CN108727826A - 一种高导热率硅胶垫片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导热率硅胶垫片及其制备方法，所述高导热率硅胶垫片，由以下重量份计的原料组成：甲基乙烯基硅橡胶5‑10份、白炭黑5‑15份、碳化硅30‑50份、氮化硼80‑600份、羟基硅油10‑30份、氯铂酸5‑15份、改性石墨10‑20份、过氧化苯甲酰3‑8份、双二五硫化助剂2‑5份。本发明一种高导热率硅胶垫片的制备方法，包括以下步骤：（1）将导热填料、补强填料、偶联剂等均匀的交叠加入甲基乙烯基硅橡胶中混炼，然后逐步加入硫化机（过氧化苯甲酰）和硫化助剂，在混炼机上混炼2h左右使各组分填料均匀的分散在甲基乙烯基硅橡胶基体中；（2）将混炼好的硅橡胶胶料防止24h，促使导热填料和补强填料发挥更好的效果。

Description

一种高导热率硅胶垫片及其制备方法

技术领域

本发明涉及导热硅胶技术领域，尤其涉及一种高导热率硅胶垫片及其制备方法。

背景技术

随着大规模集成电路和微电子技术的发展，电路中元器件的组装密度越来越高，体积不断缩小，元器件的散热成为了一个突出的问题，电子元件的可靠性及其性能很大程度上取决于所采用的散热材料，所以对既能起到密封作用又具备高导热性能的材料需求越来越大，当前，市面上的导热产品纷繁复杂，有导热胶、导热硅脂，导热垫片等，其中导热硅胶是最为欢迎的导热材料，但当前的普通导热硅胶片一般采用球形氧化铝填料来提高导热系数，导热系数只能达到3W/m.K左右，而且硅胶片材料出现韧性差和综合性能低的问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的硅胶片材料导热率低和综合性能差的技术问题，本发明提供一种高导热率硅胶垫片及其制备方法。

技术方案：一种高导热率硅胶垫片，由以下重量份计的原料组成：甲基乙烯基硅橡胶5-10份、白炭黑5-15份、碳化硅30-50份、氮化硼80-600份、羟基硅油10-30份、氯铂酸5-15份、改性石墨10-20份、过氧化苯甲酰3-8份、双二五硫化助剂2-5份。

优选的，本发明所述的一种高导热率硅胶垫片，由以下重量份计的原料组成：甲基乙烯基硅橡胶8份、白炭黑10份、碳化硅40份、氮化硼300份、羟基硅油15份、氯铂酸8份、改性石墨13份、过氧化苯甲酰5份、双二五硫化助剂3份。

其中，所述白炭黑为气相法白炭黑。

其中，所述双二五硫化助剂为2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧基）乙烷硫化助剂。

其中，所述碳化硅由石英砂、石焦油、木屑为原料通过电阻高温冶炼制成。

本发明还提供一种高导热率硅胶垫片的制备方法，包括以下步骤：

（1）将导热填料（氮化硼、碳化硅、改性石墨）、补强填料（白炭黑）、偶联剂（羟基硅油、氯铂酸）等均匀的交叠加入甲基乙烯基硅橡胶中混炼，然后逐步加入硫化剂（过氧化苯甲酰）和硫化助剂（双二五硫化助剂），在混炼机上混炼2h左右使各组分填料均匀的分散在甲基乙烯基硅橡胶基体中；

（2）将混炼好的硅橡胶胶料放置24h，促使各种导热填料、补强填料、偶联剂、硫化剂、硫化助剂等在胶料的细微部位均匀扩散，同时也能促使导热填料和补强填料发挥更好的效果；

（3）将放置后的胶料返炼数分钟后，然后加入催化剂混炼均匀，返炼的目的是提高胶料的可塑性；

（4）将返炼好的胶料装入有脱模材料（聚四氟乙烯膜）的模具中，多次释放压力，使得胶料中的空气排除干净，然后控制温度、压力经过一段和二段硫化，等待模具冷却后进行脱模；

（5）后处理，将硫化胶放入烘箱中，在80℃的温度下处理0.5h，然后在175℃下处理1h，最后在200℃下处理0.5h，取出放置一天时间后测试，完成。

本发明的技术方案具有如下技术效果：

（1）硫化助剂双二五的加入适当的提高了硅橡胶制品的硫化程度，改善了硅橡胶制品的耐热性和力学强度，同时硅胶表面的性能得到强化，发粘状况得到改善；

（2）白炭黑的加入热综合性能好，硅橡胶制品的热失重保持率和热稳定性好；

（3）石墨填料的加入使橡胶制品的导热系数得到提高；

（4）碳化硅的加入，增加了硅橡胶的导热率；

（5）氮化硼具有较高的导热系数。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明做进一步阐述，应当指出：对于本工艺领域的普通工艺人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

一种高导热率硅胶垫片，由以下重量份计的原料组成：甲基乙烯基硅橡胶6份、白炭黑8份、碳化硅40份、氮化硼200份、羟基硅油12份、氯铂酸7份、改性石墨15份、过氧化苯甲酰5份、双二五硫化助剂3份。

所述白炭黑为气相法白炭黑。

所述双二五硫化助剂为2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧基）乙烷硫化助剂。

所述碳化硅由石英砂、石焦油、木屑为原料通过电阻高温冶炼制成。

本实施例的制备方法，包括以下步骤：

（1）将导热填料（氮化硼、碳化硅、改性石墨）、补强填料（白炭黑）、偶联剂（羟基硅油、氯铂酸）等均匀的交叠加入甲基乙烯基硅橡胶中混炼，然后逐步加入硫化剂（过氧化苯甲酰）和硫化助剂（双二五硫化助剂），在混炼机上混炼2h左右使各组分填料均匀的分散在甲基乙烯基硅橡胶基体中；

（2）将混炼好的硅橡胶胶料放置24h，促使各种导热填料、补强填料、偶联剂、硫化剂、硫化助剂等在胶料的细微部位均匀扩散，同时也能促使导热填料和补强填料发挥更好的效果；

（3）将放置后的胶料返炼数分钟后，然后加入催化剂混炼均匀，返炼的目的是提高胶料的可塑性；

（4）将返炼好的胶料装入有脱模材料（聚四氟乙烯膜）的模具中，多次释放压力，使得胶料中的空气排除干净，然后控制温度、压力经过一段和二段硫化，等待模具冷却后进行脱模；

（5）后处理，将硫化胶放入烘箱中，在80℃的温度下处理0.5h，然后在175℃下处理1h，最后在200℃下处理0.5h，取出放置一天时间后测试，完成。

本发明的硅胶垫片导热率可达20W/m.K。

本发明双二五硫化助剂提高了硅橡胶的硫化，耐热性也随之提高。

本发明碳化硅的加入和改性剂的加入使得硅橡胶的力学性能和导热性能大幅改善。

本发明一种高导热率硅胶垫片及其制备方法，方法简单，选用了改性石墨、碳化硅、氮化硼为导热填料来制备导热硅橡胶，从对导热填料使用的改性剂、改性方法出发提高导热填料在基体硅橡胶中的分散性以及改善导热填料与机体硅橡胶的结合，硅橡胶材料韧性好、导热率高和综合性能好。

Claims (6)

1.一种高导热率硅胶垫片，其特征在于，由以下重量份计的原料组成：甲基乙烯基硅橡胶5-10份、白炭黑5-15份、碳化硅30-50份、氮化硼80-600份、羟基硅油10-30份、氯铂酸5-15份、改性石墨10-20份、过氧化苯甲酰3-8份、双二五硫化助剂2-5份。

2.根据权利要求1所述的一种高导热率硅胶垫片，其特征在于，由以下重量份计的原料组成：甲基乙烯基硅橡胶8份、白炭黑10份、碳化硅40份、氮化硼300份、羟基硅油15份、氯铂酸8份、改性石墨13份、过氧化苯甲酰5份、双二五硫化助剂3份。

3.根据权利要求1所述的一种高导热率硅胶垫片，其特征在于，所述白炭黑为气相法白炭黑。

4.根据权利要求1所述的一种高导热率硅胶垫片，其特征在于，所述双二五硫化助剂为2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧基）乙烷硫化助剂。

5.根据权利要求1所述的一种高导热率硅胶垫片，其特征在于，所述碳化硅由石英砂、石焦油、木屑为原料通过电阻高温冶炼制成。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种高导热率硅胶垫片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将导热填料（氮化硼、碳化硅、改性石墨）、补强填料（白炭黑）、偶联剂（羟基硅油、氯铂酸）等均匀的交叠加入甲基乙烯基硅橡胶中混炼，然后逐步加入硫化剂（过氧化苯甲酰）和硫化助剂（双二五硫化助剂），在混炼机上混炼2h左右使各组分填料均匀的分散在甲基乙烯基硅橡胶基体中；

（2）将混炼好的硅橡胶胶料放置24h，促使各种导热填料、补强填料、偶联剂、硫化剂、硫化助剂等在胶料的细微部位均匀扩散，同时也能促使导热填料和补强填料发挥更好的效果；

（3）将放置后的胶料返炼数分钟后，然后加入催化剂混炼均匀，返炼的目的是提高胶料的可塑性；

（4）将返炼好的胶料装入有脱模材料（聚四氟乙烯膜）的模具中，多次释放压力，使得胶料中的空气排除干净，然后控制温度、压力经过一段和二段硫化，等待模具冷却后进行脱模；

（5）后处理，将硫化胶放入烘箱中，在80℃的温度下处理0.5h，然后在175℃下处理1h，最后在200℃下处理0.5h，取出放置一天时间后测试，完成。