一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物及其制备方法技术

本申请涉及导热材料技术领域，具体公开了一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物及其制备方法。导热有机硅组合物包括X组分和Y组分；X组分包含以下重量份原料制成：有机硅树脂100份、填料300～2150份、偶联剂0.6～10份、水0.05～1.5份、催化剂0.2～6份；Y组分包含以下重量份原料制成：有机硅树脂100份、填料1000～3000份、偶联剂0.6～10份、水0.05～1.5份、抑制剂0.02～0.5份；其制备方法为：依次制备第一混合物、第二混合物、第三混合物和X组分，同步制备第四混合物、第五混合物、第六混合物和Y组分。本申请的导热有机硅组合物具有固液分离程度小、导热系数高、出胶量大、热阻抗低的优点；另外，本申请的制备方法有现用现混合的优点，导热效果更加。导热效果更加。

【技术实现步骤摘要】
一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物及其制备方法


[0001]本申请涉及导热材料
，更具体地说，它涉及一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，电子元器件的集成度越来越高，因此对电子设备的可靠性要求也越来越高。而散热是影响高集成度的电子元器件可靠性的关键因素。现有的电子元器件使用的导热材料主要有导热凝胶、导热灌封胶、导热垫片和导热硅脂等。其中导热凝胶和导热灌封胶除导热之外还起到一定的固定电子元器件的作用。导热垫片和导热硅脂又具有一定的局限性，导热垫片只能作为两个平面之间的热传导，且导热硅脂存在不便于后期清理和容易渗油变干的缺陷。导热凝胶和导热灌封胶又存在储存时不稳定，固液易分层，导热凝胶固化后容易变硬粉化的问题，影响导热性能；导热灌封胶又有导热系数偏低的缺陷。
[0003]因此，制备一种既可满足电子元器件的高导热需求，又具有优异的储存稳定性，固化后强耐温性的导热材料已迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]为了提供一种具有高导热、存储稳定以及固化后强耐温性的导热材料，本申请提供一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，采用如下的技术方案：一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，导热有机硅组合物包括X组分和Y组分；所述X组分包含以下重量份原料制成：有机硅树脂100份、填料1000～3000份、偶联剂0.6～10份、水0.05～1.5份、催化剂0.2～6份；所述Y组分包含以下重量份原料制成：有机硅树脂100份、填料1000～3000份、偶联剂0.6～10份、水0.05～1.5份、抑制剂0.02～0.5份。
[0006]通过采用上述技术方案，X组分和Y组分中采用填料主要是为材料提供足够的导热能力；X组分和Y组分中的偶联剂和水在加热的条件下会与填料发生反应，使填料和有机硅树脂能更好的混合在一起，不易沉降析油；催化剂的作用是让有机硅树脂之间能够发生加成反应，使最终材料固化；抑制剂的作用是控制有机硅树脂之间发生加成反应的反应速率，使材料在混合和后续操作时间过程中不固化，控制固化时间。
[0007]可选的，所述有机硅树脂结构式为：
；其中，所述A、B、C、D为含
‑
C＝C的基团、
‑
H基团、
‑
OH或含有
‑
CH3基团中的一种，所述n为1～250，所述m为1～250。
[0008]通过采用上述技术方案，
‑
C＝C、
‑
H基团能在催化剂的作用下主要是发生加成反应，
‑
OH能起到结构控制的作用，
‑
CH3为补位基团；随着n，m的增大，有机硅树脂聚合度升高，有机硅树脂的粘度大，有机硅树脂更加粘稠，反之则粘度低，更加稀薄，有机硅树脂的聚合度在规定范围更有利于导热有机硅组合物的制备，制备过程不易固化。
[0009]可选的，所述有机硅树脂包括功能性聚二甲基硅氧烷和反应型硅氢键聚合物材料，所述n为5～100，所述m为5～100；所述功能性聚二甲基硅氧烷为单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、双乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和单羟基封端聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的组合；所述功能性聚二甲基硅氧烷包含以下重量份原料制成：单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷15～65份，双乙烯基封端聚二甲基硅氧烷30～75份，单羟基封端聚二甲基硅氧烷0～5份；所述反应型硅氢键聚合物材料为单氢键封端聚二甲基硅氧烷、双氢键封端聚二甲基硅氧烷和端侧多氢键聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的组合；所述反应型硅氢键聚合物材料包含以下重量份原料制成：双氢键反应型聚二甲基硅氧烷含量为5～45份，端侧多氢键反应型聚二甲基硅氧烷含量为1～70份。
[0010]通过采用上述技术方案，功能性聚二甲基硅氧烷提供基团，反应型硅氢键聚合物材料提供反应氢，在催化剂作用下基团与硅氢键发生反应，形成网状结构，使得有机硅树脂容易固化；从单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、双乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和单羟基封端聚二甲基硅氧烷中选择多种较单种，出油率会更低、易固化、初始硬度更高；从单氢键封端聚二甲基硅氧烷、双氢键封端聚二甲基硅氧烷和端侧多氢键聚二甲基硅氧烷中选择多种较一种，使得材料混合后易固化，便于形成网状结构，硬度适宜。
[0011]可选的，所述填料包括纳米填料及无机功能性填料；所述纳米填料为纳米氧化铝、纳米氧化锌、碳纳米管、石墨烯纳米片或纳米炭黑中的一种或多种的组合，直径为10～700nm，碳纳米管长度为10～100μm；所述功能性填料为规整多面体结构或者球形形态的无机氧化物、无机氮化物、石墨类、金属粉体中的一种，其粒径为1～200μm。
[0012]进一步可选的，所述功能性填料为氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅、多层石墨烯、铝粉、钛粉或金刚石粉中一种或多种的组合，其由粒径为1～3μm、4～18μm、20～70μm、90～150μm的不同粒径粉体的有效复配而成。
[0013]通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，将纳米填料填充在无机功能性填料之间的空隙内，根据最密堆积理论，选择不同粒径的纳米填料和无机功能性填料，使填料填充量更高，堆积密度更大，材料导热通路更多，导热性能更好。
[0014]可选的，所述水为超纯水、去离子水、RO水、蒸馏水、双蒸水的一种。
[0015]通过采用上述技术方案，与偶联剂在受热的条件下反应，从而包裹住填料，让填料与有机硅树脂更好的混合，粘度会更低，挤出速率更高，渗油量更少。
[0016]可选的，所述偶联剂结构式为：；其中R1为1～20个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烯基、苯基、环己基、2～7个碳原子的烯环氧基；R2为1～10个碳原子的烷基；R3为1～4个碳原子的烷基；k为1～3。
[0017]通过采用上述技术方案，偶联剂的链长过短，偶联剂沸点低，不耐温；越长，导热有机硅组合物出油量越小，挤出速率越高，但达到一定长度之后偶联剂自身粘度较高，对粉体包覆性能也会下降，影响挤出速率。
[0018]可选的，所述催化剂为二乙烯四甲基二硅氧烷铂络合物、二乙烯八甲基四硅氧烷铂络合物或过氧化物催化剂中的一种。
[0019]通过采用上述技术方案，催化剂的作用是让功能性有机硅树脂和反应型硅氢键聚合物发生加成反应，形成网状结构，使最终材料固化。
[0020]可选的，所述的抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、1
‑
乙炔基
‑1‑
环己醇、2
‑
甲基
‑3‑
丁炔基
‑2‑
醇、2
‑
甲基
‑1‑
己炔基
‑3‑
醇、3,5
‑
二甲基
‑1‑
己炔基
‑3‑
醇、3,7,11
‑
三甲基...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述导热有机硅组合物包括X组分和Y组分；所述X组分包含以下重量份原料制成：有机硅树脂100份、填料1000～3000份、偶联剂0.6～10份、水0.05～1.5份、催化剂0.2～6份；所述Y组分包含以下重量份原料制成：有机硅树脂100份、填料1000～3000份、偶联剂0.6～10份、水0.05～1.5份、抑制剂0.02～0.5份。2.根据权利要求1所述的一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述有机硅树脂结构式为：；其中，所述A、B、C、D为含
‑
C＝C的基团、
‑
H基团、
‑
OH或含有
‑
CH3基团中的一种，所述n为1～250，所述m为1～250。3.根据权利要求2所述的一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述有机硅树脂包括功能性聚二甲基硅氧烷和反应型硅氢键聚合物材料，所述n为5～100，所述m为5～100；所述功能性聚二甲基硅氧烷为单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、双乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和单羟基封端聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的组合；所述功能性聚二甲基硅氧烷包含以下重量份原料制成：单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷15～65份，双乙烯基封端聚二甲基硅氧烷30～75份，单羟基封端聚二甲基硅氧烷0～5份；所述反应型硅氢键聚合物材料为单氢键封端聚二甲基硅氧烷、双氢键封端聚二甲基硅氧烷和端侧多氢键聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的组合；所述反应型硅氢键聚合物材料包含以下重量份原料制成：双氢键反应型聚二甲基硅氧烷含量为5～45份，端侧多氢键反应型聚二甲基硅氧烷含量为1～70份。4.根据权利要求1所述的一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述填料包括纳米填料及无机功能性填料；所述纳米填料为纳米氧化铝、纳米氧化锌、碳纳米管、石墨烯纳米片或纳米炭黑中的一种或多种的组合，直径为10～700nm，碳纳米管长度为10～100μm；所述功能性填料为规整多面体结构或者球形形态的无机氧化物、无机氮化物、石墨类、金属粉体中的一种，其粒径为1～150μm。5.根据权利要求4所述的一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述功能性填料为氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅、多层石墨烯、铝粉、钛粉或金刚石粉中一种或多种的组合，其由粒径为1～3μm、4～18μm、20～70μm、90～150μm的不同粒径粉体的有效复配而成。6.根据权利要求1所述的一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述水为超纯水、去离子水、RO水、蒸馏水、双蒸水的一种。
7.根据权利要求1所述的一种可加成固化的双组份高稳定性导热有机硅组合物，其特征在于：所述偶联剂结构式为：；其中R1为1～20个碳原子的烷基、1～10个碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐浩，罗裕锋，张浩清，李华，李中鹏，
申请(专利权)人：深圳联腾达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：