CN109504309A - 一种外观改进的复合导热垫片及其制备方法 - Google Patents

一种外观改进的复合导热垫片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种外观改进的复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的单面或双面的导热硅胶，按重量份计，所述导热硅胶包括如下组分：甲基硅油100份、乙烯基硅油20～30份、含氢硅油2～4份、铂催化剂0.5～1份、偶联剂1～3份、流平剂2～5份、球型氧化铝500～600份、硅微粉50～100份。本发明在导热硅胶的配方中加入了流平剂兼具消泡效果，能够有效消除矽胶布在高温烘烤过程中产生的气泡；硅微粉的加入改善了导热硅胶的热膨胀系数，进而与矽胶布的膨胀趋向一致，最大限度地减少了褶皱的产生，所得复合导热垫片的外观平整光滑，击穿电压达到9.0Kv/mm，能够广泛应用于各种电子元器件中。

Description

一种外观改进的复合导热垫片及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种导热垫片及其制备方法，尤其涉及一种外观改进的复合导热垫片及其制备方法，属于导热垫片技术领域。
背景技术
导热硅胶片是以硅胶为基材的导热介质复合材料，又称为导热硅胶垫，导热矽胶片，软性导热垫等等，广泛应用于各种电子元器件中用于提高材料的使用寿命。硅胶片作为导热材料，已经在电子设备领域得到广泛应用，其具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性和表面天然的粘性。
而国内外近几年的发展使得导热硅胶垫片材料日渐成熟，而随着终端客户的使用要求越加严格，性能提高越加多种，不再是导热系数的单方面，如强度，韧性等，而单纯的导热硅胶材料本身强度很难去提高，这就出现了导热硅胶材料之后与矽胶布等材料进行复合的复合型导热垫片，这些复合型的导热垫片复合矽胶布、PI膜等用于提高导热垫片的强度和绝缘性能，导热垫片本身在生产过程中外观平整光滑，绝缘性好。但是在导热垫片复合矽胶布做复合型导热垫片时，产品就容易有明显的气孔和褶皱等不良现象，导致这一类型的复合导热垫片的外观不良率高，甚至会影响整个产品的绝缘性能。这是因为一般市售的矽胶布在高温烘烤下都会释放少量气体，这些气体在做复合导热垫片时烘烤进入原料中，导致产品有明显的气泡存在，不能很好的去除；导热垫片的成分与矽胶布原料不一致，在固化过程中粘合在一起，两种原料的热膨胀系数不一致，因此在加热过程中容易产生褶皱。
发明内容
本发明针对现有的复合型导热垫片在外观上所存在的不足，提供一种外观改进的复合导热垫片及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种外观改进的复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的单面或双面的导热硅胶，按重量份计，所述导热硅胶包括如下组分：甲基硅油100份、乙烯基硅油20～30份、含氢硅油2～4份、铂催化剂0.5～1份、偶联剂1～3份、流平剂2～5份、球型氧化铝500～600份、硅微粉50～100份。
进一步，所述流平剂为有机硅流平剂，优选德国毕克化学公司的BYK-320，BYK-335，BYK-311，BYK-335，BYK-341，BYK-346等型号的产品。
进一步，所述硅微粉的平均粒径为0.1～0.3μm。
进一步，所述甲基硅油的粘度为500～700mPa·s。
进一步，所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.1～0.3wt％，粘度为300～500mPa·s。
进一步，所述含氢硅油的活泼氢含量为0.1～0.2wt％。
进一步，所述球型氧化铝的粒径为5～40μm，优选5～8μm。
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选3-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550。
本发明的有益效果是：
本发明在导热硅胶的配方中加入了流平剂兼具消泡效果，能够有效消除矽胶布在高温烘烤过程中产生的气泡；硅微粉的加入改善了导热硅胶的热膨胀系数，进而与矽胶布的膨胀趋向一致，最大限度地减少了褶皱的产生，所得复合导热垫片的外观平整光滑，击穿电压达到9.0Kv/mm，能够广泛应用于各种电子元器件中。
本发明还要求保护上述复合导热垫片的制备方法，包括如下步骤：
1)将甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、铂催化剂和偶联剂加入到搅拌釜中，于转速为80～100rpm条件下搅拌均匀，然后向其中加入硅微粉，于转速为20～50rpm条件下搅拌均匀；再向其中加入球型氧化铝，于转速为20～50rpm条件下搅拌均匀；最后向其中加入流平剂于转速为20～60rpm条件下搅拌均匀，后抽真空脱去气泡，得到膏状料；
2)将矽胶布在120～130℃烘箱中烘烤20～40min，然后向矽胶布上倒入步骤1)所得的膏状料，后压延成1.0～2.0mm的厚度，在110～130℃下烘烤20～40min，然后再在70～90℃下保温20～40min，最后再在30～50℃下保温20～40min，取出冷却到室温，即得所述复合型导热垫片。
本发明制备方法的有益效果是：
1)在矽胶布与导热硅胶的复合阶段采用分段式降温，分段式降温消除了导热硅胶和矽胶布结合面的应力，使二者的结合效果更好；
2)在导热硅胶的配方中加入了流平剂兼具消泡效果，能够有效消除矽胶布在高温烘烤过程中产生的气泡；硅微粉的加入改善了导热硅胶的热膨胀系数，进而与矽胶布的膨胀趋向一致，最大限度地减少了褶皱的产生，所得复合导热垫片的外观平整光滑，击穿电压达到9.0Kv/mm，可在电子设备领域得到广泛应用。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
一种复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的单面的导热硅胶，按重量份计，导热硅胶包括如下组分：粘度为500mPa·s的甲基硅油100份、乙烯基含量为0.2wt％、粘度为400mPa·s端乙烯基硅油25份、活泼氢含量为0.1wt％的含氢硅油3份、铂催化剂1份、偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH-5502份、德国毕克化学BYK-320流平剂3份、粒径为5～8μm的球型氧化铝500份、硅微粉75份。
实施例2：
一种复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的单面的导热硅胶，按重量份计，导热硅胶包括如下组分：粘度为600mPa·s的甲基硅油100份、乙烯基含量为0.1wt％、粘度为300mPa·s端乙烯基硅油20份、活泼氢含量为0.2wt％的含氢硅油2份、铂催化剂0.5份、偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH-5601份、德国毕克化学BYK-335流平剂2份、粒径为20～30μm的球型氧化铝550份、硅微粉50份。
实施例3：
一种复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的双面的导热硅胶，按重量份计，导热硅胶包括如下组分：粘度为700mPa·s的甲基硅油100份、乙烯基含量为0.3wt％、粘度为500mPa·s端乙烯基硅油30份、活泼氢含量为0.1wt％的含氢硅油4份、铂催化剂0.8份、偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH-5703份、德国毕克化学BYK-311流平剂5份、粒径为5～8μm的球型氧化铝600份、硅微粉100份。
实施例4：
一种复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的单面的导热硅胶，按重量份计，导热硅胶包括如下组分：粘度为1000mPa·s的甲基硅油100份、乙烯基含量为0.5wt％、粘度为300mPa·s高乙烯基硅油25份、活泼氢含量为1wt％的含氢硅油3份、铂催化剂0.7份、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH-5602份、德国毕克化学BYK-341流平剂4份、粒径为30～40μm的球型氧化铝550份、硅微粉80份。
实施例5：
一种复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的双面的导热硅胶，按重量份计，导热硅胶包括如下组分：粘度为1500mPa·s的甲基硅油100份、乙烯基含量为0.8wt％、粘度为500mPa·s端乙烯基硅油20份、活泼氢含量为0.6wt％的含氢硅油2份、铂催化剂0.6份、偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH-5703份、德国毕克化学BYK-335流平剂5份、粒径为15～25μm的球型氧化铝600份、硅微粉60份。
实施例1～5的复合导热垫片的制备方法如下：
1)将甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、铂催化剂和偶联剂加入到搅拌釜中，于转速为80～100rpm条件下搅拌均匀，然后向其中加入硅微粉，于转速为20～50rpm条件下搅拌均匀；再向其中加入球型氧化铝，于转速为20～50rpm条件下搅拌均匀；最后向其中加入流平剂于转速为20～60rpm条件下搅拌均匀，后抽真空脱去气泡，得到膏状料；
2)将矽胶布在120～130℃烘箱中烘烤20～40min，然后向矽胶布上倒入步骤1)所得的膏状料，后压延成1.0～2.0mm的厚度，在110～130℃下烘烤20～40min，然后再在70～90℃下保温20～40min，最后再在30～50℃下保温20～40min，取出冷却到室温，即得所述复合型导热垫片。
将实施例1～5所得的复合导热垫片进行外观、导热性及热膨胀系数的测试，测试过程及结果如表1所示：
表1实施例1～5所得复合导热垫片的性能测试结果
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种外观改进的复合导热垫片，包括矽胶布和复合于矽胶布的单面或双面的导热硅胶，其特征在于，按重量份计，所述导热硅胶包括如下组分：甲基硅油100份、乙烯基硅油20～30份、含氢硅油2～4份、铂催化剂0.5～1份、偶联剂1～3份、流平剂2～5份、球型氧化铝500～600份、硅微粉50～100份。
2.根据权利要求1所述的复合导热垫片，其特征在于，所述流平剂为有机硅流平剂。
3.根据权利要求1或2所述的复合导热垫片，其特征在于，所述硅微粉的平均粒径为0.1～0.3μm。
4.根据权利要求1或2所述的复合导热垫片，其特征在于，甲基硅油的粘度为500～700mPa·s。
5.根据权利要求1或2所述的复合导热垫片，其特征在于，所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.1～0.3wt％，粘度为300～500mPa·s。
6.根据权利要求1或2所述的复合导热垫片，其特征在于，所述含氢硅油的活泼氢含量为0.1～0.2wt％。
7.根据权利要求1或2所述的复合导热垫片，其特征在于，所述球型氧化铝的粒径为5～40μm。
8.根据权利要求1或2所述的复合导热垫片，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
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