中的至少一种包含在粒径和/或形态方面彼此不同的多种填料类型。


2.如权利要求1所述的组合物，其中A独立地选自：C6至C12芳族基团；C10至C36稠合芳族环基团；C4-C36不饱和脂环族基团；和C4-C36不饱和杂环基团。


3.如权利要求1所述的组合物，其中Z1、Z2和Z3中的一个或多个中的A选自式–A1-R18-A2-的基团，其中A1和A2独立地选自C6至C12芳基、C12-C36稠合芳族环基团、C5-C36不饱和脂环族基团，和C5-C36不饱和杂环基团；且R18选自直接键、–(CH2)n-、-C(CH3)2-、-O-、-S-、-S(O)2-、-C(O)-、C(O)-NH-、-NH-C(O)-NH-、C(O)-O-、-CH＝N-或-CH＝N-N＝CH-，其中n是1-10。


4.如权利要求2或3所述的组合物，其中A独立地选自





5.如权利要求1所述的组合物，其中Z1、Z2和Z3中的A是





6.如权利要求1所述的组合物，其中Z1、Z2和Z3中的A是





7.如权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中所述硅氧烷聚合物的数均分子量为约1000g/mol至约50000g/mol。


8.如权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中第一填料和第二填料独立地选自氧化铝、氧化镁、二氧化铈、二氧化铪、氧化镧、氧化钕、氧化钐、氧化镨、氧化钍、二氧化铀、氧化钇、氧化锌、氧化锆、硅铝氮氧化物、硼硅酸盐玻璃、钛酸钡、碳化硅、二氧化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、氮化硼、氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化锆、硼化锆、二硼化钛、十二硼化铝、重晶石、硫酸钡、石棉、重晶石、硅藻土、长石、石膏、纤维棒石、高岭土、云母、霞石正长岩、珍珠岩、叶蜡石、蒙脱石、滑石、蛭石、沸石、方解石、碳酸钙、硅灰石、偏硅酸钙、粘土、硅酸铝、滑石、硅酸镁铝、水合铝氧、水合氧化铝、硅土、二氧化硅、二氧化钛、玻璃纤维、玻璃鳞片、粘土、剥离型粘土或其他高纵横比纤维、棒或片、碳酸钙、氧化锌、氧化镁、二氧化钛、碳酸钙、滑石、云母、硅灰石、氧化铝、氮化铝、石墨、石墨烯、铝粉、铜粉、青铜粉、黄铜粉、碳纤维或碳晶须、石墨、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳纳米管、氮化硼纳米片、氧化锌纳米管、金属颗粒，或其两种或更多种的组合。


9.如权利要求8所述的组合物，其中金属颗粒选自铝、镁、锌、铁、钛、银、金、铂、镍、铜、锡、铅或其组合。


10.如权利要求1-9中任一项所述的组合物，其中第一填料和/或第二填料的粒径为约0.01μm至约500μm。


11.如权利要求1-9中任一项所述的组合物，其中第一填料和/或第二填料选自多种填料材料。


12.如权利要求11所述的组合物，其中第一填料的平均粒径为约0.01至约0.1μm；第二填料的平均粒径为约1μm至约25μm；且(B)任选地包括平均粒径为约50μm至约100μm的第三填料。


13.如权利要求12所述的组合物，其中第一填料、第二填料和第三填料是氧化铝。


14.如权利要求1-9任一项所述的组合物，其包含约10vol.％至约90vol.％的第一填料和约90vol.％至约10vol.％的第二填料。


15.如权利要求1-14中任一项所述的组合物，其中用表面功能化剂处理第一填料和/或第二填料。


16.如权利要求15所述的组合物，其中所述表面功能化剂选自官能化硅氧烷、烷氧基硅烷、烷基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、卤代硅烷(例如氯硅烷)、巯基硅烷、封端巯基硅烷、硫代羧酸酯硅烷、钛酸盐、锆酸盐、失水山梨醇硬脂酸酯或其两种或更多种的组合。


17.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：普拉纳比什·杜塔，维努·克里什南·阿普库坦，桑迪普·奈克，安布哈雅·萨克塞纳，
申请(专利权)人：莫门蒂夫性能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US