CN109627783A - 一种轻比重的导热硅胶及其制备方法 - Google Patents

一种轻比重的导热硅胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轻比重的导热硅胶的各组分重量百分比含量如下：有机硅油：10‑18％；有机硅橡胶：5‑15％；轻比重导热填料：65‑85％；硅烷偶联剂：0.3‑2％；Pt络合物：0.05‑0.1％；炔醇类抑制剂：0.01‑0.03％；上述导热硅胶的制备方法包括以下步骤：按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量；将步骤1配好的物料进行捏合搅拌；将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，搅拌均匀形成混合物；将混合物抽真空脱泡；导热硅胶原料热固化形成导热硅胶。上述轻比重导热硅胶密度低，导热系数优良，能够大大降低电池重量，广泛应用于新能源汽车动力电池以及电子材料产品，且制备过程简单方便，同时能够进行大批量生产。

Description

一种轻比重的导热硅胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子材料产品及新能源热界面材料领域，尤其是涉及一种轻比重的导热硅胶及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步，节能减排越来越受人们的重视，而新能源汽车在我们日常节能减排生活中成为不可分割一部分。而电池作为新能源汽车最重要的组成部分，常常需要要求做得容量大、质量轻，为新能源汽车减重，使之达到轻量化。新能源的电池通常会装有散热体，由于散热体大多为金属材质，使电子部件与散热器之间不能完全密合接触，导致散热效果不理想。为了提高散热效果，增加电子部件和散热器之间的接触面积，减少空气热阻，一般采取了普通导热硅胶等方法，但是随着新能源汽车轻量化的要求越来越高，普通的导热垫已经不能获得很好的减重散热效果，同时普通的导热垫质量相对较重，不能满足新能源汽车轻量化的要求。
发明内容
本发明为了解决上述问题而提供的一种轻比重的导热硅胶，所述导热硅胶的各组分重量百分比含量如下：
进一步地，所述有机硅油可以为甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、二甲基硅油或含氢硅油中的一种或几种以上的混合物。
进一步地，所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
进一步地，所述轻比重导热填料可以为球形氧化铝、氮化硼、氢氧化铝或硅铝酸盐中的一种或者两种以上混合物。
进一步地，所述硅烷偶联剂可以为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基硅烷或乙烯基三过氧化叔丁基硅烷中的一种或者两种以上混合物。
进一步地，所述导热填料的粒径不大于50微米。
上述的轻比重的导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
步骤1、按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量百分比；
步骤2、将步骤1配好的物料置于80-100℃的捏合分散设备中进行捏合搅拌；
步骤3、将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，在捏合分散设备中或高速搅拌机中搅拌均匀形成混合物；
步骤4、将步骤3中的混合物取出放入真空设备中抽真空脱泡，形成导热硅胶原料；
步骤5、将步骤4产生形成的导热硅胶原料放入压延机中压延并通过热固化形成导热硅胶。
进一步地，在步骤2中，所述捏合搅拌时间为2-4h。
进一步地，在步骤3中，所述搅拌时间为10-20min。
本发明的有益效果在于：上述轻比重导热硅胶密度低，导热系数优良，能够大大降低电池重量，广泛应用于新能源汽车动力电池以及电子材料产品，且制备过程简单方便，同时能够进行大批量生产。
具体实施方式
下面对本发明作进一步阐述：
一种轻比重的导热硅胶，导热硅胶的各组分重量百分比含量如下：有机硅油：10-18％；有机硅橡胶：5-15％；轻比重导热填料：65-85％；硅烷偶联剂：0.3-2％；Pt络合物：0.05-0.1％；炔醇类抑制剂：0.01-0.03％；
具体地，有机硅油可以为甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、二甲基硅油或含氢硅油中的一种或几种以上的混合物。有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。轻比重导热填料可以为球形氧化铝、氮化硼、氢氧化铝或硅铝酸盐中的一种或者两种以上混合物，导热填料的粒径不大于50微米。硅烷偶联剂可以为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基硅烷或乙烯基三过氧化叔丁基硅烷中的一种或者两种以上混合物。
上述轻比重的导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
步骤1、按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量百分比；
步骤2、将步骤1配好的物料置于80-100℃的捏合分散设备中进行捏合搅拌，捏合搅拌时间为2-4h；
步骤3、将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，在捏合分散设备中或高速搅拌机中搅拌均匀形成混合物，搅拌时间为10-20min；
步骤4、将步骤3中的混合物取出放入真空设备中进行抽真空脱泡，将混合物中的气泡抽出形成导热硅胶原料；
步骤5、将步骤4产生形成的导热硅胶原料放入压延机中压延并依次通过温度分别为120℃、130℃、135℃、142℃和145℃的加热通道进行热固化形成导热硅胶。
[实施例1]
一种轻比重的导热硅胶，导热硅胶的各组分重量含量如下：
有机硅油包括：2000CP甲基乙烯基硅油：50g；500C二甲基硅油：20g；含氢量为0.3％的含氢硅油：0.1g。
有机硅橡胶为60万分子量甲基乙烯基硅橡胶：40g。
轻比重导热填料包括：30微米的球形氧化铝：100g；5微米氮化硼：10；5微米氢氧化铝：15g；10微米的硅铝酸盐：160g。
硅烷偶联剂：0.5g。
5000PPM Pt络合物：0.05g。
耐温80-120℃抑制剂：0.015g。
上述轻比重的导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
步骤1、按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量百分比；
步骤2、将步骤1配好的物料置于80℃的捏合分散设备中进行捏合搅拌，捏合搅拌时间为3h；
步骤3、将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，在捏合分散设备中或高速搅拌机中搅拌均匀形成混合物，搅拌时间为20min；
步骤4、将步骤3中的混合物取出放入真空设备中进行抽真空脱泡，将混合物中的气泡抽出形成导热硅胶原料；
步骤5、将步骤4产生形成的导热硅胶原料放入压延机中压延并依次通过温度分别为120℃、130℃、135℃、142℃和145℃的加热通道进行热固化形成导热硅胶。
采用ASTM D5470测试对本实施例生产得到的导热硅胶进行测试，测得其导热系数0.8W/M.K,密度为1.15g/cm3，比普通导热硅胶密度降低40％。
[实施例2]
一种轻比重的导热硅胶，导热硅胶的各组分重量含量如下：
有机硅油包括：2000CP甲基乙烯基硅油：60g；500C二甲基硅油：20g；含氢量为0.3％的含氢硅油：0.12g。
有机硅橡胶为60万分子量甲基乙烯基硅橡胶:30g。
轻比重导热填料包括：30微米的球形氧化铝：80g；10微米氮化硼：40g；5微米氢氧化铝：15g；10微米的硅铝酸盐：200g。
硅烷偶联剂：0.8g。
5000PPM Pt络合物：0.05g。
耐温80-120℃抑制剂：0.015g。
上述轻比重的导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
步骤1、按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量百分比；
步骤2、将步骤1配好的物料置于80℃的捏合分散设备中进行捏合搅拌，捏合搅拌时间为3h；
步骤3、将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，在捏合分散设备中或高速搅拌机中搅拌均匀形成混合物，搅拌时间为20min；
步骤4、将步骤3中的混合物取出放入真空设备中进行抽真空脱泡，将混合物中的气泡抽出形成导热硅胶原料；
步骤5、将步骤4产生形成的导热硅胶原料放入压延机中压延并依次通过温度分别为120℃、130℃、135℃、142℃和145℃的加热通道进行热固化形成导热硅胶。
采用ASTM D5470测试对本实施例生产得到的导热硅胶进行测试，测得其导热系数1.2W/M.K,密度为1.4g/cm3，比普通导热硅胶密度降低36％。
[实施例3]
一种轻比重的导热硅胶，导热硅胶的各组分重量含量如下：
有机硅油包括：2000CP甲基乙烯基硅油：52g；500C二甲基硅油：30g；含氢量为0.3％的含氢硅油：0.15g。
有机硅橡胶为50万分子量甲基乙烯基硅橡胶：28g。
轻比重导热填料包括：30微米的球形氧化铝：100g；10微米氮化硼：80g；5微米氢氧化铝：15g；10微米的硅铝酸盐：220g。
硅烷偶联剂：1.5g。
5000PPM Pt络合物：0.05g。
耐温80-120℃抑制剂：0.015g。
上述轻比重的导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
步骤1、按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量百分比；
步骤2、将步骤1配好的物料置于80℃的捏合分散设备中进行捏合搅拌，捏合搅拌时间为3h；
步骤3、将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，在捏合分散设备中或高速搅拌机中搅拌均匀形成混合物，搅拌时间为20min；
步骤4、将步骤3中的混合物取出放入真空设备中进行抽真空脱泡，将混合物中的气泡抽出形成导热硅胶原料；
步骤5、将步骤4产生形成的导热硅胶原料放入压延机中压延并依次通过温度分别为120℃、130℃、135℃、142℃和145℃的加热通道进行热固化形成导热硅胶。
采用ASTM D5470测试对本实施例生产得到的导热硅胶进行测试，测得其导热系数1.5W/M.K,密度为1.7g/cm3，比普通导热硅胶密度降低30％。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种轻比重的导热硅胶，其特征在于，所述导热硅胶的各组分重量百分比含量如下：
2.根据权利要求1所述的轻比重的导热硅胶，其特征在于，所述有机硅油可以为甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、二甲基硅油或含氢硅油中的一种或几种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的轻比重的导热硅胶，其特征在于，所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的轻比重的导热硅胶，其特征在于，所述轻比重导热填料可以为球形氧化铝、氮化硼、氢氧化铝或硅铝酸盐中的一种或者两种以上混合物。
5.根据权利要求1所述的轻比重的导热硅胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂可以为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基硅烷或乙烯基三过氧化叔丁基硅烷中的一种或者两种以上混合物。
6.根据权利要求1所述的轻比重的导热硅胶，其特征在于，所述导热填料的粒径不大于50微米。
7.根据权利要求1-6任一项所述的轻比重的导热硅胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1、按照比例调配好有机硅油、有机硅橡胶、轻比重导热填料和表面处理剂的重量百分比；
步骤2、将步骤1配好的物料置于80-100℃的捏合分散设备中进行捏合搅拌；
步骤3、将捏合搅拌完成后的物料冷却至常温，加入交联剂以及pt络合物，在捏合分散设备中或高速搅拌机中搅拌均匀形成混合物；
步骤4、将步骤3中的混合物取出放入真空设备中抽真空脱泡，形成导热硅胶原料；
步骤5、将步骤4产生形成的导热硅胶原料放入压延机中压延并通过热固化形成导热硅胶。
8.根据权利要求7所述的轻比重的导热硅胶的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述捏合搅拌时间为2-4h。
9.根据权利要求7所述的轻比重的导热硅胶的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述搅拌时间为10-20min。
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