CN107141808A - 一种导热耐温硅泡棉材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导热耐温硅泡棉材料及其制备方法，该导热耐温硅泡棉制备方法为：硅橡胶20‑45份，硅树脂10‑25份，补强剂5‑15份在开炼机常温开炼10‑30分钟,然后加入颜料0‑1份，导热填料2‑5份，固化剂3‑10份，发泡剂5‑15份，继续开炼至均匀。将开炼好的材料使用热压设备压制成一定厚度的片材，将片材在180℃的烘道中加热3‑5分钟，使片材完全发泡，然后在压光设备中做成型压光处理，得到0.3MM‑5MM的硅泡棉。该发明制得的硅泡棉具有良好的导热性、耐缓冲性，耐温可达‑60℃‑260℃，可应用于有较高缓冲需要的热压场合。

Description

一种导热耐温硅泡棉材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种导热耐温硅泡棉材料及制备方法。
背景技术
硅橡胶是指主链由硅氧(Si-O-Si)键链接形成的聚合物，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶，使用硅橡胶发泡制造出来的泡棉材料，质地柔软，回弹性好，且耐热耐寒性优良，故其应用领域越来愈大。泡沫硅橡胶是以缩合型的羟基封端的硅生胶为基料，以羟基含氢硅油作为发泡剂，以乙烯基铂络合物作为催化剂，在室温下发泡硫化而成的一种带孔的海绵状弹性体。
近年来，关于此类发泡机理硅橡胶泡沫材料的研究很多，如专利CN10523861A中公开了一种低密度硅橡胶海绵及制备方法，专利CN1028112A公开了一种发泡硅橡胶，专利CN104530712A公开了一种小孔径硅橡胶海绵及制备方法，上述专利公开的硅橡胶发泡材料均是采用硅氢加成反应体系进行发泡，反应过程比较复杂，控制困难，且此类硅泡沫材料热稳定性、耐环境性差、仅可在-60～159℃下使用。
随着电子、航天、汽车、新能源等行业的高速发展，对硅泡棉材料的厚度、导热性、耐温性、耐缓冲性要求越来越高，普通硅橡胶泡沫材料无法满足日益增长的要求。专利200610021076.8中公开了一种采用辐射交联机理发泡的闭孔型硅橡胶泡沫材料及制备方法，200510096572.5公开一种将聚氨酯泡沫浸渍在橡胶溶液中为特征的硅橡胶泡沫及制造方法，上述专利得到硅橡胶泡沫材料，导热耐温性能均一般，且采用上述专利制备方法做成薄型硅泡沫材料难于实现。
发明内容
本发明的目的是针对现实需要，提出一种可实现低厚度的导热耐温硅泡棉材料及制备方法。其特点是采用氧化体系固化，加热发泡，将硅橡胶、硅树脂结合，与补强剂、固化剂、导热填料、发泡剂及其它助剂混合成型，采用加热使发泡剂分解发泡，然后压光成型。该方法工艺简单，成本低廉，易于操作实现，且生产的硅泡棉材料导热性、耐缓冲性好，耐温可达-60℃-260℃，厚度可以最低可以做到0.3MM。
本发明的目的采用以下技术措施实现：
一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，将硅橡胶、硅树脂结合，与补强剂、氧化体系固化剂、导热填料、发泡剂及其它助剂混合成型，采用加热使发泡剂分解发泡，然后压光成型。
优选的是：包括如下步骤：
(1)将硅橡胶20-45份，硅树脂10-35份，补强剂5-15份在开炼机常温开炼10-30分钟；
(2)将颜料0-1份，导热填料2-8份，固化剂3-10份，发泡剂5-15份加入步骤(1)的混合物中，开炼均匀；
(3)将步骤(2)开炼的均匀混合物，使用热压设备压制成一定厚度的片材，热压温度80-120℃，热压时间5-10分钟；
(4)将步骤(3)的片材在180℃的烘道中加热3-5分钟，使片材完全发泡；
(5)将步骤(4)的发泡材料在压光设备中成型压光处理，制得导热耐温硅泡棉材料。
优选的是：所述的硅橡胶为甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或两种混合。
优选的是：所述的硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、苯甲基透明硅树脂、甲基透明有机硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂、耐高温甲基硅树脂、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂中的一种或几种混合。
优选的是：所述的补强剂为钛白粉、气相白炭黑的至少一种。
优选的是：所述的导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、导热碳粉的至少一种。
优选的是：所述的固化剂为2,4-二氯过氧苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷中的一种。
优选的是：所述的发泡剂为有机发泡剂和无机发泡剂结合的复合发泡剂，构成复合发泡剂的有机体为偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁(AIBN)、二亚硝基甲基四氨(DPT)、(4,4′氧代双苯磺酰肼(OBSH)、对甲苯磺酰肼(TSH)、三乙醇胺的至少一种；无机体为碳化硅、氧化锌、炭黑、硅酸钠、碳酸氢钠、二氧化硅的至少一种；所述的复合发泡剂为低温分解高分散性发泡剂，复合发泡剂的粒径为0.35-20um。
优选的是，所述的颜料为氧化锌、碳酸钙、氧化铁、铬黄、耐晒黄、酞普蓝、酞臂绿、联苯胺黄、色淀红的至少一种。
采用上述方法制备的导热耐温硅泡棉材料，硅泡棉厚度为0.3mm-5mm，耐温-60℃-260℃。
本发明的优点为：工艺操作方法简单，易于实现，以硅树脂和硅橡胶与导热填料结合，更有效提高硅泡棉的导热耐温性，为了使发泡更均匀细小，发泡更彻底，采用有机无机发泡剂结合来实现，该发明制得的硅泡棉材料导热性、耐缓冲性好，耐温可达-60℃-260℃，厚度可以控制在0.3MM-5MM。
本发明制备的硅橡胶泡沫材料可用作有较高缓冲需要的热压场合，如：线路板(FPC、PCB、软硬结合板等)、太阳能、航空航天、动力机车、模具压合、母排压合等领域。
具体实施方式
实施例1：
(1)将甲基硅橡胶25份，甲基苯基硅树脂20份，气相白炭黑10份在开炼机常温开炼20分钟。
(2)然后加入碳化硅3份，导热碳粉2份，2,4-二氯过氧苯甲酰5份，发泡剂(AC+ZNO+三乙醇胺)10份，继续开炼混合均匀。
(3)将步骤(2)开炼的均匀混合物，使用热压设备压制成一定厚度的片材，热压温度80-120℃，热压时间5-10分钟。
(4)将步骤(3)的片材在180℃的烘道中加热3-5分钟，使片材完全发泡。
(5)将步骤(4)的发泡材料在压光设备中做成型压光处理，制得1mm厚的导热耐温硅泡棉材料。
实施例2：
(1)将甲基苯基乙烯基硅橡胶20份，甲基MQ硅树脂25份，气相白炭黑8份在开炼机常温开炼20分钟。
(2)然后加入碳化硅3份，导热碳粉2份，2,4-二氯过氧苯甲酰5份，发泡剂(AC+ZNO+OBSH)10份，继续开炼混合均匀。
(3)将步骤(2)开炼的均匀混合物，使用热压设备压制成一定厚度的片材，热压温度80-120℃，热压时间5-10分钟。
(4)将步骤(3)的片材在180℃的烘道中加热3-5分钟，使片材完全发泡。
(5)将步骤(4)的发泡材料在压光设备中做成型压光处理，制得1.5mm厚的导热耐温硅泡棉材料。
实施例3：
(1)将乙烯基硅橡胶20份，甲基苯基乙烯基硅橡胶25份，气相白炭黑8份在开炼机常温开炼20分钟。
(2)然后加入碳化硅3份，导热碳粉2份，2,4-二氯过氧苯甲酰5份，发泡剂(AC+ZNO+OBSH)10份，继续开炼混合均匀。
(3)将步骤(2)开炼的均匀混合物，使用热压设备压制成一定厚度的片材，热压温度80-120℃，热压时间5-10分钟。
(4)将步骤(3)的片材在180℃的烘道中加热3-5分钟，使片材完全发泡。
(5)将步骤(4)的发泡材料在压光设备中做成型压光处理，制得0.5mm厚的导热耐温硅泡棉材料。
表1本发明硅泡棉材料的性能
性能 实施例1 实施例2 实施例3
耐温性℃ -60-260 -60-260 -60-260
导热系数(W(m.k)) 1.55 1.61 1.62
断裂伸长率(％) 350 320 345
拉伸强度(MPa) 1.05 1.3 1.47
压缩强度25％(MPa) 75 63 59

Claims (10)

1.一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：将硅橡胶、硅树脂结合，与补强剂、氧化体系固化剂、导热填料、发泡剂及其它助剂混合成型，采用加热使发泡剂分解发泡，然后压光成型。
2.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将硅橡胶20-45份，硅树脂10-35份，补强剂5-15份在开炼机常温开炼10-30分钟；
(2)将颜料0-1份，导热填料2-8份，固化剂3-10份，发泡剂5-15份加入步骤(1)的混合物中，开炼均匀；
(3)将步骤(2)开炼的均匀混合物，使用热压设备压制成一定厚度的片材，热压温度80-120℃，热压时间5-10分钟；
(4)将步骤(3)的片材在180℃的烘道中加热3-5分钟，使片材完全发泡；
(5)将步骤(4)的发泡材料在压光设备中成型压光处理，制得导热耐温硅泡棉材料。
3.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：所述的硅橡胶为甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或两种混合。
4.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：所述的硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、苯甲基透明硅树脂、甲基透明有机硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂、耐高温甲基硅树脂、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂中的一种或几种混合。
5.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：所述的补强剂为钛白粉、气相白炭黑的至少一种。
6.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：所述的导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、导热碳粉的至少一种。
7.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为2,4-二氯过氧苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷中的一种。
8.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于：所述的发泡剂为有机发泡剂和无机发泡剂结合的复合发泡剂，构成复合发泡剂的有机体为偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁(AIBN)、二亚硝基甲基四氨(DPT)、(4,4′氧代双苯磺酰肼(OBSH)、对甲苯磺酰肼(TSH)、三乙醇胺的至少一种；无机体为碳化硅、氧化锌、炭黑、硅酸钠、碳酸氢钠、二氧化硅的至少一种；所述的复合发泡剂为低温分解高分散性发泡剂，复合发泡剂的粒径为0.35-20um。
9.如权利要求1所述一种导热耐温硅泡棉材料的制备方法，其特征在于，所述的颜料为氧化锌、碳酸钙、氧化铁、铬黄、耐晒黄、酞普蓝、酞臂绿、联苯胺黄、色淀红的至少一种。
10.采用如权利要求1所述方法制备的导热耐温硅泡棉材料，其特征在于，硅泡棉厚度为0.3mm-5mm，耐温-60℃-260℃。
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