CN109054393A - 一种导热性硅橡胶组合物 - Google Patents

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陆磊
欧金海
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Abstract

本发明提供了一种导热型硅橡胶组合物，按重量份包括下列组分：有机聚硅橡胶100份，二氧化硅10~50份，导热填料100~300份，表面导热处理剂0.1~10份，硅烷偶联剂1‑4份；离型剂0.01~12份，有机过氧化物0.01~10份；本发明制备导热有机硅橡胶具有较高的导热系数，本发明的导热有机硅橡胶可广泛用作于CPU散热器、晶闸管、晶片与散热片之间的散热，电熨斗底板散热，变压器的导热和电子元件固定和填充。

Description

一种导热性硅橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种硅橡胶组合物，具体涉及一种导热性硅橡胶组合物。
背景技术
近年来，在电子电器领域，由于集成技术和组装技术的迅速发展，电子元件，逻辑电路向轻、薄、小的方向发展，发热量也随之增加，从而需要高导热的绝缘材料，有效的去除电子设备产生的热量，这关系到产品的使用寿命和质量的可靠性。传统的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、聚四氟乙烯及氧化铍陶瓷等等，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。目前，解决电子设备散热有些是通过各种形式的散热器来解决，但大多数必须通过导热材料来解决。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种导热性硅橡胶组合物，使用导热填料和表面导热处理显示良好的可操控性并具优秀的机械性能。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种导热性硅橡胶组合物，按重量份包括下列组分：
有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅10~50份，导热填料100~300份，表面导热处理剂0.1~10份，硅烷偶联剂1-4份；离型剂0.01~12份，有机过氧化物0.01~10份；
其制备工艺包括以下步骤：
步骤1：称取原料，按重量份计数，称取有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅10份，导热填料100份，表面导热处理剂0.1份，硅烷偶联剂1份；离型剂0.01份；
步骤2：初混合，将步骤1中称取的有机聚硅橡胶和离型剂加入行星分散搅拌机后，将导热填料和表面导热处理剂分3~5次投入行星分散搅拌机，在80-100℃搅拌30-40min得到化合物A；
步骤3：再混合，将气相二氧化硅，加工助剂加入步骤2所得化合物A中，在120-140℃搅拌1.5-2h制成硅橡胶组合物；
2.进一步的，所述有机聚硅橡胶是两端或侧链有乙烯基，乙烯基含量为0.01~5mol%,分子量为300000~600000，25℃粘度大于1000000cps的线性聚硅氧烷，其重复单元如下：
重复单元1
（重复单元1中，R为碳个数1~10的碳数脂肪族饱和烃基1~10的脂肪族不饱和烃基或碳数1~30的芳香族不饱和烃基，a为1~2的正数）
优选R为甲基，乙烯基或苯基。
进一步的，所述气相二氧化硅粒子大小为8nm~16nm,比表面积为100~300m2/g；
进一步的，所述导热填料包括氧化镁、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氢氧化铝中的一种，最优选为氧化铝。
进一步的，其特征在于，表面导热处理剂为化学式2的铝酸酯偶联剂，化学式2如下：
化学式2
（其中R'为碳数1~20的脂肪族饱和烃基，R’’为碳数1~10的脂肪族不饱和烃基或脂肪族饱和烃基碳数为1~10的烃基或碳数为1~30的芳香族不饱和烃基，a为1~3的整数）
最优选γ—（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基铝酸酯。
进一步的，加工助剂为侧链为甲基或苄基，两端为羟基或氨基的25℃粘度为200cps以下的硅低聚物；优选为两端为羟基的二甲基硅烷，两端为氨基的二甲基硅烷。
进一步的，所述离型剂为硬脂酸钙，硬脂酸镁，硬脂酸锌中的一种；
进一步的，所述有机过氧化物为过氧二苯甲酰，叔丁基过氧苯甲酸，过氧化二叔丁基，过氧化二异丙苯中的一种或几种。
本发明具有有益效果：
本发明制备导热有机硅橡胶具有较高的导热系数，本发明的导热有机硅橡胶可广泛用作于CPU散热器、晶闸管、晶片与散热片之间的散热，电熨斗底板散热，变压器的导热和电子元件固定和填充。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
一种导热性硅橡胶组合物，按重量份包括下列组分：有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅10~50份，导热填料100~300份，表面导热处理剂0.1~10份，加工助剂1-4份；离型剂0.01~12份，有机过氧化物0.01~10份；
进一步的，所述有机聚硅橡胶是两端或侧链有乙烯基，乙烯基含量为0.01~5mol%,分子量为300000~600000，25℃粘度大于10000000cps的线性聚硅氧烷，其重复单元如下：
重复单元1
（重复单元1中，R为碳个数1~10的碳数脂肪族饱和烃基1~10的脂肪族不饱和烃基或碳数1~30的芳香族不饱和烃基，a为1~2的正数）
优选R为甲基，乙烯基或苯基。
进一步的，所述气相二氧化硅粒子大小为8nm~16nm,比表面积为100~300m2/g；
进一步的，所述导热填料包括氧化镁、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氢氧化铝中的一种，最优选为氧化铝。
进一步的，其特征在于，表面导热处理剂为化学式2的铝酸酯偶联剂，化学式2如下：
化学式2
（其中R'为碳数1~20的脂肪族饱和烃基，R’’为碳数1~10的脂肪族不饱和烃基或脂肪族饱和烃基碳数为1~10的烃基或碳数为1~30的芳香族不饱和烃基，a为1~3的整数）最优选γ—（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基铝酸酯；
进一步的，加工助剂为侧链为甲基或苄基，两端为羟基或氨基的25℃粘度为200cps以下的硅低聚物；优选为两端为羟基的二甲基硅烷，两端为氨基的二甲基硅烷；
进一步的，所述离型剂为硬脂酸钙，硬脂酸镁，硬脂酸锌中的一种；
进一步的，所述有机过氧化物为过氧二苯甲酰，叔丁基过氧苯甲酸，过氧化二叔丁基，过氧化二异丙苯中的一种或几种。
实施例1
按重量份计数，称取有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅10份，导热填料100份，表面导热处理剂0.1份，硅烷偶联剂1份；离型剂0.01份；将称取的有机聚硅橡胶和离型剂加入行星分散搅拌机后，将导热填料和表面导热处理剂分3次投入行星分散搅拌机，在80℃搅拌30min得到化合物A；将气相二氧化硅，加工助剂加入所得化合物A中，在120-140℃搅拌1.5h制成硅橡胶组合物。
实施例2
与实施例1相比区别在于，称取原料时，按重量份计数，称取有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅15份，导热填料200份，表面导热处理剂5.8份，加工助剂2.8份；离型剂0.4份，有机过氧化物0.5份。
实施例3
与实施例1相比区别在于，称取原料时，按重量份计数，称取有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅15份，导热填料200份，表面导热处理剂1.9份，加工助剂2.8份；离型剂0.4份，有机过氧化物0.5份。
各实施例中在混炼机中添加100份制成的有机硅橡胶，0.5份有机过氧化物（过氧化二异丙苯）搅拌均匀后脱泡，在170℃，100kgf/cm2压力下热压成型后制成2mm厚度样品，并在200℃烘箱加热4~6小时除去分解的过氧化物，并测试性能。
上述三个实施例的导热性硅橡胶组合物的产品性能如表1所示
表1：
性能 实施例1 实施例2 实施例3
邵氏硬度A 78 85 80
拉伸强度kg/cm2 45 59 54
导热W/m.K 1.08 1.2 1.18
本发明制备导热有机硅橡胶具有较高的导热系数。本发明的导热有机硅橡胶可广泛用作于CPU散热器、晶闸管、晶片与散热片之间的散热，电熨斗底板散热，变压器的导热和电子元件固定和填充。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，按重量份包括下列组分：
有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅10~50份，导热填料100~300份，表面导热处理剂0.1~10份，硅烷偶联剂1-4份；离型剂0.01~12份，有机过氧化物0.01~10份；
其制备工艺包括以下步骤：
步骤1：称取原料，按重量份计数，称取有机聚硅橡胶100份，气相二氧化硅10份，导热填料100份，表面导热处理剂0.1份，硅烷偶联剂1份；离型剂0.01份；
步骤2：初混合，将步骤1中称取的有机聚硅橡胶和离型剂加入行星分散搅拌机后，将导热填料和表面导热处理剂分3~5次投入行星分散搅拌机，在80-100℃搅拌30-40min得到化合物A；
步骤3：再混合，将气相二氧化硅，加工助剂加入步骤2所得化合物A中，在120-140℃搅拌1.5-2h制成硅橡胶组合物。
2.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，所述有机聚硅橡胶是两端或侧链有乙烯基，乙烯基含量为0.01~5mol%,分子量为300000~600000，25℃粘度大于1000000cps的线性聚硅氧烷，其重复单元如下：重复单元1，其中，R为碳个数1~10的碳数脂肪族饱和烃基1~10的脂肪族不饱和烃基或碳数1~30的芳香族不饱和烃基，a为1~2的正数。
3.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，所述气相二氧化硅粒子大小为8nm~16nm,比表面积为100~300m2/g。
4.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，所述导热填料包括氧化镁、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氢氧化铝中的一种，最优选为氧化铝。
5.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，表面导热处理剂为化学式2的铝酸酯偶联剂，化学式2如下：
化学式2，其中R'为碳数1~20的脂肪族饱和烃基，R’’为碳数1~10的脂肪族不饱和烃基或脂肪族饱和烃基碳数为1~10的烃基或碳数为1~30的芳香族不饱和烃基，a为1~3的整数。
6.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，加工助剂为侧链为甲基或苄基，两端为羟基或氨基的25℃粘度为200cps以下的硅低聚物。
7.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，离型剂为硬脂酸钙，硬脂酸镁，硬脂酸锌中的一种。
8.如权利要求1所述的一种导热性硅橡胶组合物，其特征在于，所述有机过氧化物包括过氧二苯甲酰，叔丁基过氧苯甲酸，过氧化二叔丁基，过氧化二异丙苯中的一种或几种。
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