一种导热室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种导热室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用，本发明专利技术的导热室温硫化硅橡胶，以质量百分比计，其原料组成包括：α,ω

【技术实现步骤摘要】
一种导热室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于硅橡胶材料
，尤其涉及一种导热室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着电子设备轻量化和集成化，电子器件的散热问题成为影响使用寿命的关键因素。硅橡胶材料因为优异的绝缘性、耐高低温性、耐化学腐蚀性和柔软性被广泛作为电子器件散热材料。而硅橡胶自身的导热系数较低，不能够满足电子器件散热的应用，因此需要在保持绝缘性能的前提下提高导热系数。相关技术公开了一种用片状六方氮化硼改性硅橡胶的制备方法，该方法显著提高了导热系数，但缺点是填料含量较高，不仅破坏力学性能还会提高成本。也有相关技术利用石墨烯改性硅橡胶制备了导热性能优异的复合硅橡胶，但是由于石墨烯的高导电率，使得硅橡胶的绝缘性能明显降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一个方面提出一种导热室温硫化硅橡胶，其为力学性能好、绝缘且导热系数高的室温硫化硅橡胶材料。
[0004]本专利技术的第二个方面提出了一种所述导热室温硫化硅橡胶的制备方法。
[0005]本专利技术的第三个方面提出了一种所述导热室温硫化硅橡胶的应用。
[0006]根据本专利技术的第一个方面，提出了一种导热室温硫化硅橡胶，以质量百分比计，其原料组成包括：
[0007]α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷100份；脱醇型交联剂20份～40份；硅烷偶联剂1份～3份；复合导热填料A 5份～40份；复合导热填料B 5份～40份；催化剂1份～3份；
[0008]所述复合导热填料A为表面负载有银纳米粒子的陶瓷填料；所述复合导热填料B为表面负载有二氧化硅纳米粒子的导热绝缘填料。
[0009]本专利技术中，α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷与脱醇型交联剂在催化剂作用下发生缩合反应，为硅橡胶提供力学性能，陶瓷填料导热系数高且绝缘，在陶瓷填料表面负载银纳米粒子，一方面能提高硅橡胶导热系数的同时保持良好的绝缘性能，另一方面银纳米粒子能进一步增大陶瓷填料的比表面积，使得填料之间更容易形成导热通路，从而进一步增强导热系数。更进一步，添加表面负载有二氧化硅纳米粒子的导热绝缘填料，二氧化硅纳米粒子与硅橡胶之间的润湿性和导热绝缘性较好，改善了导热绝缘填料与硅橡胶的界面相容性并显著增强了基体的导热绝缘性能；二氧化硅纳米粒子还增大了填料的比表面积，使得填料之间容易连接形成导热通路，有助于声子的传递。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为2000mPa
·
s～5000mPa
·
s。
[0011]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述脱醇型交联剂包括甲基三甲氧基硅烷、
正硅酸乙酯中的至少一种。
[0012]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述硅烷偶联剂包括选自KH550、KH560中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述催化剂包括选自二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡中的至少一种。
[0014]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述复合导热填料A中，陶瓷填料与银纳米粒子的质量比为1：(0.2～0.5)。
[0015]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述陶瓷填料包括选自碳化硅晶须、六方氮化硼、氮化铝中的至少一种。
[0016]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述复合导热填料B中，导热绝缘填料与二氧化硅纳米粒子的质量比为1：(0.5～1)。
[0017]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述导热绝缘填料包括选自氧化石墨烯、氮化硼中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的第二个方面，提出了一种所述导热室温硫化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：将α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷、脱醇型交联剂、硅烷偶联剂、复合导热填料A和复合导热填料B混合均匀，再加入催化剂，固化后制得导热室温硫化硅橡胶。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述复合导热填料A的制备方法包括：将陶瓷填料分散在N,N
‑
二甲基甲酰胺中，超声后加入硝酸银溶液，搅拌后静置，过滤制得所述复合导热填料A。本专利技术复合导热填料A中，N,N
‑
二甲基甲酰胺既充当溶剂又充当还原剂，N,N
‑
二甲基甲酰胺特殊的表面能可以克服超声
‑
溶剂热过程中陶瓷填料之间的弱范德华力，使陶瓷填料在N,N
‑
二甲基甲酰胺中剥离并分散均匀，且N,N
‑
二甲基甲酰胺的弱还原作用使得陶瓷填料表面附着银纳米粒子得到复合导热填料A。
[0020]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述超声的时间为24h～48h。
[0021]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述搅拌在60℃～80℃下进行，时间为60min～80min。
[0022]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述静置的时间为24h～48h。
[0023]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述复合导热填料A的制备方法还包括对过滤所得产物进行纯化处理，所述纯化处理包括将洗涤和干燥的步骤，所述洗涤分别采用乙醇和丙酮进行；所述干燥在60℃～80℃下进行。
[0024]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述复合导热填料B的制备方法包括：导热绝缘填料分散在溶剂中，超声后调节pH至10～12，再超声处理，加入硅源，过滤后制得复合导热填料B。
[0025]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述复合导热填料B的制备方法包括：导热绝缘填料分散在溶剂中，超声120min～240min后调节pH至10～12，再超声处理1～2h，加入硅源，过滤后制得复合导热填料B。
[0026]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述硅源包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯的至少一种。
[0027]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述复合导热填料B的制备方法还包括将过滤产物在真空条件60℃～80℃下干燥的步骤。
[0028]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述固化在20℃～30℃下进行，时间为180min～240min。
[0029]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述固化在湿度为50％～60％的环境中进行。
[0030]根据本专利技术的第三个方面，提出了一种所述导热室温硫化硅橡胶在制备导热硅橡胶片或微电子器件中的应用。
[0031]本专利技术的有益效果为：
[0032]1.本专利技术的导热室温硫化硅橡胶具有力学性能优异、绝缘性能好且导热系数高等优点，且不需要高温高压下即可固化成型，制备成本低，工艺简单环保，该导热绝缘室温硫化硅橡胶材料可以为微电子设备散热领域提供新思路。
[0033]2.本专利技术的导热室温硫化硅橡胶中α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷与脱醇型交联剂在催化剂作用下发生缩合反应，为硅橡胶提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热室温硫化硅橡胶，其特征在于：以质量百分比计，其原料组成包括：α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷100份；脱醇型交联剂20份～40份；硅烷偶联剂1份～3份；复合导热填料A5份～40份；复合导热填料B 5份～40份；催化剂1份～3份；所述复合导热填料A为表面负载有银纳米粒子的陶瓷填料；所述复合导热填料B为表面负载有二氧化硅纳米粒子的导热绝缘填料。2.根据权利要求1所述的导热室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述复合导热填料A中，陶瓷填料与银纳米粒子的质量比为1：(0.2～0.5)。3.根据权利要求1所述的导热室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述复合导热填料B中，导热绝缘填料与二氧化硅纳米粒子的质量比为1：(0.5～1)。4.根据权利要求1所述的导热室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为2000mPa
·
s～5000mPa
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s。5.根据权利要求1所述的导热室温硫化硅橡胶，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹贤武，李春浓，张娜红，童益彰，何光建，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：