一种有机硅导热组合物、制备方法及其用途技术

本申请涉及热界面材料技术领域，具体公开一种有机硅导热组合物、制备方法及其用途，所述有机硅导热组合物包括乙烯基硅油、含氢硅油、导热填料和由式(1)表示的导热填料表面处理剂；其中，A为

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅导热组合物、制备方法及其用途


[0001]本申请涉及热界面材料
，具体公开一种有机硅导热组合物、制备方法及其用途。

技术介绍

[0002]热界面材料在电子元件散热领域应用广泛，它可填充于电子元件与散热器之间以驱逐其中的空气，使电子元件产生的热量能更快速地通过热界面材料传递到散热器，达到降低工作温度、延长使用寿命的重要作用。
[0003]随着芯片的集成度不断提高和功率密度不断增大，芯片工作时产生的热量越来越多，热点温度不断攀升。180nm制程的芯片功率密度约70W/cm2，热点温度为125℃，而3nm制程的芯片功率密度和热点温度则分别上升至300W/cm2和250℃。以芯片为代表的电子元器件的寿命，被认为符合Arrhenius反应速率经验公式，即温度每升高10℃，元器件寿命降低一半，即“十度法则”。因此热管理是电子产品设计过程中需要考虑的重要内容。
[0004]近年来，电动化是汽车领域发展的主流方向。但相对传统燃油车，电动车在续航、补能速度(即充电速度)方面还存在一定短板。要提高续航里程，减少动力电池重量并提高能量密度是相关企业技术改进和创新的重要方向。要提高补能速度，充电电流或电压势必要提高，但是会带来新的发热问题。动力电池热管理策略和技术如果与上述趋势不配套，将带来极大安全隐患，危及驾乘者生命。
[0005]选择恰当的热界面材料，是电子产品、大功率LED照明、动力电池等领域热管理策略的最重要的工作之一。其中，导热有机硅复合材料是热界面材料研究的热点之一，是指液态有机硅材料复合氧化铝、氮化铝、氮化硼等导热填料制备的导热组合物，因其在耐温、绝缘、成本等方面的突出优点而一直备受青睐，并得以广泛使用。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，而复合导热填料后，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，可实现较高的导热率。因此填料的填充率越高，形成的导热通路越多，导热组合物的导热率越高。
[0006]但是，填充导热填料的量增大会导致液态有机硅混合物的粘度上升，后续加工操作困难，并会影响目标产品机械强度。现有技术中最常用的方法，是使用表面处理剂对导热填料实施表面处理。但是现有导热组合物在添加处理剂后有的需要在加热条件下处理方能有明显的降粘效果，而且导致导热组合物的机械强度和耐老化性能不佳。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种可操作性高、导热性好、机械强度高的有机硅导热组合物。
[0008]本专利技术的目的之一是提供一种有机硅导热组合物，所述有机硅导热组合物包括以下组分的原料：
[0009]乙烯基硅油，含氢硅油，导热填料，和具有式(1)所示的导热填料表面处理剂；
[0010][0011]其中，A为
‑
R7C＝CH2，R7为H或任选取代的有机基团；
[0012]B为任选取代的C8～C
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的烷烃基；
[0013]X和Y独立地为A或B；
[0014]R1、R2、R3、R4、R5和R6均独立地为任选取代的甲基或乙基；
[0015]m和n为自然数，且m+n≥10。
[0016]X、Y一个为A，一个为B，则(m+1)：(n+1)为1/10～1/5；X，Y均为A，则(m+2)：n为1/10～1/5；X，Y均为B，则m：(n+2)为1/10～1/5。
[0017]X为A，R1、R2和R3相同；X为B，R1、R2和R4相同；Y为A，R5、R6和R3相同；Y为B，R5、R6和R4相同。
[0018]所述的有机硅导热组合物，包括以下重量份的各原料：乙烯基硅油100份，含氢硅油1～20份，导热填料100～2500份，和由式(1)所示的导热填料表面处理剂2～50份。
[0019]优选地，还包括抑制剂，以乙烯基硅油的重量为100份计，所述抑制剂为0.01～1重量份。
[0020]优选地，还包括铂金催化剂，所述铂金催化剂中铂元素的重量为有机硅导热组合物总重量的3～20ppm。
[0021]所述乙烯基硅油为具有如式(2)所示的C
‑
1、C
‑
2或C
‑
3结构的化合物中的一种或几种；
[0022][0023]优选地，所述乙烯基硅油的粘度为100～20000MPa
·
S。
[0024]所述含氢硅油为具有如式(3)所示的D
‑
1、D
‑
2或D
‑
3结构的化合物中的一种或几种；
[0025][0026]优选地，所述含氢硅油的含氢量为0.05％～1.0％，优选含氢量为0.1～0.5％。
[0027]所述导热填料为氧化铝、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氮化铝、二氧化硅或碳化硅中的一种或几种。
[0028]优选地，所述导热填料的形状为球形和/或非球形，优选为球形。
[0029]优选地，所述导热填料的平均粒径为0.1～120μm。
[0030]所述导热填料包括第一导热填料或第二导热填料中的一种或两种；
[0031]优选地，所述第一导热填料为平均粒径为90μm、10μm和1μm的球形氧化铝，优选为质量比为1：2：4的平均粒径为90μm、10μm和1μm的球形氧化铝。
[0032]优选地，所述第二导热填料为平均粒径为100μm、7μm的球形氧化铝和1μm的球形氮化铝的混合物，优选为质量比为1：3：5的平均粒径为100μm、7μm的球形氧化铝和1μm的球形氮化铝的混合物。
[0033]所述铂金催化剂包括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种的一种或几种，优选为Karstedt催化剂。
[0034]优选地，所述抑制剂包括炔醇类抑制剂，富马酸酯、马来酸酯类抑制剂，丁炔二酸酯类抑制剂，卡宾类抑制剂或亚磷酸酯类抑制剂中的一种或几种，优选为炔醇类抑制剂，进一步优选为乙炔环己醇。
[0035]本专利技术的目的之二是提供一种有机硅导热组合物的制备方法，将乙烯基硅油，含氢硅油，导热填料，具有式(1)所示的导热填料表面处理剂，任选的抑制剂和任选的铂金催化剂混匀。
[0036]优选地，先将乙烯基硅油、含氢硅油和导热填料表面处理剂混匀后，加入导热填料、任选的抑制剂和任选的铂金催化剂，混匀。
[0037]优选地，还可将所述有机硅导热组合物拆分为含有抑制剂和含氢硅油的I组分和含有铂金催化剂的II组分。
[0038]本专利技术的目的之三是提供一种有机硅导热组合物的用途，所述有机硅导热组合物可应用于制备导热垫片和导热橡胶件。
[0039]本申请的有益效果包括：
[0040](1)本专利技术所述有机硅导热组合物，所使用的导热填料表面处理剂含有C8～C
18
的
烷烃基，C
a
～C
18<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅导热组合物，包括以下组分的原料：乙烯基硅油，含氢硅油，导热填料，和具有式(1)所示的导热填料表面处理剂；其中，A为
‑
R7C＝CH2，R7为H或任选取代的有机基团；B为任选取代的C8～C
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的烷烃基；X和Y独立地为A或B；R1、R2、R3、R4、R5和R6均独立地为任选取代的甲基或乙基；m和n为自然数，且m+n≥10；X、Y一个为A，一个为B，则(m+1):(n+1)为1/10～1/5；X，Y均为A，则(m+2):n为1/10～1/5；X，Y均为B，则m:(n+2)为1/10～1/5；X为A，R1、R2和R3相同；X为B，R1、R2和R4相同；Y为A，R5、R6和R3相同；Y为B，R5、R6和R4相同。2.根据权利要求1所述的有机硅导热组合物，其特征在于：包括以下重量份的各原料：乙烯基硅油100份，含氢硅油1～20份，导热填料100～2500份，和由式(1)所示的导热填料表面处理剂2～50份；优选地，还包括抑制剂，以乙烯基硅油的重量为100份计，所述抑制剂为0.01～1重量份；优选地，还包括铂金催化剂，所述铂金催化剂中铂元素的重量为有机硅导热组合物总重量的3～20ppm。3.根据权利要求1所述的有机硅导热组合物，其特征在于：所述乙烯基硅油为具有如式(2)所示的C
‑
1、C
‑
2或C
‑
3结构的化合物中的一种或几种；优选地，所述乙烯基硅油的粘度为100～20000MPa
·
S。4.根据权利要求1所述的有机硅导热组合物，其特征在于：
所述含氢硅油为具有如式(3)所示的D
‑
1、D
‑
2或D
‑
3结构的化合物中的一种或几种；优选地，所述含氢硅油的含氢量为0.05％～1.0％，优选含氢量为0.1～0.5％。5.根...

【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：