一种多支链聚硅氧烷及其制备方法和导热硅凝胶技术

本发明专利技术公开了一种多支链聚硅氧烷及其制备方法和低渗出的导热硅凝胶。所述多支链聚硅氧烷，具有(I)所示结构，其中，m＝2～100，n＝2～2000。所述多支链聚硅氧烷通过在多端可反应基团硅油上接枝单端可反应基团硅油而得。所述多支链结构的聚硅氧烷与导热填料制备的导热硅凝胶的渗油性能得到了改善，同时具有良好的涂覆性。具有良好的涂覆性。具有良好的涂覆性。

【技术实现步骤摘要】
一种多支链聚硅氧烷及其制备方法和导热硅凝胶


[0001]本专利技术涉及有机硅材料领域，具体地说，是涉及一种多支链聚硅氧烷及其制备方法和低渗出的导热硅凝胶。

技术介绍

[0002]随着电子设备在不断的向高性能化、集成化、小型化方向发展，使得设备在运行时产生的热量剧增，严重影响设备使用的长期可靠性，因此热界面材料就显得尤为重要。有机硅弹性体凭借其优异的电绝缘性、耐高低温性、柔性和化学惰性等性能，可作为热界面材料广泛的应用于电子器件的散热。
[0003]导热硅脂是低分子硅油和导热填料的混合物，是目前主要采用的热界面材料，但是其在使用过程中会出现低分子量硅油渗出，导致出现“爬油”现象，严重威胁器件的安全可靠性和使用寿命。
[0004]现有改善导热硅脂渗油性能的主要方法包括如下：(1)提高基础硅油的分子量：一般来说基础硅油的分子量越大，对应的渗油量也就越低，但是基础硅油的分子量越大，就会导致制备过程中排泡困难，在使用时难以涂覆。(2)对导热填料进行复配、改性等：通过对导热填料/基础硅油进行表面改性，能够加强其与基础硅油之间的相容性，从而可以有效改善硅脂的渗油性；通过对导热填料进行复配使用，不但有利于提高导热填料的填充量从而提高导热性能，而且有利于填料在体系内形成稳定的结构，从而减少渗油量。(3)在复合材料体系中构建氢键作用力来改善渗油性能。目前，针对导热硅脂的“渗油”问题的研究还不够深入，渗油问题尚未能很好的解决，需要进一步的探究。

技术实现思路

[0005]为了解决以上现有技术中存在的问题，本专利技术通过对硅凝胶的拓扑网络结构的设计来改善渗油性能：提出构筑物理缠结网络的单组分多支链聚硅氧烷，由多端可反应基团硅油和单端可反应基团硅油通过硅氢加成反应形成具有支化结构的聚硅氧烷高分子链，利用高分子链会相互缠结的特性，形成三维的物理缠结网络来抑制体系中低分子量硅油的迁移，同时还使其具备了良好的涂覆性。
[0006]本专利技术目的之一为提供一种多支链聚硅氧烷，具有下式(I)所示结构：
[0007][0008]其中，m＝2～100，n＝2～2000；优选地，m＝4～50；n＝4～1000。
[0009]所述多支链聚硅氧烷的粘度为100～100000mPa
·
s，优选为100～40000mPa
·
s，更优选为200～5000mPa
·
s。
[0010]所述多支链聚硅氧烷的数均分子量Mn为20000～600000g/mol，优选为40000～300000g/mol。
[0011]所述多支链聚硅氧烷通过在多端可反应基团硅油上接枝单端可反应基团硅油而得，其中多端可反应基团硅油为侧链含氢硅油或侧链含乙烯基硅油，单端可反应基团硅油为单端乙烯基硅油或单端含氢硅油。
[0012]所述多端可反应基团硅油具有多个侧位的可反应基团，对于多端可反应基团硅油的端基没有特别的限定，其端基可以为或者不为可反应基团。
[0013]本专利技术目的之二为提供所述多支链聚硅氧烷的制备方法，包括将多端可反应基团硅油、单端可反应基团硅油和催化剂加入溶剂中，在惰性氛围中进行反应。
[0014]本专利技术所述多支链聚硅氧烷通过在多端可反应基团硅油上接枝单端可反应基团硅油而得。
[0015]所述多端可反应基团硅油为侧链含氢硅油或侧链乙烯基硅油，侧链含氢硅油的反应基团为硅氢基，侧链乙烯基硅油的反应基团为乙烯基。
[0016]所述单端可反应基团硅油为单端乙烯基硅油或单端含氢硅油，单端乙烯基硅油的反应基团为乙烯基，单端含氢硅油的反应基团为硅氢基。
[0017]其中，多端可反应基团硅油和单端可反应基团硅油通过硅氢加成反应形成多支链聚硅氧烷。
[0018]具体地，所述多支链聚硅氧烷可通过在侧链含氢硅油上接枝单端乙烯基硅油而得，或者通过侧链乙烯基硅油上接枝单端含氢硅油而得。
[0019]单端可反应基团硅油中的反应基团与多端可反应基团硅油中的反应基团的摩尔
比为1～10，优选为1～5，更优选为1～2，进一步优选为1～1.5，例如可以为1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、3、4、5、6、7、8、9、10等。
[0020]单端可反应基团硅油的粘度为50～10000cst，优选为80～5000cst，更优选为80～800cst。
[0021]多端可反应基团硅油的粘度为10～10000cst，优选为10～1000cst，更优选为20～200cst；可反应基团含量为0.1～90wt％，优选为0.3～50wt％，更优选为0.3～40wt％。
[0022]所述溶剂为甲苯、氯苯、四氢呋喃、正己烷中的至少一种，优选为甲苯。
[0023]以多端可反应基团硅油和单端可反应基团硅油的总质量为计，所述溶剂用量为5～20ml/g硅油，优选10～15ml/g硅油。
[0024]所述催化剂优选氯铂酸络合物，包括但不限于氯铂酸的烯烃络合物、四氢呋喃络合物、乙烯基硅氧烷络合物等中的至少一种。
[0025]以多端可反应基团硅油和单端可反应基团硅油的总质量为计，所述催化剂的用量为20～200ppm，优选为60～100ppm。
[0026]反应温度为60～100℃，反应时间为4～8h。
[0027]本专利技术多端可反应基团硅油和单端可反应基团硅油通过硅氢加成反应形成具有支化结构的聚硅氧烷高分子链，反应方程式如下所示：
[0028]反应方程式一：
[0029][0030]反应方程式二：
[0031][0032]本专利技术目的之三为提供一种导热硅凝胶，包括所述多支链聚硅氧烷和导热填料。
[0033]所述导热填料优选为氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、氮化铝、碳化硅、碳酸钙、二氧化硅中的至少一种。
[0034]所述导热填料优选经过表面处理，其中表面处理剂可采用本领域通常使用的硅烷偶联剂。
[0035]所述表面处理剂主要为硅烷偶联剂，包括但不限于KH151、KH171、KH550、KH560、KH570、KH602、KH792、KH331等中的至少一种。
[0036][0037]所述导热填料可采用多种不同填料复配，也可采用不同粒径的单一导热填料复配。
[0038]进一步地，所述导热硅凝胶中还可以加入含氟硅油、羟基硅油、含氟羟基硅油、氨基硅油等，在体系中构建氢键网络，进一步降低渗出性。对以上所述含氟硅油等的用量没有特别的限定，可采用本领域中的通常用量。
[0039]以下列出了几种可用的羟基硅油、含氟硅油、含氟羟基硅油、氨基硅油的种类：
[0040][0041]本专利技术所述导热硅凝胶中，对所述多支链聚硅氧烷和导热填料的用量没有特别的限定，可采用本领域中的通常用量。
[0042]根据本专利技术一种优选的实施方式，所述导热硅凝胶包括100质量份多支链聚硅氧烷和100～3000质量份导热填料，更优选地，包括100质量份多支链聚硅氧烷和2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多支链聚硅氧烷，具有下式(I)所示结构：其中，m＝2～100，n＝2～2000。2.根据权利要求1所述的多支链聚硅氧烷，其特征在于：所述多支链聚硅氧烷的粘度为100～100000mPa
·
s，优选为100～40000mPa
·
s；所述多支链聚硅氧烷的数均分子量为20000～600000g/mol，优选为40000～300000g/mol。3.根据权利要求1所述的多支链聚硅氧烷，其特征在于：所述多支链聚硅氧烷通过在多端可反应基团硅油上接枝单端可反应基团硅油而得，其中多端可反应基团硅油为侧链含氢硅油或侧链含乙烯基硅油，单端可反应基团硅油为单端乙烯基硅油或单端含氢硅油。4.一种根据权利要求1～3之任一项所述多支链聚硅氧烷的制备方法，包括将多端可反应基团硅油、单端可反应基团硅油和催化剂加入溶剂中，在惰性氛围中进行反应。5.根据权利要求4所述的多支链聚硅氧烷的制备方法，其特征在于：单端可反应基团硅油的粘度为50～10000cst，优选为80～5000cst；和/或，多端可反应基团硅油的粘度为10～10000cst，优选为10～1000cst；可反应基...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢咏来，杨丹，赵秀英，张立群，冯予星，
申请(专利权)人：北京北化新橡特种材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：