灌封用导热加成型有机硅组合物制造技术

本申请涉及一种灌封用导热加成型有机硅组合物，制备该有机硅组合物的方法以及由该有机硅组合物制得的制品。所述的有机硅组合物包含：A)至少一种每分子包含至少两个键接在硅原子上的乙烯基的聚硅氧烷；B)至少一种每分子具有至少一个键接在相同或不同硅原子上的氢原子的含氢聚硅氧烷，前提是该组分总共具有至少两个键接在相同或不同硅原子上的氢原子；C)至少一种铂族金属的催化剂；以及D)导热填料，所述导热填料的颗粒用乙烯基三烷氧基硅烷的低聚物或水解物处理并且其D50粒径范围为0.5

【技术实现步骤摘要】
灌封用导热加成型有机硅组合物


[0001]本申请涉及一种灌封用导热加成型有机硅组合物，制备该有机硅组合物的方法以及由该有机硅组合物制得的制品。本专利技术的有机硅组合物可以用于新能源领域。

技术介绍

[0002]随着全球新能源领域的快速发展，对诸如电池电源或电子设备等装置的功率的改善和尺寸的缩小提出了越来越高的要求。然而，功率的提高和尺寸缩小会导致必需消散的热量显著增加。据统计，超过50％的电子故障是由散热问题引起的。为了让不同的零件都能工作在合适的温度下，以保障它们的功能安全和使用寿命，散热管理成为新能源领域的所有电子设备、电源模块、能源存储等的装置的一个关键问题。
[0003]导热的加成型有机硅灌封胶已经用于新能源领域的散热管理。它能深层灌封并且固化过程中没有低分子物质产生，收缩率极低，同时还可以加热快速固化。导热的有机硅灌封胶可以通过快速散热、保护易碎部件和减少应力来提高大功率设备的热管理性能。
[0004]但是，在使用这种有机硅灌封胶的情况下一个常见问题是，随着体系中导热填料填充率增加，虽然导热率会显著提升，但体系粘度升高，触变指数增加，导致流动性变差。同时，由于导热填料的密度大于硅油本身的密度，所以随着导热填料填充率增加，粉体在长期存放下易发生沉降和底部结块，导致无法使用等问题。
[0005]因此，现有技术中对于这种有机硅灌封胶持续存在着改善其导热率，但同时保持良好的流动性和触变性的要求。

技术实现思路

[0006]因此，本申请的第一方面涉及一种用于灌封的导热加成型有机硅组合物，其包含：
[0007]A)至少一种每分子包含至少两个键接在硅原子上的乙烯基的聚硅氧烷；
[0008]B)至少一种每分子具有至少一个键接在相同或不同硅原子上的氢原子的含氢聚硅氧烷，前提是该组分总共具有至少两个键接在相同或不同硅原子上的氢原子；
[0009]C)至少一种铂族金属的催化剂；以及
[0010]D)导热填料，所述导热填料的颗粒用乙烯基三烷氧基硅烷的低聚物或水解物处理并且其D50粒径范围为0.5
‑
50微米，优选1
‑
40微米，例如5
‑
30微米。
[0011]本申请的专利技术人已经发现，通过对导热填料进行特殊的改性并对其粒径进行筛选和复配，就能够使得添加该组分的加成型有机硅灌封组合物同时具备改善的导热率和保持优良的流动能力。例如，这样的灌封胶组合物的导热率可以达到0.6W/m
·
K
‑
2.0W/m
·
K，同时触变指数为1.0
‑
1.5，从而具有良好的流动性。
[0012]此外，根据本专利技术的一个优选实施方式还可以添加组分E)抗沉降剂，其包含用至少一种每分子包含至少两个键接在硅原子上的乙烯基的聚硅氧烷和硅氮烷化合物处理的白炭黑。
[0013]已经发现，在添加了该抗沉降剂的情况下，本专利技术制备的用于灌封的有机硅组合
物还能进一步具有优异的储存稳定性，其在长期存放(例如≥6个月)之后抗沉降性能优异且底部不结块，因此能够赋予材料固化后优异的电绝缘性、阻燃性和力学性能等综合性能。
[0014]因此，根据本专利技术的导热加成型有机硅组合物特别适用于风力发电电机系统、光伏储能系统、新能源汽车电池模组、车载充电机等新能源领域热管理部件或电子元器件的导热灌封用途。
[0015]本申请的第二方面涉及一种产品，其包含由本专利技术的有机硅组合物形成的导热灌封胶。所述产品优选是风力发电电机系统、光伏储能系统、新能源汽车电池模组、车载充电机等新能源领域热管理部件或电子元器件。
[0016]本申请的第三方面涉及一种抗沉降剂，其包含用至少一种每分子包含至少两个键接在硅原子上的乙烯基的聚硅氧烷和硅氮烷化合物处理的白炭黑。
[0017]本申请的第四个方面涉及上述导热填料和抗沉降剂在用于灌封的导热有机硅组合物中的用途，用于改善灌封胶的导热率、触变性、流动能力和/或储存稳定性。
[0018]在本申请中的组分A)是含乙烯基的聚硅氧烷，所述的乙烯基可以在该聚硅氧烷主链上的任何位置，例如在分子链的末端或者中间或者两端与中间。
[0019]优选地，所述含乙烯基的聚硅氧烷包含：
[0020](i)式(I
‑
1)的甲硅烷氧基单元
[0021]R
1a
Z
b
SiO
[4
‑
(a+b)]/2
ꢀꢀꢀꢀ
(I
‑
1)
[0022]其中
[0023]R1表示C2‑
12
、优选C2‑6的烯基，最优选是乙烯基或烯丙基，
[0024]Z可以相同或不同地表示具有1至30个、优选1至12个碳原子的单价烃基，其优选选自C1‑8的烷基，包括任选地被至少一个卤素原子取代的烷基，以及还优选选自芳基、特别是C6‑
20
的芳基，
[0025]a是1或2，b是0、1或2并且a+b的总和为1、2或3，
[0026]和(ii)任选地式(I
‑
2)的其他甲硅烷氧基单元
[0027][0028]其中
[0029]Z具有如上所述的含义并且c是0、1、2或3。
[0030]在一个优选的实施方式中，Z可以选自甲基、乙基、丙基、3,3,3
‑
三氟丙基基团、苯基、二甲苯基和甲苯基等。优选的，至少60mol％(或者以数量计)的基团Z是甲基。
[0031]适合本专利技术的优选的含乙烯基的聚硅氧烷可以具有至少等于50mPa
·
s和优选小于1200mPa
·
s的粘度，例如100
–
500mPa
·
s。它们也通常被称为乙烯基硅油。在本申请中，所有的粘度都涉及的是动态粘度数值并且可以例如以已知的方式在25℃下采用常用的设备例如TA流变仪测量。
[0032]此外优选该组分中乙烯基含量为0.1
‑
2wt％、更优选0.37wt
‑
1.2wt％。
[0033]含乙烯基的聚硅氧烷(a1)可以仅由式(I
‑
1)的单元形成或者也可以额外包含式(I
‑
2)的单元。所述的含乙烯基的聚硅氧烷可以是直链、分支或环状的。
[0034]式(I
‑
1)的甲硅烷氧基单元的实例是乙烯基二甲基甲硅烷氧基、乙烯基苯基甲基甲硅烷氧基、乙烯基甲基甲硅烷氧基和乙烯基甲硅烷氧基单元。
[0035]式(I
‑
2)的甲硅烷氧基单元的实例是SiO
4/2
单元，二甲基甲硅烷氧基、甲基苯基甲硅烷氧基、二苯基甲硅烷氧基、甲基甲硅烷氧基和苯基甲硅烷氧基。
[0036]所述含乙烯基的聚硅氧烷的实例包括直链或环状的化合物，如二甲基聚硅氧烷(具有二甲基乙烯基甲硅烷基端基)、(甲基乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于灌封的导热加成型有机硅组合物，其包含：A)至少一种每分子包含至少两个键接在硅原子上的乙烯基的聚硅氧烷；B)至少一种每分子具有至少一个键接在相同或不同硅原子上的氢原子的含氢聚硅氧烷，前提是该组分总共具有至少两个键接在相同或不同硅原子上的氢原子；C)至少一种铂族金属的催化剂；以及D)导热填料，所述导热填料的颗粒用乙烯基三烷氧基硅烷的低聚物或水解物处理并且其D50粒径范围为0.5
‑
50微米，优选1
‑
40微米，例如5
‑
30微米。2.根据权利要求1所述的有机硅组合物，其特征在于所述乙烯基三烷氧基硅烷的低聚物或水解物的乙烯基含量为8
‑
16wt％，粘度为5
‑
25mPa
·
s。3.根据权利要求1或2所述的有机硅组合物，其特征在于所述的导热填料本身包括但不限于：球形氧化铝、类球形氧化铝、角形氧化铝、氢氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁、氧化锌、球形二氧化硅、圆角结晶型硅微粉、结晶硅微粉等，优选为球形氧化铝、类球形氧化铝、球形二氧化硅、圆角结晶型硅微粉中的一种或多种。4.根据权利要求1至3任一项所述的有机硅组合物，其特征在于所述导热填料的总含量以组合物总重量计在65
‑
96wt％，优选70
‑
90wt％的范围内。5.根据权利要求1至4任一项所述的有机硅组合物，其特征在于基于导热填料的总体积计，D50粒径范围15微米以上的导热填料所占体积百分比为80
‑
95％，D50粒径范围6微米到小于15微米的导热填料所占体积百分比为5
‑
20％，D50粒径范围小于6微米的导热填料所占体积百分比为0
‑
2％。6.根据权利要求1至5任一项所述的有机硅组合物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷丽娟，郭鹏，申晶，
申请(专利权)人：江西蓝星星火有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：