CN106590550A - 导热硅脂及其制备方法 - Google Patents

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王红玉
万炜涛
陈田安
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    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials

Abstract

本发明提供一种导热硅脂，所述导热硅脂含有甲基硅油、油性硅蜡、导热填料及偶联剂。本发明还提供所述导热硅脂的制备方法。本发明的导热硅脂不易附着于针筒内壁，利用率高。

Description

导热硅脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及热界面材料技术领域，尤其涉及一种导热硅脂及其制备方法。
背景技术
导热硅脂作为一种性能优异的热界面材料，在电子产品中有广泛应用。现有的导热硅脂产品通常具有较高的粘度，涂抹难度大，为提高生产效率，一般采用针筒打胶的方式进行涂胶。然而在打胶过程中，由于导热硅脂与针筒内壁的附着力较大，部分导热硅脂会粘附于针筒内壁，造成资源浪费。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种导热硅脂，旨在提供一种附着力较小的导热硅脂。
为实现上述目的，本发明提供一种导热硅脂，所述导热硅脂含有甲基硅油、油性硅蜡、导热填料及偶联剂。
优选地，所述油性硅蜡的软化点为20～30℃。
优选地，所述甲基硅油的粘度为150～250mPa·s。
优选地，按重量份，所述导热硅脂包括：甲基硅油100份、油性硅蜡2～6份、导热填料400-1500份、及偶联剂1～3份。
优选地，所述导热填料含有氧化铝和/或氧化锌，按重量份，所述氧化铝的含量为400～600份，所述氧化锌的含量为600～900份。
优选地，所述导热硅脂还包括有粘度为100000～200000mPa·s的硅油，按重量份，所述导热硅脂中，所述硅油为5～8份。
优选地，所述偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明还提供一种导热硅脂的制备方法，包括以下步骤：
将甲基硅油、偶联剂混合，制得第一混合物；
将导热填料与第一混合物混合，制得第二混合物；
在第二混合物中加入油性硅蜡，加热并搅拌，制得第三混合物；
冷却所述第三混合物，制得所述导热硅脂。
优选地，所述将甲基硅油、偶联剂混合的步骤前还包括：所述第一混合物中还添加有粘度为100000～200000mPa·s的硅油。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明技术方案以甲基硅油作为基体，加入导热填料，能够在基体中形成形成大量类似网状或链状结构形态，即导热网链，增强导热硅脂的导热性能；偶联剂包含亲无机物的基团，能够与导热填料表面发生反应，还包含亲有机物的基团，能够与甲基硅油发生反应，从而改善导热填料和甲基硅油间的界面作用；油性硅蜡能够有效降低导热硅脂与针筒壁的附着力，从而提高针筒打胶过程中导热硅脂的利用率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种导热硅脂。
所述导热硅脂含有甲基硅油、油性硅蜡、导热填料及偶联剂。
本发明技术方案以甲基硅油作为基体，加入导热填料，能够在基体中形成形成大量类似网状或链状结构形态，即导热网链，增强导热硅脂的导热性能；偶联剂包含亲无机物的基团，能够与导热填料表面发生反应，还包含亲有机物的基团，能够与甲基硅油发生反应，从而改善导热填料和甲基硅油间的界面作用；油性硅蜡能够有效降低导热硅脂与针筒壁的附着力，从而提高针筒打胶过程中导热硅脂的利用率。
所述油性硅蜡的软化点为20～30℃。
本发明技术方案的油性硅蜡的软化点较低，加热到一定温度，即融化为液态，易于与其他组分混合。
所述甲基硅油的粘度为150～250mPa·s。
本发明技术方案采用分子量较低、粘度较低的甲基硅油作为基体，能够提高导热硅脂中导热填料的填充量，从而增强导热硅脂的导热性能，同时使得导热硅脂具有一定的流动性，便于加工及使用。
按重量份，所述导热硅脂包括：甲基硅油100份、油性硅蜡2～6份、导热填料400-1500份、及偶联剂1～3份。
本发明技术方案中按照一定比例的甲基硅油、油性硅蜡、导热填料和偶联剂，制得导热硅脂，使得其综合性能达到最佳。
所述导热填料含有氧化铝和/或氧化锌，按重量份，所述氧化铝的含量为400～600份，所述氧化锌的含量为600～900份。
进一步地，氧化铝的粒径为5μm。
本发明技术方案中选取氧化铝作为导热填料，氧化铝的导热系数较高，填充量大，此外，选用适当粒径的氧化铝有效提高其填充量，从而能够有效提高导热硅脂的导热性能。导热硅脂还添加有氧化锌，氧化锌能够提高导热硅脂的导热系数，同时氧化锌在一定程度上能增加甲基硅油的粘度。氧化铝和氧化锌的成本较低，性价比高。
所述导热硅脂还包括有粘度为100000～200000mPa·s的硅油，按重量份，所述导热硅脂中，所述硅油为5～8份。
本发明技术方案导热硅脂还包括高粘度的硅油，能够保持导热硅脂的粘弹性，使得导热硅脂呈膏状，易于粘接在电子产品上。
所述偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明技术方案偶联剂优选为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷， 甲氧基水解为羟基，与氧化铝表面的羟基生成氢键或脱水成醚键，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基硅油结合，从而能够有效提高氧化铝与甲基硅油基体的界面相容性。
本发明还提供一种所述的导热硅脂的制备方法，包括以下步骤：
将甲基硅油、偶联剂混合，制得第一混合物；
将导热填料与第一混合物混合，制得第二混合物；
在第二混合物中加入油性硅蜡，加热并搅拌，制得第三混合物；
冷却所述第三混合物，制得所述导热硅脂。
本发明技术方案采用低粘度的甲基硅油作为基体，首先将偶联剂与甲基硅油混合均匀，由于甲基硅油呈液态，偶联剂易于分散；其次，在混合物中加入导热填料，偶联剂与导热填料发生相互作用，对导热填料进行表面改性，以提供导热填料与甲基硅油的界面相容性；而后加入油性硅蜡，加热使油性硅蜡融化，使得油性硅蜡与其他组分混合更均匀；最后将混合物冷却制得膏状导热硅脂，易于涂覆于电子产品表面。
所述第一混合物中还添加有粘度为100000～200000mPa·s的硅油。
本发明技术方案低粘度的甲基硅油中还添加有高粘度的硅油，以提高第一混合物的粘度，使得制得的导热硅脂呈膏状，便于涂覆于电子产品表面。
实施例一：
按重量份，所述导热硅脂含有：
甲基硅油 100份、
油性硅蜡 2份、
γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1份、
氧化铝 400份、
氧化锌 600份、
粘度为100000～200000mPa·s的硅油 5份
所述导热硅脂的制备方法为：
将上述重量份的甲基硅油、高粘度硅油加入到搅拌釜搅拌0.5h，转速为 50～70r/min；
加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌0.5h，转速为20～50r/min；
加入氧化铝和氧化锌，搅拌1h，转速为20～50r/min；
加入软化点为23℃的油性硅蜡，并加热至40℃，转速为50～70r/min；
冷却至室温，制得该导热硅脂。
实施例二：
按重量份，所述导热硅脂含有：
甲基硅油 100份、
油性硅蜡 6份、
3-氨丙基三乙氧基硅烷 3份、
氧化铝 600份、
氧化锌 900份、
粘度为100000～200000mPa·s的硅油 8份
所述导热硅脂的制备方法为：
将上述重量份的甲基硅油、高粘度硅油加入到搅拌釜搅拌0.5h，转速为50～70r/min；
加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌0.5h，转速为20～50r/min；
加入氧化铝和氧化锌，搅拌1h，转速为20～50r/min；
加入软化点为23℃的油性硅蜡，并加热至40℃，转速为50～70r/min；
冷却至室温，制得该导热硅脂。
实施例三：
按重量份，所述导热硅脂含有：
甲基硅油 100份、
油性硅蜡 4份、
3-氨丙基三甲氧基硅烷 2份、
氧化铝 500份、
氧化锌 700份、
粘度为100000～200000mPa·s的硅油 6份
所述导热硅脂的制备方法为：
将上述重量份的甲基硅油、高粘度硅油加入到搅拌釜搅拌0.5h，转速为50～70r/min；
加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌0.5h，转速为20～50r/min；
加入氧化铝和氧化锌，搅拌1h，转速为20～50r/min；
加入软化点为23℃的油性硅蜡，并加热至40℃，转速为50～70r/min；
冷却至室温，制得该导热硅脂。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种导热硅脂，其特征在于，所述导热硅脂含有甲基硅油、油性硅蜡、导热填料及偶联剂。
2.如权利要求1所述的导热硅脂，其特征在于，所述油性硅蜡的软化点为20～30℃。
3.如权利要求1所述的导热硅脂，其特征在于，所述甲基硅油的粘度为150～250mPa·s。
4.如权利要求1所述的导热硅脂，其特征在于，按重量份，所述导热硅脂包括：甲基硅油100份、油性硅蜡2～6份、导热填料400-1500份、及偶联剂1～3份。
5.如权利要求4所述的导热硅脂，其特征在于，所述导热填料为氧化铝和/或氧化锌，按重量份，所述氧化铝为400～600份，所述氧化锌为600～900份。
6.如权利要求1所述的导热硅脂，其特征在于，所述导热硅脂还包括有粘度为100000～200000mPa·s的硅油，按重量份，所述导热硅脂中，所述硅油为5～8份。
7.如权利要求1所述的导热硅脂，其特征在于，所述偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、及3-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.一种导热硅脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将甲基硅油、偶联剂混合，制得第一混合物；
将导热填料与第一混合物混合，制得第二混合物；
在第二混合物中加入油性硅蜡，加热并搅拌，制得第三混合物；
冷却所述第三混合物，制得所述导热硅脂。
9.如权利要求8所述的导热硅脂的制备方法，其特征在于，所述第一混合物中还添加有粘度为100000～200000mPa·s的硅油。
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