一种导热硅氧烷组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种导热硅氧烷组合物，属于硅橡胶技术领域。包括：60

【技术实现步骤摘要】
一种导热硅氧烷组合物


[0001]本专利技术涉及一种导热硅氧烷组合物，属于硅橡胶


技术介绍

[0002]随着新能源电动汽车的普及，交、直流电源转换器的功率和锂电池组的装机容量不可避免的增加，因此，带来了更为棘手的散热问题。研究表明，电子元器件温度每升高10℃，其寿命降低50％，所以为了防止电子元器件局部热量积聚形成热点，需要热界面材料将积聚的热量迅速传递至外层散热片。为了适应电子设备复杂结构的散热需求，通常采用的热界面材料，如：导热垫片，然而当所需导热系数大于2W/m
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K时，传统的导热垫片类材料的界面热阻会显著的高于凝胶类材料，其中，导热凝胶由于其优异的施工性能和界面浸润性能，正逐渐成为热界面材料的主流。
[0003]导热凝胶通常采用点胶方式施加于散热位置，相对导热垫片，其更有利于自动化生产和效率提升。但随着导热系数的提升，硅凝胶中导热粉体填料的质量分数达90％以上，由此将造成导热凝胶的粘度急剧上升，点胶机很难挤出，而使得高导热系数凝胶难以使用。
[0004]于2017年05月31日公开了一种公开号为CN106751904A，名称为“一种导热有机硅凝胶及其制备方法”的专利文献，其中，具体公开：采用甲基三甲氧基硅烷处理的氧化铝和氮化硼制备了一种流动性好、导热系数在1W/m
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K的导热凝胶；但是该方法采用的是短链的乙烯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的一种或多种，硅氧烷基团不能完全覆盖氧化铝，只能满足于低添加量时的疏水处理，当导热填料填充份数较高时，无法有效降低组合物粘度。
[0005]于2019年05月10日公开了一种公开号为CN109735112A，名称为“加成型有机硅导热凝胶及其制备方法”的专利文献，其中 ，具体公开：采用二乙烯基四甲基二硅氮烷和四甲基二硅氮烷处理氧化铝粉体，制备了一种导热系数在1.6W/m
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K的导热硅凝胶，对比未处理的空白试样，经过表面处理的导热粉体填料的拉伸强度达到1.5MPa以上，断裂伸长率达到200%以上；但是该方法中所使用的二乙烯基四甲基二硅氮烷和四甲基二硅氮烷，通常应用于高比表面积的白炭黑处理使用，由于其水解后会产生大量的刺激性氨气，对设备的密闭要求更高，且表面处理过程中存在一定的爆炸风险性。
[0006]以及，于2013年05月15日公开了一种公开号为CN103102689A，名称为“一种高导热有机硅灌封胶组合物及其应用”的专利文献，其中，具体公开：含有乙烯基的短链硅烷偶联剂先耦合至氧化铝表面，再利用长链含氢硅油和乙烯基硅油进行硅氢加成反应，在氧化铝表面形成面积更大的有机硅薄层，在保证有机硅灌封胶低粘度下，导热系数达到2.2W/m
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K；但是该方法填料表面处理工艺复杂，需要分两次处理填料表面，同时由于硅氢加成的随机化，反应过程中存在乙烯基硅油和含氢硅油交联成凝胶颗粒，未参与氧化铝接枝改性的问题，如果有机硅层完整交联后，则硅氧烷分子链的内旋作用有限，无法达到降低组合物粘度的目的。
[0007]综上，利用表面处理能够在一定程度上增加导热粉体材料与聚有机硅氧烷材料的
相容性，降低了组合物的粘度，提高了导热粉体材料的有效填充量，但仍存在一些不足：一、小分子的烷氧基硅烷处理剂，易挥发，有机链段数量少，表面处理效果有限；二、硅氮烷类硅烷偶联剂，会释放大量氨气，存在爆炸风险；三、填料表面处理工艺复杂，残留硅氢及硅乙烯基基团会显著影响组合物的交联结构。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在解决现有技术问题，而提出了一种导热硅氧烷组合物。在本技术方案中，利用湿法处理导热粉体，使粉体颗粒表面有机化，并将其与有机聚硅氧烷组合，形成一种具有良好的挤出、涂覆、高导热性的硅氧烷组合物，并能较好的适应于点胶机工作，以及满足导热的性能指标需求。
[0009]为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：一种导热硅氧烷组合物，以质量份数计，包括：60
‑
100份有机聚硅氧烷A、1
‑
40份有机聚硅氧烷B、100
‑
1500份导热粉体及0.1
‑
2份催化硅氢加成反应的催化剂Ⅰ，其中，所述有机聚硅氧烷A：每分子中含有至少两个可参与硅氢加成反应的烯基，不含有硅羟基及硅烷氧基；所述有机聚硅氧烷B：每分子中含有至少两个硅氢基，不含有羟基和烷氧基；所述导热粉体为经预处理后表面有机化的导热粉体。
[0010]在本导热硅氧烷组合物中，有机聚硅氧烷A、有机聚硅氧烷B在催化剂Ⅰ的作用下，基于室温或加热条件，通过调整氢/乙烯基的比例，制备出不同硬度的有机硅弹性体；相比未经过湿法表面处理的导热粉体，预处理后的导热粉体赋予了组合物更低的粘度和更高的导热性能。
[0011]进一步的，所述有机聚硅氧烷A中的端烯基为乙烯基、烯丙基、戊烯基或己烯基，有机聚硅氧烷A的硅氧烷侧链中的有机基团包括烷基类、芳基类及烯基，烷基类，如：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等；芳基类，如：如苯基、甲苯基等；烯基类，如：乙烯基、烯丙基、戊烯基、己烯基等。优选的，所述端烯基为乙烯基，硅氧烷侧链中的有机基团为甲基。
[0012]进一步的，所述有机聚硅氧烷A粘度为10
‑
10000mPa
·
s（25℃）。优选的，有机聚硅氧烷A粘度为50
‑
500mPa
·
s。当有机聚硅氧烷A的粘度靠近下限时，本硅氧烷组合物可获得极为优异的流动性能；当有机聚硅氧烷A的粘度靠近上限时，本硅氧烷组合物可获得更好的拉伸强度和断裂伸长率，因此，综合因素后，优选有机聚硅氧烷A粘度为50
‑
500mPa
·
s。
[0013]进一步的，所述有机聚硅氧烷B中的端基为甲基、乙烯基或氢基，有机聚硅氧烷B的硅氧烷侧链中的有机基团包括烷基类、芳基类及烯基类，烷基类，烷基类，如：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等；芳基类，如：如苯基、甲苯基等；烯基类，如：乙烯基、烯丙基、戊烯基、己烯基等。优选的，所述端基为甲基或氢基，硅氧烷侧链中的有机基团为甲基。
[0014]进一步的，所述有机聚硅氧烷B粘度为3
‑
300mPa
·
s（25℃）。优选的，有机聚硅氧烷B粘度为5
‑
50mPa
·
s。当有机聚硅氧烷B的粘度靠近下限时，本硅氧烷组合物可获得极为优异的流动性能；当有机聚硅氧烷B的粘度靠近上限时，本硅氧烷组合物可获得更高的硬度，因此，综合因素后，优选有机聚硅氧烷B粘度为5
‑
50mPa
·
s。
[0015]进一步的，所述有机聚硅氧烷B中的氢基与有机聚硅氧烷A中的乙烯基之间的摩尔
比为0.3
‑
5：1。优选的，所述有机聚硅氧烷B中的氢基与有机聚硅氧烷A中的乙烯基之间的摩尔比为0.5
‑
3：1。其中，当有机聚硅氧烷B的含量靠近下限时，本硅氧烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热硅氧烷组合物，其特征在于，以质量份数计，包括：60
‑
100份有机聚硅氧烷A、1
‑
40份有机聚硅氧烷B、100
‑
1500份导热粉体及0.1
‑
2份用于催化硅氢加成反应的催化剂Ⅰ，其中，所述有机聚硅氧烷A：每分子中含有至少两个可参与硅氢加成反应的烯基，不含有硅羟基及硅烷氧基；所述有机聚硅氧烷B：每分子中含有至少两个硅氢基，不含有羟基和烷氧基；所述导热粉体为经预处理后表面有机化的导热粉体。2.根据权利要求1所述的导热硅氧烷组合物，其特征在于，在所述有机聚硅氧烷A中，端烯基为乙烯基、烯丙基、戊烯基或己烯基，硅氧烷侧链中的有机基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苯基、甲苯基、乙烯基、烯丙基、戊烯基或己烯基。3.根据权利要求1或2的导热硅氧烷组合物，其特征在于，所述有机聚硅氧烷A粘度为50
‑
500mPa
·
s。4.根据权利要求2所述的导热硅氧烷组合物，其特征在于，在所述有机聚硅氧烷B中，端基为甲基、乙烯基或氢基，硅氧烷侧链中的有机基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苯基、甲苯基、乙烯基、烯丙基、戊烯基或己烯基。5.根据权利要求4所述的导热硅氧烷组合物，其特征在于，所述有机聚硅氧烷B粘度为5
‑
50mPa
·
s。6.根据权利要求5所述的导热硅氧烷组合物，其特征在于，所述有机聚硅氧烷B中的氢基与有机聚硅氧烷A中的乙烯基之间的摩尔比为0.5
‑
3：1。7.根据权利要求1所述的导热硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，向略，暴玉强，张叶琴，肖远春，
申请(专利权)人：中蓝晨光化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：