一种双组分导热凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于导热凝胶领域，涉及一种双组分导热凝胶及其制备方法和应用，本发明专利技术的双组分导热凝胶包括A组分和B组分，所述A组分包含以重量份数计的如下组分：球形复配铜粉2000

【技术实现步骤摘要】
200
‑
1000份，双端乙烯基聚二甲基硅氧烷100份，增容剂 1
‑
20份，阻聚剂 0.1
‑
2份，端含氢硅油 1
‑
30份，侧含氢硅油 0.1
‑
10份，色母 1
‑
5份；所述B组分包含以重量份数计的如下组分：球形复配铜粉2000
‑
10000份，改性氮化硼纳米片200
‑
1000份，热致液晶聚硅氧烷 200
‑
1000份，双端乙烯基聚二甲基硅氧烷 100份，增容剂 1
‑
20份，催化剂 0.1
‑
4份，色母 1
‑
5份。
[0008]优选地，所述球形复配铜粉为至少3种不同粒径的球形铜粉复配而成，所述球形铜粉的粒径为50
‑
3000目。
[0009]优选地，所述改性氮化硼纳米片的平均粒径为100
‑
5000 nm，厚度小于100 nm。
[0010]进一步地，所述改性氮化硼纳米片的平均粒径为200
‑
1000 nm。
[0011]优选地，所述改性氮化硼纳米片的改性剂为KH570、KH560、KH550、十二烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
[0012]优选地，所述热致液晶聚硅氧烷具有如下所示的结构式：，其中，x+y=7，且x、y均为整数，其中R1、R2为腰接在硅氧交替主链上的介晶基元；所述热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度Tg为40
‑
70℃。
[0013]进一步地，液晶基元基础构型可以是棒状、盘状、碟型、香蕉型、V型等。
[0014]优选地，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为50
‑
500 mPa
·
s。
[0015]优选地，所述增容剂为硅烷偶联剂、硅烷酯类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
[0016]优选地，所述催化剂为抗中毒催化剂。
[0017]本专利技术还提供一种双组分导热凝胶的制备方法，所述A组分的制备方法包括如下步骤:S101、将所述重量份数的双端乙烯基聚二甲基硅氧烷和增容剂、阻聚剂、端含氢硅油、侧含氢硅油与色母混合均匀，得到油料预混物；S102、将所述重量份数的改性氮化硼纳米片、热致液晶聚硅氧烷和步骤S101中得到油料预混物在真空搅拌机中混合10
‑
60分钟，得到混合物；S103、将所述重量份数的球形复配铜粉加入至步骤S102中得到的混合物中进行高速搅拌，通过搅拌摩擦使料温升温到热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度以上，并保持高温地搅拌1
‑
3小时，搅拌均匀，装存，即得到所述A组分；所述装存的环境温度低于所述热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度至少5℃；所述B组分的制备方法包括如下步骤:S201、将所述重量份数的双端乙烯基聚二甲基硅氧烷和增容剂、催化剂、色母混合均匀，得到油料预混物；S202、将所述重量份数的改性氮化硼纳米片、热致液晶聚硅氧烷和步骤S201中得
到油料预混物在真空搅拌机中混合10
‑
60分钟，得到混合物；S203、将所述重量份数的球形复配铜粉加入至步骤S202中得到的混合物中进行高速搅拌，通过搅拌摩擦使料温升温到热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度以上，并保持高温地搅拌1
‑
3小时，搅拌均匀，装存，即得到所述B组分；所述装存的环境温度低于所述热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度至少5℃。
[0018]具体地，在S103与S203中，所述高速搅拌以60L双行星搅拌器为例，设置主转速为10
‑
500 rpm，分散转速为200
‑
2000 rpm。
[0019]本专利技术还提供一种双组分导热凝胶的应用，将所述A组分与所述B组分预热到超过所述的热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度5
‑
10℃，按照一定的比例混合之后铺设在热源和散热器之间。
[0020]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术利用多粒径球形铜粉复配的球形复配铜粉作为导热凝胶的导热填料，与热界面材料中常用的导热粉体（氧化铝、氧化锌、二氧化硅、氢氧化铝等）相比，使用球形铜粉（导热系数约400 W/m
·
k）制备导热凝胶可以获得更高的导热性能；相比于球形氮化硼、球形氮化铝、银纳米线等其他高导热填料，铜的导热系数更高，价格更低，具备成本优势；与石墨、氮化硼等二维高导热填料相比，球形铜粉的增黏效应很弱，有利于原料混合，提高填充量，从而有效提高导热性能，且有利于控制粘度和流变特性，便于导热凝胶（流体）的点胶，提高实用性；并且多粒径的球形铜粉复配填充效果好，实现最优堆积态，利于与高分子基体（硅橡胶基体）共同构建三维导热渗阈网络；2、本专利技术采用改性氮化硼纳米片作为辅助导热填料，一方面与球形铜粉形成多尺寸复配关系，有助于在导热凝胶中形成更多的导热通路，提高导热性能，另一方面，利用氮化硼纳米片的增黏效应和片层阻滞作用，有助于提高导热凝胶的抗沉降、抗滴落性能；3、本专利技术采用热致液晶聚硅氧烷使得导热凝胶在室温下处于非常粘稠的状态，从而显著缓解高密度填料引起的易沉降、易垂落等问题，提高实用性，热致液晶聚硅氧烷在温度变化时产生固态
‑
液晶态变化，改变导热凝胶中的固
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液比例，从而调节导热凝胶的流动性；本专利技术的导热凝胶固化成型后，发热元件传递热量到凝胶上，内含的温敏特性液晶聚硅氧烷受热后，呈液晶态或各向同性流态，液晶态的规整分子排列将促进热传递介质（声子）运动，利于提高导热率，并且给成型凝胶带来更好的柔性，增强了对元件/热沉的浸润与贴合，降低了界面热阻，协同强化了导热凝胶的散热能力；4、本专利技术双组分导热凝胶的制备方法流程简洁、工业实用价值高，在导热凝胶制备阶段的原料混合时，通过控制搅拌速度等混料条件，使料温高于热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度，粘度降低，流动性提高，使物料容易混合；在将导热凝胶的双组分分别装入容器时，采用保温措施使之处于流动性较高的状态，容易装填；在导热凝胶保存和运输时，环境温度低于热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度，使产品具备高的抗沉降能力；在使用时，先分别预热A组分与B组分，温度为超过热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度5
‑
10℃，此时的导热凝胶流动性较好，便于挤出、混合和点胶，点胶之后，导热凝胶的温度快速降低到热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度或以下，导热凝胶的粘稠度上升，从而具备优良的抗垂落能力。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的热致液晶聚硅氧烷在液晶态显示的偏光Grand
‑
jean织构照片；图2是本专利技术的导热凝胶点胶效果图；图3是本专利技术的导热凝胶固化后的扫描电镜图；图4是本专利技术的导热凝胶、普通导热凝胶和未添加热致液晶聚硅氧烷导热凝胶的抗垂流滑移效果对比图，其中，图4（a）是导热凝胶的抗垂流滑移效果图，图4（b）是普通导热凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双组分导热凝胶，其特征在于，该双组分导热凝胶包括A组分和B组分，所述A组分包含以重量份数计的如下组分：球形复配铜粉2000
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10000份，改性氮化硼纳米片200
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1000份，热致液晶聚硅氧烷 200
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1000份，双端乙烯基聚二甲基硅氧烷100份，增容剂 1
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20份，阻聚剂 0.1
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2份，端含氢硅油 1
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30份，侧含氢硅油 0.1
‑
10份，色母 1
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5份；所述B组分包含以重量份数计的如下组分：球形复配铜粉 2000
‑
10000份，改性氮化硼纳米片 200
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1000份，热致液晶聚硅氧烷 200
‑
1000份，双端乙烯基聚二甲基硅氧烷 100份，增容剂 1
‑
20份，催化剂 0.1
‑
4份，色母 1
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5份。2.根据权利要求1所述的一种双组分导热凝胶，其特征在于，所述球形复配铜粉为至少3种不同粒径的球形铜粉复配而成，所述球形铜粉的粒径为50
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3000目。3.根据权利要求1所述的一种双组分导热凝胶，其特征在于，所述改性氮化硼纳米片的平均粒径为100
‑
5000 nm，厚度小于100 nm。4.根据权利要求3所述的双组分导热凝胶，其特征在于，所述改性氮化硼纳米片的改性剂为KH570、KH560、KH550、十二烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种双组分导热凝胶，其特征在于，所述热致液晶聚硅氧烷具有如下所示的结构式：，其中，x+y=7，且x、y均为整数，其中R1、R2为腰接在硅氧交替主链上的介晶基元；所述热致液晶聚硅氧烷的玻璃化转变温度Tg为40
‑
70℃。6.根据权利要求1所述的一种双组分导热凝胶，其特征在于，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁立，张仲才，方志明，包晨露，刘建平，张高翔，付俊力，国鑫华，
申请(专利权)人：四川犀迈湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：