CN105315958A - 一种加成型导热自粘接型硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热界面材料领域。本发明提供了一种加成型导热自粘接型硅橡胶，该硅橡胶的成分为树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。本发明提供了一种加成型导热自粘接型硅橡胶的制备方法，该制备方法步骤如下：A、按照原料的配比称取适量原料；B、将导热填料使用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂进行预处理；C、将树脂和补强填料在捏合机中混合均匀，并使用研磨机进行研磨至补强填料分散均匀；D、将步骤B和步骤C的原料放进捏合机中，升温抽真空，搅拌均匀。本发明自粘接型硅橡胶在进行粘接时，直接高温固化即可起到粘接效果；本发明硅橡胶的制备方法有效增强了硅橡胶的粘接效果。

Description

一种加成型导热自粘接型硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及热界面材料领域，特别涉及一种自身具有良好粘接性的导热硅胶及其制备方法。

背景技术

电子产品的散热问题是电子产品领域一个非常重要的问题。传统解决电子设备散热的方法，是在发热体与散热体之间垫一层绝缘的介质作为导热材料，如云母、聚四氟乙烯及氧化铝陶瓷等等，这种方法有一定的效果，但存在导热性能差，机械性能低，价格高等缺点。相比传统的导热材料，导热高分子材料正以其低成本、易加工、良好力学强度和韧性，以及电气绝缘性等优势应用于微电子、电气电工、LED照明、化工换热器、太阳能、航空航天、国防军工等领域，对微电子封装和LED照明技术的发展影响至深。目前热界面材料主要可以分为四种：(1)导热硅脂；(2)相变材料；(3)导热弹性体材料；(4)导热灌封胶。以上热界面材料各有其有点和缺点。

导热硅橡胶粘合剂多用于绝缘性场合，因为电子电器工业发展中，电子电器材料领域急需要导热绝缘材料，尤其是大功率散热场合，如半导体和散热器的粘接，太阳能板的粘接，电源组件等都需要用到粘接性的绝缘导热材料。而一般导热粘接材料想要达到粘接目的一般要预先对粘接基材进行底涂处理，也有一些自粘接的导热胶是在没有粘接性的导热胶中加入了事先合成的增粘剂以达到粘接目的。这样不利于生产加工，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的自粘接型导热硅橡胶，本发明提出以下技术方案：

一种加成型导热自粘接型硅橡胶，该硅橡胶的成分为树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其中树脂和导热填料的重量比为1∶3～1∶20；树脂和补强填料的重量比为1∶0.01～1∶1；树脂和硅烷偶联剂的重量比为1∶0.01～1∶0.5；硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的重量比为1∶0.01～1∶0.5。

作为本发明的一种优选方案，所述树脂是乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、催化剂和偶联剂的混合物。

作为本发明的另一种优选方案，所述导热填料为金、银、铜、镍、铝、氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨、炭黑、石墨烯中的一种或者两种以上的混合物。

作为本发明的再一种优选方案，所述补强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、粘土、碳酸钙、短纤维中的一种或者两种以上的混合物。

本发明的另一个目的在于提供上述自粘接型硅橡胶的制备方法，本发明提供一下技术方案：

一种加成型导热自粘接型硅橡胶的制备方法，该制备方法步骤如下：

A、按照原料的配比称取适量的树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂；

B、将导热填料使用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂进行预处理；

C、将树脂和补强填料在捏合机中混合均匀，并使用研磨机进行研磨至补强填料分散均匀；

D、将步骤B的导热填料和步骤C得到的混合物放进捏合机中，升温至80℃～150℃，抽真空，搅拌均匀，降至室温后加入偶联剂和交联剂，搅拌均匀后，加入催化剂和抑制剂，搅拌均匀，得到加成型导热自粘接型硅橡胶。

本发明带来的有益效果是：

1、本发明自粘接型硅橡胶在进行粘接时，无需预先进行底涂处理，也不用额外添加任何增粘剂，直接高温固化即可起到粘接效果；

2、本发明硅橡胶的制备方法有效增强了硅橡胶的粘接效果。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种加成型导热自粘接型硅橡胶，该硅橡胶的成分为树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其中树脂和导热填料的重量比为1∶3～1∶20；树脂和补强填料的重量比为1∶0.01～1∶1；树脂和硅烷偶联剂的重量比为1∶0.01～1∶0.5；硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的重量比为1∶0.01～1∶0.5。

树脂是乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、催化剂和偶联剂的混合物。导热填料为金、银、铜、镍、铝、氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨、炭黑、石墨烯中的一种或者两种以上的混合物。补强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、粘土、碳酸钙、短纤维中的一种或者两种以上的混合物。

加成型导热自粘接型硅橡胶的制备方法步骤如下：

A、按照原料的配比称取适量的树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂；

B、将350份的导热填料(金，银，铜，镍，铝，氧化铝，氧化锌，氮化铝，氮化硼，石墨，炭黑，石墨烯中德一种或者几种的混合物)用合适的处理剂处理好留着备用。

C、将100份乙烯基硅油，18份含氢硅油，20份补强填料(气相法白炭黑，沉淀法白炭黑，粘土，碳酸钙，短纤维等中的一种或者多种混合物)在捏合机中混合均匀，然后过三辊研磨机3～5遍确保补强填料分散均匀。

D、将步骤B处理好的导热填料和步骤C做好的基胶一起放进捏合机中升温抽真空搅拌均匀，然后降至室温下降入适量的EHA、KH560和钛酸四丁酯搅拌均匀后，加入10份铂金催化剂和1份抑制剂搅拌均匀即可制得单组份的加成型导热自粘接胶。如果将乙烯基硅油，含氢硅油，催化剂，抑制剂合理分配成A/B两组，分别加入导热填料和偶联剂等即可制得双组分的加成型导热自粘接胶。

将做好的加成型导热自粘接胶涂于事先做好的金属样条上，按照国标GB、T13936-1992的标准做成标准测试样条，进行拉伸剪切测试，导热粘接胶的最大剪切强度可达1.2Mpa，而不添加任何增粘剂的硅橡胶的剪切强度只有0.18Mpa。

和现有技术相比，本实施例提供的一种加成型导热自粘接型硅橡胶的制备方法，在树脂和导热填料混合过程中加入合适的偶联剂，硅橡胶在高温硫化的同时也发生了合成增粘剂的反应并起到良好的粘接效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种加成型导热自粘接型硅橡胶，其特征在于：该硅橡胶的成分为树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其中树脂和导热填料的重量比为1∶3～1∶20；树脂和补强填料的重量比为1∶0.01～1∶1；树脂和硅烷偶联剂的重量比为1∶0.01～1∶0.5；硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的重量比为1∶0.01～1∶0.5。

2.根据权利要求1所述的一种加成型导热自粘接型硅橡胶，其特征在于：所述树脂是乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、催化剂和偶联剂的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种加成型导热自粘接型硅橡胶，其特征在于：所述导热填料为金、银、铜、镍、铝、氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨、炭黑、石墨烯中的一种或者两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种加成型导热自粘接型硅橡胶，其特征在于：所述补强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、粘土、碳酸钙、短纤维中的一种或者两种以上的混合物。

5.一种权利要求1所述的加成型导热自粘接型硅橡胶的制备方法，其特征在于：该制备方法步骤如下：

A、按照原料的配比称取适量的树脂、补强填料、导热填料、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂；

B、将导热填料使用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂进行预处理；

C、将树脂和补强填料在捏合机中混合均匀，并使用研磨机进行研磨至补强填料分散均匀；

D、将步骤B的导热填料和步骤C得到的混合物放进捏合机中，升温至80℃～150℃，抽真空，搅拌均匀，降至室温后加入偶联剂和交联剂，搅拌均匀后，加入催化剂和抑制剂，搅拌均匀，得到加成型导热自粘接型硅橡胶。