一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂及其制备方法技术

本申请提供一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂，包括以下重量份组分：乙烯基硅油100份；填料处理剂2～50份；导热填料100～2500份；含氢硅油1～20份；还包括铂金催化剂，其ppm浓度范围为1～30；导热填料处理剂包括以下摩尔质量份的组分：硅烷偶联剂组合物100份；炔醇5～10份；催化剂1～5份；水50～100份；硅烷偶联剂组合物由以下摩尔质量份的组分组成：第一硅烷偶联剂5～20份；第二硅烷偶联剂15～40份；第三硅烷偶联剂55～80份。本申请的单组分加成型有机硅导热胶粘剂在常温下储存期可达6个月，具有良好施工性能，气味低，固化过程无褶皱，与塑料、铝合金、玻璃、陶瓷等具有良好的附着力、粘接力。粘接力。

【技术实现步骤摘要】
一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂及其制备方法


[0001]本申请涉及胶粘剂
，尤其涉及一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品往小型化、多功能化方向发展，元器件发热日趋严重，散热设计变得尤其重要；众所周知5G基站能耗明显大于4G及3G基站，能耗中有相当一部分是发热损耗；电动汽车要取代传统汽车，势必要着力解决充电缓慢以及在各种工况下电池放热失控引起的爆燃、爆炸等风险。上述现实表明，热管理已然成为电子、电器、通信和交通运输领域最需要重视的内容之一。
[0003]使用导热材料，尤其是有机硅类型的导热材料，将热量从芯片等发热体传递到散热片或者外壳，以降低发热部件的温度，使设备在安全温度条件下工作，是常见的热管理策略之一。该领域重视有机硅类型材料，源自有机硅材料卓越的耐高低温性能，常规品种可以在
‑
50～200℃长期使用，特殊品种可以在
‑
90～300℃范围长期使用，有效涵盖了大部分常规设备中发热点的工作温度。但有机硅材料本身导热性能较差，仅为0.2W/(m.k)左右，不能单独作为导热材料使用，需要复合导热率较高的导热粉体来实现导热功能。常规导热粉体包括氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氮化铝、氮化硼和各种金属微粉等，在对绝缘有要求的场合通常选择非金属类型的导热粉体(填料)。与有机硅材料(如硅油等)复合后，导热填料在以液态有机硅材料为连续相的体系内部形成导热通路，明显改善有机硅材料的导热效率。
[0004]有机硅复合热管理材料通常有导热垫片、导热硅脂、导热凝胶、导热灌封胶和导热胶粘剂几种形式。其中只有导热胶粘剂同时具有导热和粘接固定两大功能。然而，目前市售单组分加成型有机硅胶粘剂主要依靠冷藏或冷冻保存，使用前需要回温，给这类产品的推广应用带来了困难。为此，本申请提出一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是针对以上问题，提供一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂，包括以下重量份组分：
[0007][0008]还包括铂金催化剂，所述铂金催化剂的ppm浓度范围为1～30；
[0009]其中，所述铂金催化剂中铂金的含量范围优选为在3～20ppm；所述铂金催化剂可
以为Karstedt催化剂、Speier催化剂、Ashby催化剂、Lamoreaux催化剂或胶囊类型铂金催化剂。
[0010]其中，所述导热填料处理剂包括以下摩尔质量份的组分：
[0011][0012]所述硅烷偶联剂组合物由以下摩尔质量份的组分组成：
[0013]第一硅烷偶联剂
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5～20份；
[0014]第二硅烷偶联剂
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15～40份；
[0015]第三硅烷偶联剂
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55～80份；
[0016]所述第一硅烷偶联剂的结构为：R
14
‑
(a+b)
R
2a
Si(OR3)
b
；
[0017]所述第二硅烷偶联剂的结构为：R
44
‑
(c+d)
R
5c
Si(OR6)
d
；
[0018]所述第三硅烷偶联剂的结构为：R
74
‑
(e+f)
R
8e
Si(OR9)
f
；
[0019]其中，R1为含有乙烯基的基团；R4为含有环氧基的基团；R7为含有8～20个C的直链烷烃基；R2、R5、R8分别为含有1～4个C的烷基，例如甲基、乙基、丙基和丁基，最好是甲基，R2、R5和R8不必相同；考虑到最终用途为电子等领域，R3、R6、R9分别为含有1～2个C的烷基，即为甲基或乙基，或烷氧基取代烷基，例如但不限于甲氧基乙基；a、c、e分别为0或1，但不必相同，b、d、f分别为2或3，但不必相同，并且满足如下条件：a+b＝2或3；c+d＝2或3；e+f＝2或3，上述三个加式的和不必相同；
[0020]炔醇为分子内同时具有炔基和羟基的化合物，其表达方式为：
[0021][0022]根据本申请某些实施例提供的技术方案，单组分加成型有机硅导热胶粘剂，还包括以下重量份组分：
[0023]补强填料1～5份；
[0024]所述补强填料采用气相二氧化硅；可选的气相二氧化硅比表面积100～400m2/g，气相二氧化硅可以亲水或进行过疏水处理，优选的，选择进行过疏水处理的型号。
[0025]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述乙烯基硅油包括以下三种当中的任意一种、任意两种或三种：
[0026]1)以乙烯基二甲基硅氧基封端，分子其他部分不再含有不饱和碳碳键的聚二甲基硅氧烷，即端乙烯基硅油；
[0027]2)以三甲基硅氧基封端，分子链中间不少于2个乙烯基的聚二甲基硅氧烷，即侧乙烯基硅油；
[0028]3)以乙烯基二甲基硅氧基封端，分子链中间有不少于1个乙烯基的聚二甲基硅氧烷，即端侧乙烯基硅油；
[0029]所述乙烯基硅油的粘度为100～65000mPa。
[0030]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述含氢硅油包括以下三种当中的任意一种、任意两种或三种：
[0031]1)以二甲基硅氧基封端，分子其他部分不再含有Si
‑
H结构的聚二甲基硅氧烷，即端氢硅油；
[0032]2)以三甲基硅氧基封端，分子链中间有不少于2个Si
‑
H的聚二甲基硅氧烷，即侧氢硅油；
[0033]3)以二甲基硅氧基封端，分子链中间有不少于1个Si
‑
H的聚二甲基硅氧烷，即端侧氢硅油；
[0034]所述含氢硅油的含氢量为0.05％～1.0％，较优地，含氢量为0.4～0.8％。
[0035]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述导热填料包括氧化铝、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氮化铝、二氧化硅、碳化硅中的任意一种、任意两种或多种的混合；所述导热填料可以为球形或非球形填料；导热填料的平均粒径在0.1～120μm。
[0036]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一硅烷偶联剂为：乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种、任意两种或多种的混合。考虑到成本因素，优选乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
[0037]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第二硅烷偶联剂为：γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单组分加成型有机硅导热胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份组分：还包括铂金催化剂，所述铂金催化剂的ppm浓度范围为1～30；其中，所述导热填料处理剂包括以下摩尔质量份的组分：所述硅烷偶联剂组合物由以下摩尔质量份的组分组成：第一硅烷偶联剂
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5～20份；第二硅烷偶联剂
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15～40份；第三硅烷偶联剂
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55～80份；所述第一硅烷偶联剂的结构为：R
14
‑
(a+b)
R
2a
Si(OR3)
b
；所述第二硅烷偶联剂的结构为：R
44
‑
(c+d)
R
5c
Si(OR6)
d
；所述第三硅烷偶联剂的结构为：R
74
‑
(e+f)
R
8e
Si(OR9)
f
；其中，R1为含有乙烯基的基团；R4为含有环氧基的基团；R7为含有8～20个C的直链烷烃基；R2、R5、R8分别为含有1～4个C的烷基；R3、R6、R9分别为含有1～2个C的烷基或烷氧基；a、c、e分别为0或1，b、d、f分别为2或3，并且满足如下条件：a+b＝2或3；c+d＝2或3；e+f＝2或3。2.根据权利要求1所述的单组分加成型有机硅导热胶粘剂，其特征在于，还包括以下重量份组分：补强填料
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1～5份；所述补强填料采用气相二氧化硅。3.根据权利要求1所述的单组分加成型有机硅导热胶粘剂，其特征在于，所述乙烯基硅油包括以下三种当中的任意一种、任意两种或三种：1)以乙烯基二甲基硅氧基封端，分子其他部分不再含有不饱和碳碳键的聚二甲基硅氧烷，即端乙烯基硅油；2)以三甲基硅氧基封端，分子链中间不少于2个乙烯基的聚二甲基硅氧烷，即侧乙烯基硅油；3)以乙烯基二甲基硅氧基封端，分子链中间有不少于1个乙烯基的聚二甲基硅氧烷，即端侧乙烯基硅油。4.根据权利要求1所述的单组分加成型有机硅导热胶粘剂，其特征在于，所述含氢硅油包括以下三种当中的任意一种、任意两种或三种：1)以二甲基硅氧基封端，分子其他部分不再含有Si
‑
H结构的聚二甲基硅氧烷，即端氢
硅油；2)以三甲基硅氧基封端，分子链中间有不少于2个Si
‑
H的聚二甲基硅氧烷，即侧氢硅油；3)以二甲基硅氧基封端，分子链...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄世明，阿地拉，徐凯，吴俊，高鹏，曹晓明，
申请(专利权)人：天津澳普林特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：