CN110105638A - 一种低密度高导热非硅材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于导热材料领域，公开了一种低密度高导热非硅材料及其制备方法和应用。该低密度高导热非硅材料包括以下质量份数的组分：导热填料600～1500份、载体100份、交联剂1～5份、交联助剂0.1～2份。本发明采用低密度高导热的氧化物、氮化物、氢氧化物、碳化物、硅粉材料为导热填料，采用液体橡胶体系，可以同时实现低密度和高导热性，同时避免传统硅油体系低分子挥发物的溢出。

Description

一种低密度高导热非硅材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于导热材料领域，特别涉及一种低密度高导热非硅材料及其制备方法和应用。
背景技术
导热材料是在树脂载体中加入各种导热助剂制备得到，常用的导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。在载体中填充高质量分数的导热填料可以实现高的导热率，但氧化铝、氧化锌、氮化铝密度较大，制备的导热材料比重较大，且大量填充导致材料伸长率较低，不能满足新能源电池、通信领域对材料轻量化高变形的要求。中国专利公开文本CN103319829A、CN108676212A、CN105860395A公开了无硅导热材料制备方法，通过在丙烯酸酯、聚烯烃等树脂中加入氮化物、氧化物、碳素材料、金属粉等材料制得，然而其对材料密度及绝缘性方面没有涉及。中国专利公开文本CN102516674A公开了一种导热三元乙丙橡胶复合材料制备方法，其采用碳包覆通纳米粒子制备，然而材料不能满足绝缘条件下使用。中国专利公开文本CN108410070A公开一种固态三元乙丙橡胶为基体，加入活化剂、润滑助剂、氧化镁和氧化铝混合均匀硫化成型制得，然而未涉及材料高导热、低密度性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低密度高导热非硅材料，其拥有良好的阻燃性、低密度、高导热、绝缘性等特点。
本发明另一目的在于提供上述低密度高导热非硅材料的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述低密度高导热非硅材料在电子器件中的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种低密度高导热非硅材料，包括以下质量份数的组分：
所述导热填料为氧化物、氮化物、氢氧化物、碳化物、硅粉中的至少一种。
优选地，所述导热填料为氮化硼、氢氧化铝、氢氧化镁、硅粉中的至少两种。
所述载体为液体橡胶，包含液体异戊橡胶、液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶、液体三元乙丙橡胶等中的一种或多种混合。
优选地，所述载体为液体异戊橡胶、液体丁苯橡胶、液体三元乙丙橡胶等中的一种或多种混合物。
所述交联剂为过氧化物硫化剂，包含过氧化苯甲酰、2,4二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基2,5-二叔丁基过氧化己烷中的至少一种。
优选地，所述交联剂为2,4二氯过氧化苯甲酰。
所述交联助剂为噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类中的至少一种。
优选地，所述交联助剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。
一种上述低密度高导热非硅材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将载体、导热填料、交联剂、交联助剂混合，混合均匀后排泡，制得混合导热料；
(2)将步骤(1)制得的混合导热料进行硫化成型，制得导热硅胶材料。
步骤(1)所述排泡是在室温真空条件下排泡。
步骤(2)所述硫化成型是在120～160℃下成型10～30min，优选在140℃成型10～30min。
上述的低密度高导热非硅材料在电子器件中的应用。
本发明的机理为：
本发明采用低密度高导热的氧化物、氮化物、氢氧化物、碳化物、硅粉材料，采用液体橡胶体系，可以同时实现低密度和高导热性，避免传统硅油体系低分子挥发物的溢出。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
本发明制备的导热材料制备方法简单不仅具有良好的导热效果、低密度、阻燃效果、低分子挥发少，而且具有优异的绝缘性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
实施例1
按照质量比例3:3:4将氮化硼、氢氧化铝、氢氧化镁配置成混合导热填料。将50g液体异戊橡胶(深圳市玛斯尼弹性体有限公司，LIR30)与50g液体三元乙丙橡胶(美国狮子化学，T76)作为载体，将600g混合导热填料加入到载体中，混合均匀，加入1.5g过氧化苯甲酰、0.3g二硫代四甲基秋兰姆，混合均匀，放入真空干燥箱中室温抽真空排气泡，然后放入厚度为1mm的模腔中，在120℃下成型15min制备导热片。
实施例2
按照质量比例2:3:3:2将氮化硼、氢氧化铝、氢氧化镁、硅粉配置成混合导热填料。将30g液体异戊橡胶(深圳市玛斯尼弹性体有限公司，LIR30)、20g液体丁苯橡胶(日本SBRSN-307R)与50g液体三元乙丙橡胶(美国狮子化学，T76)混合均匀作为载体，将800g混合导热填料加入到载体中，混合均匀，加入2.5g 2,4二氯过氧化苯甲酰、1g N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺混合均匀，放入真空干燥箱中室温抽真空排气泡，然后放入厚度为1mm的模腔中，在140℃下成型15min制备导热片。
实施例3
按照质量比例2:2:3:3将氮化硼、氢氧化铝、氢氧化镁、硅粉配置成混合导热填料。将5g液体异戊橡胶(深圳市玛斯尼弹性体有限公司，LIR30)与95g液体三元乙丙橡胶(美国狮子化学，T76)混合均匀作为载体，将1500g混合导热填料加入到载体中，混合均匀，加入5g2,4二氯过氧化苯甲酰、2g二硫化苯并噻唑混合均匀，放入真空干燥箱中室温抽真空排气泡，然后放入厚度为1mm的模腔中，在140℃下成型30min制备导热片。
对比实施例1
按照质量比例2:2:3:3将氮化硼、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝配置成600g的混合导热填料，加入到100g粘度为500mps乙烯基含量为0.4％wt的乙烯基硅油载体中，混合均匀，然后将0.01g乙炔基环己醇，2g含氢量为0.18％wt粘度为60mp*s含氢硅油加入到混合料中，混合均匀，最后加入2g铂金催化剂混合均匀，放入真空干燥箱中室温抽真空排气泡，然后放入厚度为1mm的模腔中，在120℃下成型15min制备导热片。
表1实施例1～3和对比实施例1制备的导热片的导热系数、密度以及绝缘性测试结果
由表1可知，相对于现有市面通用的导热硅胶材料，本发明制备的导热非硅胶材料不仅具有良好的导热效果、阻燃性能、低密度，同时具有较少的低分子挥发物。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低密度高导热非硅材料，其特征在于包括以下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的低密度高导热非硅材料，其特征在于：
所述导热填料为氧化物、氮化物、氢氧化物、碳化物、硅粉中的至少一种；
所述的载体为液体橡胶。
3.根据权利要求1所述的低密度高导热非硅材料，其特征在于：
所述交联剂为过氧化物硫化剂；
所述交联助剂为噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的低密度高导热非硅材料，其特征在于：
所述导热填料为氮化硼、氢氧化铝、氢氧化镁、硅粉中的至少两种。
5.根据权利要求1所述的低密度高导热非硅材料，其特征在于：
所述载体为液体异戊橡胶、液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶、液体三元乙丙橡胶中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的低密度高导热非硅材料，其特征在于：
所述交联剂为过氧化苯甲酰、2,4二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基2,5-二叔丁基过氧化己烷中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的低密度高导热非硅材料，其特征在于：
所述交联助剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的低密度高导热非硅材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将载体、导热填料、交联剂、交联助剂混合，混合均匀后排泡，制得混合导热料；
(2)将步骤(1)制得的混合导热料进行硫化成型，制得导热硅胶材料。
9.根据权利要求8所述的低密度高导热非硅材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述排泡是在室温真空条件下排泡；
步骤(2)所述硫化成型是在120～160℃下成型10～30min。
10.根据权利要求1～7任一项所述的低密度高导热非硅材料在电子器件中的应用。
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