CN103045158A - 一种无卤高阻燃性加成型导热硅橡胶胶粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种无卤高阻燃性加成型导热硅橡胶胶粘剂，按重量份数由以下组分组成：A包含链烯基的有机聚硅氧烷5-40份，B聚有机硅氧烷0-5份，C聚含氢硅氧烷1.0-5.0份，D导热填料50-90份，E无机阻燃剂0-20份，F催化剂0.5-10份，G抑制剂0.01-0.3份，H防老剂、偶联剂和着色剂0-1.5份该硅橡胶胶粘剂的制备方法为通过螺杆挤出机直接混合成型固化或用搅拌釜等加工成双组份物料以便储存及使用。加工工艺对产品导热及阻燃性能不造成影响。在导热性能上与同类导热硅胶相当，但具有远高于同类产品的阻燃性能，能达到UL94标准V2以上直至V0的等级。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂，具体涉及一种具有无卤阻燃性的加成型硅橡胶胶粘剂。
背景技术
在电子仪器中，未有效散发的热量会导致仪器温度的上升，进而造成仪器效能的下降甚至发热器件的损坏。加成型导热硅橡胶作为热界面材料的一种，已取得广泛使用。该类材料兼具导热和粘接的性能，可满足实际需求。目前导热硅橡胶通过大量的导热填料的加入实现导热性能的提高，但不具备电子产品中需求的高阻燃性能要求。有机阻燃剂或无机阻燃剂的加入能够提高阻燃性能，但也会极大降低导热硅胶的导热性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高阻燃性导热硅橡胶组合物，可在不使用卤系阻燃剂的情况下达到高阻燃效果，同时保证硅胶材料的导热效果无显著下降。
为实现上述技术目的，本发明的具体技术方案是：
一种无卤高阻燃性加成型导热硅橡胶胶粘剂，所述硅橡胶胶粘剂按重量份数由以下组分组成：
A包含链烯基的有机聚硅氧烷 5-40份
B 聚有机硅氧烷 0-5份
C 聚含氢硅氧烷 1.0-5.0份
D 导热填料 50-90份
E 无机阻燃剂 0-20份
F 催化剂 0.5-10份
G 抑制剂 0.01-0.3份
H 其它添加剂 0-1.5份
所述包含链烯基的有机聚硅氧烷为每分子平均含有至少两个具有2-4个碳原子的链烯键和具有0.01-30000Pa·s粘度的环状、线性或支化有机聚硅氧烷。
所述聚有机硅氧烷的通式表示为R1 aSiO(4-a)/2，R1代表具有1～18个碳原子的饱和或不饱和烃基的一种或数种基团，a为1.8≤a≤2.2的正数；所述基团为甲基、乙基、丙基、癸基、十二烷基、十八烷基的烷基基团、苯基、甲苯基的芳基基团和环己基、环戊基的环烷基基团，所述聚有机硅氧烷25℃的运动粘度为30～10000mPa·s。
所述聚有机硅氧烷的所述基团优选为甲基、苯基和长链烷基基团。所述a优选为1.9～2.2的正数。
所述聚含氢硅氧烷为每分子平均至少两个SiH基团，具有0.01-5Pa·s粘度的环状、线性或支化有机基含氢聚硅氧烷；在特殊应用条件下SiH基团为二烷基甲硅氧基。在胶粘剂配方中所述SiH基团与Si相连的链烯基摩尔比率在1.5至4.5之间。
所述导热填料为具有导热系数大于10W/m·K的铝粉、铜粉、镍粉、金粉、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化硅、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、金刚石、石墨、碳纤维、富勒烯的一种或数种混合使用的粉末或颗粒状材料，粒径度在0.1～100微米之间.
所述导热填料采用多种粒径依照一定的比率复配提高填充率；所述导热填料为球形氧化铝或无定形氧化铝、氧化锌、氮化硼；粒径为0.1～10微米的导热填料用量占导热填料和无机阻燃剂总量的70%～100%。
所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁及两者的水合物，所述无机阻燃剂表面使用偶联剂处理，粒径在0.1～20微米之间；
所述催化剂为Pt配合物或能催化乙烯基加氢反应的Ru配合物，所述Pt配合物以链烯基硅氧烷为配体，所述链烯基硅氧烷为包括1，3-二乙烯基四甲二硅氧烷或1，3，5，7--四乙烯基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷的配合物；所述催化剂用量为1-1000ppm。
所述抑制剂为包括1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1-乙炔基环己醇和2-甲基丁炔醇的炔醇和乙烯基硅氧烷。
所述其它添加剂为防老剂、偶联剂和着色剂，其它添加剂为提高硅橡胶性能而使用的助剂，通常以不影响本发明产品的性能为前提。
本发明的硅橡胶胶混合物的制备方法为可根据需求通过螺杆挤出机直接混合成型固化或用搅拌釜等加工成双组份物料以便储存及使用。加工工艺对产品导热及阻燃性能不造成影响。
本发明的导热硅胶在导热性能上与同类导热硅胶相当，但具有远高于同类产品的阻燃性能，能达到UL94标准V2以上直至V0的等级。现有的同类产品通常阻燃性能不高于UL94标准的V2等级。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例
使用以下类型的原料制备导热硅橡胶混合物：
A1 端乙烯基甲基硅油200cps
A2 端乙烯基甲基苯基硅油 500cps
B1 甲基硅油100cps
C1 含氢量0.25%的含氢硅油
C2 含氢量0.8%的含氢硅油
D1 球形氧化铝8μm
D2 氮化硼3μm
D3 无定形氧化铝5μm
E1 表面处理氢氧化铝14μm
E2 表面处理氢氧化镁2500目
F1 铂催化剂2000ppm
G1 1-乙炔基环己醇
H1 碳黑
H2 偶联剂A-156
采用上述原料制备的导热硅橡胶混合物的具体组成和性能如表1.
表1
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无卤高阻燃性加成型导热硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述硅橡胶胶粘剂按重量份数由以下组分组成：
A包含链烯基的有机聚硅氧烷 5-40份
B 聚有机硅氧烷 0-5份
C 聚含氢硅氧烷 1.0-5.0份
D 导热填料 50-90份
E 无机阻燃剂 0-20份
F 催化剂 0.5-10份
G 抑制剂 0.01-0.3份
H 防老剂、偶联剂和着色剂 0-1.5份 。
2.根据权利要求1所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述包含链烯基的有机聚硅氧烷为每分子平均含有至少两个具有2-4个碳原子的链烯键和具有0.01-30000Pa·s粘度的环状、线性或支化有机聚硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述聚有机硅氧烷的通式表示为R1 aSiO(4-a)/2，R1代表具有1～18个碳原子的饱和或不饱和烃基的一种或数种基团，a为1.8≤a≤2.2的正数；所述基团为甲基、乙基、丙基、癸基、十二烷基、十八烷基的烷基基团、苯基、甲苯基的芳基基团和环己基、环戊基的环烷基基团，所述聚有机硅氧烷25℃的运动粘度为30～10000mPa·s。
4.根据权利要求3所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述聚有机硅氧烷的所述基团为甲基、苯基和长链烷基基团；所述a为1.9～2.2的正数。
5.根据权利要求4所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述聚含氢硅氧烷为每分子平均至少两个SiH基团，具有0.01-5Pa·s粘度的环状、线性或支化有机基含氢聚硅氧烷；在特殊应用条件下SiH基团为二烷基甲硅氧基，在胶粘剂配方中所述SiH基团与Si相连的链烯基摩尔比率在1.5至4.5之间。
6.根据权利要求5所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述导热填料为具有导热系数大于10W/m·K的铝粉、铜粉、镍粉、金粉、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化硅、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、金刚石、石墨、碳纤维、富勒烯的一种或数种混合使用的粉末或颗粒状材料，粒径度在0.1～100微米之间。
7.根据权利要求6所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述导热填料采用多种粒径依照一定的比率复配，以提高填充率；所述导热填料为球形氧化铝或无定形氧化铝、氧化锌、氮化硼；粒径为0.1～10微米的导热填料用量占导热填料和无机阻燃剂总量的70%～100%。
8.根据权利要求7所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁及两者的水合物，所述无机阻燃剂表面使用偶联剂处理，粒径在0.1～20微米之间。
9.根据权利要求8所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述催化剂为Pt配合物或能催化乙烯基加氢反应的Ru配合物，所述Pt配合物以链烯基硅氧烷为配体，所述链烯基硅氧烷为包括1，3-二乙烯基四甲二硅氧烷或1，3，5，7--四乙烯基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷的配合物；所述催化剂用量为1-1000ppm。
10.根据权利要求9所述的硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述抑制剂为包括1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷，1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1-乙炔基环己醇和2-甲基丁炔醇的炔醇和乙烯基硅氧烷。
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