CN102618208B

CN102618208B - 一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶及其制备工艺

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Publication number: CN102618208B
Application number: CN201110031612.3A
Authority: CN
Inventors: 潘自鼎; 陆维机
Original assignee: Shenzhen Bailichun Viscose Industry Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Bailichun Viscose Industry Co Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: CN102618208A

Abstract

本发明属于一种新型有机硅电子灌封材料技术领域，具体的说，涉及一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶，尤其具有高导热、阻燃与绝缘于一体的电子灌封胶。本发明产品由A组分及B组分按质量比8～14∶1的配比制成；其中所述的A组分配比为：α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷50～100份；α、ω-烷氧基聚二甲基硅氧烷 0～200份；补强填料 2～300份；导热填料 0～500；无卤阻燃剂 20～300份；铂或铂络合物 0～50份；其中所述B组分配比为：端烷氧基聚二甲基硅氧烷 50～100份；硅烷交联剂： 50～100份；硅烷偶联剂： 1～50份；本发明具有一下优点：安全环保、阻燃和导热性能高、生产效率高等优点。

Description

一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶及其制备工艺

技术领域：

本发明属于一种新型有机硅电子灌封材料技术领域，具体的说，涉及一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶，尤其具有高导热、阻燃与绝缘于一体的电子灌封胶。

背景技术：

随着电子、电器元件、机械、轻工等领域的不断发展壮大，以及该领域对产品组件要求越来越轻质化、高性能化、高标准化，就需要灌封材料不但具有耐高温、绝缘、密封、防水低注环境的污染、消除应力等性能外，而且还要具备良好的导热性能和阻燃性能。

目前，国内在无卤阻燃导热灌封胶方面虽有一些研究报道，但多偏重在单一的阻燃或导热方面，没有很好的把阻燃、导热、绝缘性能集于一体。专利CN1760306介绍了一种电子级双组份缩合型室温固化硅橡胶，但没有阻燃和导热功能，不能满足大功率的电子元器件、大型采集电路板等灌封。中国专利CN101402798A、CN101735619A，分别介照了一种无卤阻燃导热室温固化硅橡胶及其制备方法。其固化机理皆为加成型的，催化剂与N、P等接触易中毒使胶不能硫化影响产品的储存期且导热率不高不能满足大功率电子元器件的灌封；加成型硅橡胶还存在粘结性差的缺点。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种无卤阻燃导热室温固化硅橡胶，其特点是，不但具有优良的阻燃性、高导热性能、优异的物理性能和电性能，而且环保安全、易于操作。

一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶，由A组分及B组分按质量比8～14∶1的配比制成；其中所述的A组分配比为：

α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷 50～100份；

α、ω-烷氧基聚二甲基硅氧烷 0～200份；

补强填料 2～300份；

导热填料 0～500；

无卤阻燃剂 20～300份；

铂或铂络合物 0～50份；

其中所述B组分配比为：

端烷氧基聚二甲基硅氧烷 50～100份；

硅烷交联剂： 50～100份；

硅烷偶联剂： 1～50份；

催化剂： 0.001～10份；

其中：

所述的α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷通式为HO(MeRSiO)_nH、通式中的R为Me、Et、Ph、CF₃CH₂CH₂或CNCH₂CH₂；n＝100～1000；

α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷：在25℃时粘度为1000～100000mPa.S；

所述的α、ω-烷氧基聚二甲基硅氧烷分子式为

其中R1为Me、Et、Ph或Vinyl，R2为Me、Et等，y＝1～3；粘度在10～20000mPa.s；

所述的补强材料为MQ树脂、白炭黑、硅微粉、滑石粉、硅藻土中至少一种；

所述的导热填料为平均粒径为2一20pm的三氧化二铝、氮化铝、硼化铝、碳化硅、氮化硅、氮化硼中的一种或两种以上的混合物；

所述的无卤阻燃剂为平均粒径为2一10pm的经偶联剂表面处理过的的氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌中一种或两种以上的混合物；

所述的硅烷交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚硅酸乙酯、正硅酸乙酯和正硅酸丙酯中至少一种；

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷至少一种；

所述的铂或铂络合物为铂黑、氯铂酸、氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物、氯铂酸-石蜡络合物；

所述的催化剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸异丙酯的乙酰乙酸乙酯螯合物、钛酸异丙酯的乙酰丙酮螯合物；二乙酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡、二辛酸二丁基锡、二丁基氧化锡、二月硅酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、氧化锡乙酰乙酸乙酯络合物至少一种。

所述的无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶制备工艺步骤为：

首先，将α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷和α、ω-烷氧基聚二甲基硅氧烷加入真空捏合机中混合均匀，然后分批加入补强填料、导热填料，搅拌均匀后，开始抽真空、升温，温度控制在60～160℃，真空度为0.04～0.1MPa，共混脱水1～10小时，制成基胶；

然后，将上述基胶移入高速混合机中，加入铂或铂络合物抽空搅拌20～60分钟，真空度为0.04～0.1MPa，制成A组分；

最后在室温下，将硅烷交联剂、硅烷偶联剂、催化剂和端烷氧基聚二甲基硅氧烷加入高速分散机中，抽空搅拌。真空度为0.04～0.1MPa，转速为50～1000rpm，搅拌时间为15～120分钟，制成B组分；

使用时，将A组分和B组分混合均匀即可。

制备方法与工艺：

首先，将α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷和α、ω-烷氧基聚二甲基硅氧烷加入真空捏合机中混合均匀，然后分批加入补强填料、导热填料，搅拌均匀后，开始抽真空、升温，温度控制在60～160℃，真空度为0.04～0.1MPa，共混脱水1～10小时，制成基胶。

然后，将上述基胶移入高速混合机中，加入铂或铂络合物抽空搅拌20～60分钟，真空度为0.04～0.1MPa，制成A组分。

在室温下，将硅烷交联剂、硅烷偶联剂、催化剂和端烷氧基聚二甲基硅氧烷加入高速分散机中，抽空搅拌。真空度为0.04～0.1MPa，转速为50～1000rpm，搅拌时间为15～120分钟，制成B组分。

使用时，将A组分和B组分混合均匀，在室温下固化成无卤阻燃导热硅橡胶，A组分和B组分的配比为8～14∶1，优选10∶1。

本发明具有一下优点：

(1)安全环保：

采用无机粉末和无卤阻燃剂作为导热阻燃填料，使产品固化后不会对环境造成污染、安全环保。固化过程脱出微量物质为醇类低分子，无腐蚀。

(2)阻燃和导热性能：

产品的导热性能优异，能够满足大功率电子元器件的要求。产品阻燃性能优异，能够达到UL94的V0级。

(3)硫化机理：

采用双组份缩合型的硫化机理，使产品在较短的时间内固化成弹性体，有利于施工提高生产效率。

具体实施方式：

以下是通过实施对本发明进行具体的描述，也是对本专利进一步的说明，不属于本发明的保护范围，该领域的熟练技术人员也可以根据上述的发明进行一些非本质上更改和调整。

实施列1：

首先将100份粘度为1500mPa.s的α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和50份粘度为50mPa.s的α、ω-二甲氧基甲硅基聚二甲基硅氧烷加入真空捏合机中混合均匀，然后分批加入甲基MQ树脂5份、氧化铝200份、氢氧化铝30份、硼酸锌10份，搅拌均匀后，开始抽真空、升温，温度控制在120～160℃，真空度为0.08～0.1MPa，共混脱水3小时，制成基胶；将上述基胶移入高速分散机中，加入0.8份铂-乙烯基硅氧烷络合物，真空度为0.08～0.1MPa，抽真空搅拌30分钟，制成A组分。

在室温下，将50份正硅酸乙酯、6份γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、3份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、1份二丁基二月桂酸锡和50份α、ω-二甲氧基甲硅基聚二甲基硅氧烷加入高速分散机中，抽空搅拌。真空度为0.04～0.1MPa，转速为50～1000rpm，搅拌时间为15～120分钟，制成B组分。

性能测试结果如表1所示。可以看出，灌封胶具有良好流动性能、力学性能、电性能、导热性能和阻燃性能。

比较实例1：

配方和工艺同实施例1，将A组分和B组分中的α、ω-二甲氧基甲硅基聚二甲基硅氧烷更换为粘度为50mPa.s的不含端烷氧基的二甲基硅油，即α、ω-甲基聚二甲基硅氧烷。

性能测试结果如表1所示。与实施例1相比，其拉伸强度和断裂伸长率都有所下降，因此，使用α、ω-二甲氧基甲硅基聚二甲基硅氧烷作为增塑剂具有一定补强效果。

实施列2：

配比和工艺同实施例1，A组分中的不添加铂-乙烯基硅氧烷络合物。

性能测试结果如表1所示。与实施例1相比，不添加铂或铂络合物，其阻燃性能下降至V1级。因此，添加少量的铂可以对阻燃性能有比较高的提升。

实施列3：

配比和工艺同实施例1，将200份氧化铝替换成200份碳化硅。

性能测试结果如表1所示。与实施例1相比，使用碳化硅代替氧化铝，其导热性能有一定的提高，导热系数从0.85W/m·K增加到0.91W/m·K。

实施例4：

配比和工艺同实施例1，将200份氧化铝替换成400份氮化铝。

性能测试结果如表1所示。可以看出，加入较大量具有较高导热系数的氮化铝后，灌封胶的导热性能得到了明显的提高，达到了1.32w/m·K，并且灌封胶仍保持了良好流动性能、力学性能、电性能和阻燃性能。

实施例的产品性能测试结果如表1：

Claims

1.一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶，其特征在于所述的无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶,由A组分及B组分按质量比8～14：1的配比制成；其中所述的A组分配比为：

其中：

所述的α、ω-二羟基聚二有机基硅氧烷通式为HO(MeRSiO)_nH、通式中的R为Me、Et、Ph、CF₃CH₂CH₂或CNCH₂CH₂；n=100～1000；

所述的α、ω-烷氧基聚二甲基硅氧烷分子式为

其中R1为Me、Et、Ph或Vinyl，R2为Me、Et，y=1～3；粘度在10～20000mPa.s；

所述的补强填料为MQ树脂、白炭黑、硅微粉、滑石粉、硅藻土中至少一种；

所述的导热填料为平均粒径为2一20μm的三氧化二铝、氮化铝、硼化铝、碳化硅、氮化硅、氮化硼中的一种或两种以上的混合物；

所述的无卤阻燃剂为平均粒径为2一10μm的经偶联剂表面处理过的的氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌中一种或两种以上的混合物；

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷至少一种；

所述的催化剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸异丙酯的乙酰乙酸乙酯螯合物、钛酸异丙酯的乙酰丙酮螯合物;二乙酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡、二辛酸二丁基锡、二丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、氧化锡乙酰乙酸乙酯络合物至少一种。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶，其特征在于所述的A组分和B组分质量比为10:1；

其中所述A组分配比为：

3.一种如权利要求1所述的无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶的制备工艺，其特征在于所述的工艺步骤为：

最后在室温下，将硅烷交联剂、硅烷偶联剂、催化剂和端烷氧基聚二甲基硅氧烷加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.04～0.1MPa，转速为50～1000rpm，搅拌时间为15～120分钟，制成B组分；

使用时，将A组分和B组分混合均匀即可。