一种高导热高强度的有机硅灌封胶及其制备方法技术

本申请涉及电子灌封胶的技术领域，具体公开了一种高导热高强度的有机硅灌封胶及其制备方法。有机硅灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为3.5

【技术实现步骤摘要】
一种高导热高强度的有机硅灌封胶及其制备方法


[0001]本申请涉及电子灌封胶的
，更具体地说，它涉及一种高导热高强度的有机硅灌封胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]电子元器件、大型集成电路板、LED等高科技领域的相关产品逐渐向高性能、高可靠性和小型化的目标转型，并且因该类电子产品的工作环境较为苛刻，因此必然的，对于电子灌封胶的要求也更高。
[0003]硅橡胶(即有机硅)因其可在较宽的温度范围内长期保持弹性，并且具有良好的电气性能和化学稳定性能，可作为电子电气组装件灌封的首选材料。但同时，有机硅材料还存在导热系数小的问题，导热系数仅仅为0.2W/(m
·
K)左右；当被灌装产品在使用时聚集的大量热量难以很快散发出去，从而严重影响被灌装产品的可靠性和寿命。目前惯用的方法是以填充导热材料的方式提高有机硅灌封胶的导热性能；常见的导热材料例如氧化铝、氮化硼、碳化硅晶须等。但是在填充导热材料的同时，还会带来一定的问题，例如，为实现较好的导热效果，一般情况下导热材料的填充量比较大，这将导致填充有大量导热材料的灌封胶粘度变大，流动性差，从而难以用做灌封胶。
[0004]因此研发一款既具有较高的导热系数，又具有较低粘度有机硅灌封胶是目前的主要研发方向。例如，公开号为CN 103131381 A的申请文件中通过选择不同粘度的乙烯基硅油以特定比例复配，以降低灌装胶的粘度；再例如，公开号为CN 105176484 A的申请文件中通过将微纳米级别的氮化铝、氧化铝和氮化硼以特殊比例复配，用于制备低粘度高导热的灌装胶。
[0005]以上灌装胶更多关注的还是其导热性能和粘度，但是，对于灌装交而言，由于其越来越严苛的应用条件，其力学强度也是越来越重要的性能指标。因此，提供一种高导热、高强度和低粘度的有机硅灌装胶是必要的。

技术实现思路

[0006]为了改善现有有机硅灌装胶的导热性能、强度和粘度，本申请提供一种高导热高强度的有机硅灌封胶及其制备方法。
[0007]第一方面，本申请提供一种高导热高强度的有机硅灌封胶，采用如下的技术方案：一种高导热高强度的有机硅灌封胶，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为3.5
‑
5.5:1；以所述A组分的重量为参考，所述A组分包括以下重量份的原料：基料100
‑
120份，含氢硅油0.2
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10份，交联抑制剂0.002
‑
0.01份；以所述B组分的重量为参考，所述B组分包括以下重量份的原料：基料100
‑
120份，铂催化剂0.1
‑
2份；以所述基料的重量为参考，所述基料包括以下重量份的原料：乙烯基聚二甲基硅
氧烷100
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120份，无机导热填料380
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500份，改性纤维素纳米晶须40
‑
50份；所述改性纤维素纳米晶须是将纤维素纳米晶须经包括接枝丙烯酰胺的步骤后得到。
[0008]在该基料中，改性纤维素纳米晶须因其纤维结构特性，当改性纤维素纳米晶须在基料中纵横交错分布时会形成交联结构；又因为纤维素纳米晶须本身具有优异的强度，因此综合作用下能够提高有机硅灌封胶的强度。
[0009]纤维素纳米晶须具有优异的强度、导热性能以及导电性能；但是研究发现，未经改性的改性纤维素纳米晶须和其他组分，例如无机导热填料的结合紧密度不佳，使其优异的性能难以发挥出来。将改性纤维素纳米晶须改性后，首先改善了纤维素纳米晶须对无机导热填料的吸附性，使得无机导热填料能够稳定负载在改性纤维素纳米晶须上，使得导热具有一定的方向性，最终表现为显著提高了有机硅灌封胶的强度和导热性。此外，改性纤维素纳米晶须的添加能够降低无机导热填料的添加量，从而实现降低有机硅灌封胶粘度的目的。
[0010]进一步可选的，基料中乙烯基聚二甲基硅氧烷可以是100份、105份、110份、115份或者120份；无机导热填料可以是380份、390份、400份、420份、440份、460份、480份或者500份；改性纤维素纳米晶须可以是40份、42份、44份、46份、48份或者50份。
[0011]进一步可选的，所述改性纤维素纳米晶须的制备方法包括以下步骤：A1、于含有所述纤维素纳米晶须的纤维素纳米晶须悬浮液中加入引发剂，混合均匀后加热引发，随后加入丙烯酰胺加热反应，得到纤维素纳米晶须接枝丙烯酸粗品；A2、将所述纤维素纳米晶须接枝丙烯酸粗品经水洗、除水后得到改性纤维素纳米晶须；所述纤维素纳米晶须和所述丙烯酰胺的重量比为1:0.3
‑
1.5。
[0012]通过采用上述技术方案，制备得到能够均匀分散在基料中并发挥稳定负载无机导热填料的作用；从而使得被灌封产品的热量能够及时快速疏散，显著提高其散热效果。此外改性纤维素纳米晶须的强度损失较小。
[0013]进一步可选的，所述纤维素纳米晶须和所述丙烯酰胺的重量比可以是1:0.3、1:0.5、1:0.7、1:0.9、1:1.1、1:1.3或1:1.5。
[0014]进一步可选的，A1中加热引发的温度为60
‑
70℃，引发时间为5
‑
10min；加热反应的温度为60
‑
70℃，反应时间为30
‑
90min。
[0015]进一步可选的，引发剂占纤维素纳米晶须5
‑
8wt％。
[0016]可选的，所述纳米纤维素晶须的宽度为5
‑
50nm，长度为50
‑
500nm。
[0017]可选的，所述基料采用包括以下步骤的方法制备得到：按照配比将乙烯基聚二甲基硅氧烷、无机导热填料和改性纤维素纳米晶须混合，在80
‑
90℃的温度下真空混合45
‑
80min，冷却后破碎，得到所述基料。
[0018]通过采用上述技术方案，使得基料中各原料能够充分混合均匀并实现无机导热填料在改性纤维素纳米晶须上的有效负载。
[0019]可选的，所述无机导热填料选自球形氧化铝、球形氧化铝和氮化铝混合物、球形氧化铝和氮化硼混合物中的任意一种。
[0020]通过采用上述技术方案，进一步优化无机导热填料的选择，以进一步提高有机硅灌封胶的导热效果。
[0021]进一步可选的，球形氧化铝和氮化铝混合物是球形氧化铝和氮化铝以8
‑
15:1的重量比混合得到；球形氧化铝和氮化硼混合物是球形氧化铝和氮化硼以5
‑
8:1的重量比混合得到。进一步可选的，球形氧化铝和氮化铝的重量比可以是8:1、10:1、12:1、13:1或者15:1；球形氧化铝和氮化硼的重量比可以是5:1、6:1、7:1或者8:1。
[0022]进一步可选的，所述球形氧化铝的粒径为10
‑
50μm，所述氮化铝的粒径为0.6
‑
0.8μm，所述氮化硼的粒径为0.1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热高强度的有机硅灌封胶，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为3.5
‑
5.5:1；以所述A组分的重量为参考，所述A组分包括以下重量份的原料：基料100
‑
120份，含氢硅油0.2
‑
10份，交联抑制剂0.002
‑
0.01份；以所述B组分的重量为参考，所述B组分包括以下重量份的原料：基料100
‑
120份，铂催化剂0.1
‑
2份；以所述基料的重量为参考，所述基料包括以下重量份的原料：乙烯基聚二甲基硅氧烷100
‑
120份，无机导热填料380
‑
500份，改性纤维素纳米晶须40
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50份；所述改性纤维素纳米晶须是将纤维素纳米晶须经包括接枝丙烯酰胺的步骤后得到。2.根据权利要求1所述的有机硅灌封胶，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶须的制备方法包括以下步骤：A1、于含有所述纤维素纳米晶须的纤维素纳米晶须悬浮液中加入引发剂，混合均匀后加热引发，随后加入丙烯酰胺加热反应，得到纤维素纳米晶须接枝丙烯酸粗品；A2、将所述纤维素纳米晶须接枝丙烯酸粗品经水洗、除水后得到改性纤维素纳米晶须；所述纤维素纳米晶须和所述丙烯酰胺的重量比为1:0.3
‑
1.5。3.根据权利要求2所述的有机硅灌封胶，其特征在于，A1中加热引发的温度为60
‑
70℃，引发时间为5
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10min；加热反应的温度为60
‑
70℃，反应时间为30

【专利技术属性】
技术研发人员：谢荣，郑柚田，陈如琴，
申请(专利权)人：深圳市盛康泰有机硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：