CN104356649A

CN104356649A - 一种高分子导热材料

Info

Publication number: CN104356649A
Application number: CN201410568419.7A
Authority: CN
Inventors: 周祖渝
Original assignee: CHONGQING XUXING CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: CHONGQING XUXING CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-02-18

Abstract

本发明涉及一种高分子导热材料，包括如下重量份数的原料：支链硅油8～28份、线性硅油65～80份、偶联剂1～5份、抗氧剂0.5～5份、导热填料400～1000份。本发明的长久润湿高分子导热材料导热系数在1～6.0W/m·K可调，可用于大功率电子产品的散热及大量用于民用电子产品的设计开发，其成本较低，介电性能良好，同时还可以起到绝缘和密封作用。

Description

一种高分子导热材料

技术领域

本发明涉及一种高分子导热材料，属于高分子材料领域。

背景技术

导热材料粘附在器件表面或填充在两个面之间的缝隙之中，排除间隙内部空气，保护器件不受外界侵蚀，吸收运动或变形应力，将内部器件运行产生的热量及时传导出来，同时起到导热、密封、填充、绝缘、减震和防腐作用，是一种用途十分广泛的功能性材料。

近年来发展起来的高分子导热材料总体可以分为两类:非固化的导热膏和固化的导热胶/片。其中，导热膏应用工艺简单，操作快捷方便，涂装效率高，容易跟上电子行业生产节拍，应用计较广泛。但是，目前市场上的导热膏有效寿命普遍较短，在电子器件反复升温降温过程中小分子逐渐挥发渗出，除了污染器件外，导热膏本身因为成分比例变化而逐渐干裂粉化脱落，导热效果降低，严重影响电子产品的使用性能和寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种出油率低，老化性能优良，性能稳定，耐热性好的高分子导热材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高分子导热材料，包括如下重量份数的原料：支链硅油8～28份、线性硅油65～80份、偶联剂1～5份、抗氧剂0.5～5份、导热填料400～1000份。

本发明的有益效果是：本发明可用于大功率电子产品的散热及大量用于民用电子产品的设计开发，其成本较低，介电性能良好，同时还可以起到绝缘和密封作用。

线性硅油的粘度为100～50000mPa·s，具有如下(1)结构:

其中,R₁代表烷基，取代烷基，烯基，炔基，芳基，烷氧基等单价取代基，并且其中芳基含量至少占聚合物重量百分比的5％，n为大于等于1的整数。

支链硅油的粘度为80000～500000mPa·s，具有如下(2)结构:

其中,R_。代表烷基，取代烷基，烯基，炔基，芳基，烷氧基等单价取代基，代表O，S，CH₂CH₂等二价取代基；a，b，c为大于等于1的整数。

支链硅油是在聚合链段部分含有苯基等芳香基团的支链型大分子结构，分子量大，沸点高，分子间作用力强，耐高温性能良好，可在-50℃～320℃范围内使用，无小分子迁出、使用寿命长，无干裂，硬化，粉化等现象，不会污染腐蚀器件表面，可以长期使用而不影响导热效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上混合。

进一步，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述导热填料由以下重量百分比的原料组成:球形填料75～90％，针状填料10～35％。

进一步，所述球形填料为铝、铜、碳、硅、碳氧化物、硅氧化物、氮化物中的一种或几种的混合物。

进一步，所述针状填料为氧化锌晶须、碳酸钾晶须、氮化硅晶须、石墨、纳米碳管中的一种或几种的混合物。

通过调节球形填料和针状填料的粒径比和质量比，利用针状填料把各自独立的球形填料连接起来，降低传热阻力，提高导热性能，可以得到导热系数在1W/m·K到6.0W/m·K，适应不同电子产品需要。

本发明的具体制备步骤如下：

将支链硅油8～28份、线性硅油65～80份、偶联剂1～5份、抗氧剂0.5～5份依次加入搅拌机内混合，40～70分钟后，得到基体树脂；向基体树脂中加入占所述导热填料重量百分比为75～90％的球形填料，搅拌20～60分钟，再加入占所述导热填料重量百分比为10～35％的针状填料，搅拌35～65分钟，再在真空度为-0.05MPa的条件下，搅拌45分钟，即得到所述高分子导热材料。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

将支链硅油8份、线性硅油65份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷1份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份依次加入搅拌机内混合，40分钟后，得到基体树脂；向基体树脂中加入占所述导热填料重量百分比为75％的球形填料，搅拌20分钟，再加入占所述导热填料重量百分比为35％的针状填料，搅拌35分钟，再在真空度为-0.05MPa的条件下，搅拌45分钟，即得到所述高分子导热材料。

其中，所述支链硅油粘度为500000mPa·s，线性硅油粘度为200mPa·s。

实施例2

将支链硅油28份、线性硅油80份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯5份依次加入搅拌机内混合，70分钟后，得到基体树脂；向基体树脂中加入占所述导热填料重量百分比为90％的球形填料，搅拌60分钟，再加入占所述导热填料重量百分比为10％的针状填料，搅拌65分钟，再在真空度为-0.05MPa的条件下，搅拌45分钟，即得到所述高分子导热材料。

其中，所述支链硅油粘度为50000mPa·s，线性硅油粘度为3000mPa·s。

实施例3

将支链硅油10份、线性硅油68份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份、1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼2份依次加入搅拌机内混合，45分钟后，得到基体树脂；向基体树脂中加入占所述导热填料重量百分比为80％的球形填料，搅拌40分钟，再加入占所述导热填料重量百分比为20％的针状填料，搅拌50分钟，再在真空度为-0.05MPa的条件下，搅拌45分钟，即得到所述高分子导热材料。

其中，所述支链硅油粘度为80000mPa·s，线性硅油粘度为100mPa·s。

实施例4

将支链硅油25份、线性硅油75份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷4份、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯3份依次加入搅拌机内混合，60分钟后，得到基体树脂；向基体树脂中加入占所述导热填料重量百分比为85％的球形填料，搅拌45分钟，再加入占所述导热填料重量百分比为15％的针状填料，搅拌55分钟，再在真空度为-0.05MPa的条件下，搅拌45分钟，即得到所述高分子导热材料。

其中，所述支链硅油粘度为50000mPa·s，线性硅油粘度为50000mPa·s。

实施例5

将支链硅油15份、线性硅油72份、γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷3份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份依次加入搅拌机内混合，45分钟后，得到基体树脂；向基体树脂中加入占所述导热填料重量百分比为78％的球形填料，搅拌30分钟，再加入占所述导热填料重量百分比为22％的针状填料，搅拌55分钟，再在真空度为-0.05MPa的条件下，搅拌45分钟，即得到所述高分子导热材料。

其中，所述支链硅油粘度为5000mPa·s，线性硅油粘度为60000mPa·s。

本发明高分子导热复合材料，可以用于电子封装、大型LED光源、汽车、航空航天设备的散热导热等方面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高分子导热材料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：支链硅油8～28份、线性硅油65～80份、偶联剂1～5份、抗氧剂0.5～5份、导热填料400～1000份。

2.根据权利要求1所述的高分子导热材料，其特征在于，所述偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上混合。

3.根据权利要求1所述的高分子导热材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯、1,2-双（3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸）肼中的一种或任意几种的混合物。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高分子导热材料，其特征在于，所述导热填料由以下重量百分比的原料组成:球形填料75～90%，针状填料10～35%。

5.根据权利要求4所述的高分子导热材料，其特征在于，所述球形填料为铝、铜、碳、硅、碳氧化物、硅氧化物、氮化物中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求4所述的高分子导热材料，其特征在于，所述针状填料为氧化锌晶须、碳酸钾晶须、氮化硅晶须、石墨、纳米碳管中的一种或几种的混合物。