CN110343391A - 低密度高导热的硅胶垫片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低密度高导热的硅胶垫片及其制备方法，按重量份计，包括如下组分：有机硅聚合物：包括乙烯基硅油120‑180份，含氢硅油20‑40份；导热填料：包括改性氧化铝700‑900份，改性氢氧化铝500‑900份，改性氮化硼30‑60份；助剂：包括偶联剂1‑10份，催化剂0.1‑1份，抑制剂0.1‑2份。该硅胶垫片的制备方法包括如下步骤：首先将乙烯基硅油、含氢硅油、偶联剂、抑制剂搅拌均匀后，依次加入改性氮化硼、改性氢氧化铝、改性氧化铝搅拌均匀，再加入催化剂搅拌均匀得到基料；再将基料依次经过抽真空、挤压成片、高温硫化后得到低密度高导热的硅胶垫片。本发明的硅胶垫片兼备密度低导热效果好的特点，满足了新能源汽车电池轻量化的需求，其制备方法简单易操作。

Description

低密度高导热的硅胶垫片及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热垫片领域，尤其涉及一种低密度高导热的硅胶垫片及其制备方法。
背景技术
近年来随着人们节能减排意识的增强，具有无污染、噪音低、能源效率高等优点的新能源汽车受到了越来越多消费者的青睐。众所周知，减轻汽车自身的重量可以有效地降低汽车排放，实现汽车燃烧效率的提高。而电池作为新能源汽车最重要的组成部分，其轻量化设计成为未来新能源汽车领域的重要发展方向。目前，新能源汽车电池需采用硅胶垫片散热，但现有的导热系数在2.5W以上的硅胶垫片，其密度普遍在2.7g/cm3以上，难以满足汽车轻量化的需求。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种低密度高导热的硅胶垫片，该硅胶垫片兼备密度低导热系数高的特点，不仅达到了新能源汽车电池散热效的需求，而且降低了汽车自重，达到了节约能源的目的；本发明的另一个目的在于提供一种低密度高导热硅胶垫片的制备方法，该方法简单易操作，适用于大批量生产。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种低密度高导热的硅胶垫片，按重量份计，包括如下组分：有机硅聚合物：包括乙烯基硅油120-180份，含氢硅油20-40份；导热填料：包括改性氧化铝700-900份，改性氢氧化铝500-900份，改性氮化硼30-60份；助剂：包括偶联剂1-10份，催化剂0.1-1份，抑制剂0.1-2份。
进一步来说，所述改性氧化铝的粒径为30-60μm，所述改性氢氧化铝的粒径为10-30μm，所述改性氮化硼的粒径为1-5μm。
进一步来说，所述改性氧化铝、改性氢氧化铝的改性助剂采用KH-151、KH-171、KH-540、KH-550中的一种或多种；所述改性氮化硼的改性助剂采用KH-151、KH-171、钛酸酯中的一种或多种。
进一步来说，各所述组分的重量份数为：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，催化剂1份，抑制剂2份，改性氧化铝860份，改性氢氧化铝610份，改性氮化硼60份。在该重量份数下制得的硅胶垫片的导热系数高达2.8W，密度仅为2.0g/cm3。
进一步来说，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570中的一种或多种；所述抑制剂为多乙烯基硅氧烷、马来酸酯、含磷化合物中的一种或几种；所述催化剂为氯铂酸、氯铂酸-异丙醇、卡斯特催化剂中的一种。
进一步来说，所述含氢硅油的含氢量为0.1％～3.0％。
本发明还提供了一种低密度高导热硅胶垫片的制备方法，包括如下步骤：(1)搅拌分散：按一定重量份数，将乙烯基硅油、含氢硅油、偶联剂、抑制剂加入到搅拌釜中，在50-80r/min的转速下搅拌10-30min,使各组分混合均匀；加入改性氮化硼，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；加入改性氢氧化铝，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；加入改性氧化铝，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；最后加入催化剂，在10-30r/min的转速下搅拌10-30min得到基料；(2)抽真空：将搅拌均匀的基料放置到真空机中抽真空,使基料中的空气被全部抽出；(3)挤压成片：将抽真空后的基料放入到压片机中挤压成一定厚度的片材；(4)高温硫化：将片材放入到高温烘箱内，进行高温硫化，即得低密度高导热的硅胶垫片。
进一步来说，所述步骤(2)中抽真空时间为20-40min。
进一步来说，所述步骤(4)中高温硫化的温度为125℃，时间为10-40min。
本发明的有益效果在于：本发明的硅胶垫片通过采用高导热低密度的改性材料作为导热填料以及对原料选择和用量的控制，使得硅胶垫片兼备了密度低导热系数高的特点，不仅达到了新能源汽车电池散热效的需求，而且满足了新能源汽车电池轻量化的需求，并且制备方法简单易操作，适合批量生产。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例
本发明的一种低密度高导热的硅胶垫片，按重量份计，包括如下组分：有机硅聚合物：包括乙烯基硅油120-180份，含氢硅油20-40份；导热填料：包括改性氧化铝700-900份，改性氢氧化铝500-900份，改性氮化硼30-60份；助剂：包括偶联剂1-10份，催化剂0.1-1份，抑制剂0.1-2份。其中，所述含氢硅油的含氢量为0.1％～3.0％。所述改性氧化铝的粒径为30-60μm，所述改性氢氧化铝的粒径为10-30μm，所述改性氮化硼的粒径为1-5μm。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570中的一种或多种，所述抑制剂为多乙烯基硅氧烷、马来酸酯、含磷化合物中的一种或几种，所述催化剂为氯铂酸、氯铂酸-异丙醇、卡斯特催化剂中的一种。所述改性氧化铝、改性氢氧化铝的改性助剂采用KH-151、KH-171、KH-540、KH-550中的一种或多种，所述改性氮化硼的改性助剂采用KH-151、KH-171、钛酸酯中的一种或多种。
优选的，各所述组分的重量份数为：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，催化剂1份，抑制剂2份，改性氧化铝860份，改性氢氧化铝610份，改性氮化硼60份。在该重量份数下制得的硅胶垫片的导热系数高达2.8W，密度仅为2.0g/cm3。
上述低密度高导热硅胶垫片的制备方法包括如下步骤：(1)搅拌分散：按一定重量份数，将乙烯基硅油、含氢硅油、偶联剂、抑制剂加入到搅拌釜中，在50-80r/min的转速下搅拌10-30min,使各组分混合均匀；加入改性氮化硼，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；加入改性氢氧化铝，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；加入改性氧化铝，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；最后加入催化剂，在10-30r/min的转速下搅拌10-30min得到基料；(2)抽真空：将搅拌均匀的基料放置到真空机中抽真空20-40min,使基料中的空气被全部抽出；(3)挤压成片：将抽真空后的基料放入到压片机中挤压成一定厚度的片材；(4)高温硫化：将片材放入到高温烘箱内，进行高温硫化即可，其硫化温度为125℃，时间为10-40min。
实施例一
一种低密度高导热的硅胶垫片，包括如下重量份组分：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，抑制剂2份，改性氮化硼60份，改性氢氧化铝610份，改性氧化铝860份，催化剂1份。
上述硅胶垫片的制备步骤为：(1)按上述重量份，将乙烯基硅油、含氢硅油、偶联剂、抑制剂加入到搅拌釜中，在60r/min的转速下搅拌20min,使各组分混合均匀；加入改性氮化硼，在70r/min的转速下搅拌10min；加入改性氢氧化铝，在70r/min的转速下搅拌20min；加入改性氧化铝，在70r/min的转速下搅拌30min；最后加入催化剂，在20r/min的转速下搅拌20min得到基料；(2)抽真空：将搅拌均匀的基料放置到真空机中抽真空30min,使基料中的空气被全部抽出；(3)挤压成片：将抽真空后的基料放入到压片机中挤压成一定厚度的片材；(4)高温硫化：将片材放入到高温烘箱内，进行高温硫化即可，其硫化温度为125℃，时间为25min。
对该硅胶垫片的导热性按照ASTM-D5470标准测得导热系数为2.8W，对该硅胶垫片的密度按照氦气真密度法测得密度为2.0g/cm3。
实施例二
一种低密度高导热的硅胶垫片，包括如下重量份组分：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，抑制剂2份，改性氮化硼50份，改性氢氧化铝700份，改性氧化铝700份，催化剂1份。其制备步骤与实施例一相同，此处不再赘述。
对该硅胶垫片的导热性按照ASTM-D5470标准测得导热系数为2.6W，对该硅胶垫片的密度按照氦气真密度法测得密度为2.3g/cm3。
实施例三
一种低密度高导热的硅胶垫片，包括如下重量份组分：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，抑制剂2份，改性氮化硼40份，改性氢氧化铝600份，改性氧化铝800份，催化剂1份。其制备步骤与实施例一相同，此处不再赘述。
对该硅胶垫片的导热性按照ASTM-D5470标准测得导热系数为2.5W，对该硅胶垫片的密度按照氦气真密度法测得密度为2.5g/cm3。
实施例四
一种低密度高导热的硅胶垫片，包括如下重量份组分：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，抑制剂2份，改性氮化硼50份，改性氢氧化铝600份，改性氧化铝800份，催化剂1份。其制备步骤与实施例一相同，此处不再赘述。
对该硅胶垫片的导热性按照ASTM-D5470标准测得导热系数为2.65W，对该硅胶垫片的密度按照氦气真密度法测得密度为2.5g/cm3。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低密度高导热的硅胶垫片，其特征在于：
按重量份计，包括如下组分：
有机硅聚合物：乙烯基硅油120-180份，含氢硅油20-40份；
导热填料：改性氧化铝700-900份，改性氢氧化铝500-900份，改性氮化硼30-60份；
助剂：偶联剂1-10份，催化剂0.1-1份，抑制剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的硅胶垫片，其特征在于：所述改性氧化铝的粒径为30-60μm，所述改性氢氧化铝的粒径为10-30μm，所述改性氮化硼的粒径为1-5μm。
3.根据权利要求2所述的硅胶垫片，其特征在于：所述改性氧化铝、改性氢氧化铝的改性助剂采用KH-151、KH-171、KH-540、KH-550中的一种或多种；所述改性氮化硼的改性助剂采用KH-151、KH-171、钛酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的硅胶垫片，其特征在于：各所述组分的重量份数为：乙烯基硅油170份，含氢硅油30份，偶联剂6份，催化剂1份，抑制剂2份，改性氧化铝860份，改性氢氧化铝610份，改性氮化硼60份。
5.根据权利要求1-4任一所述的硅胶垫片，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570中的一种或多种；所述抑制剂为多乙烯基硅氧烷、马来酸酯、含磷化合物中的一种或几种；所述催化剂为氯铂酸、氯铂酸-异丙醇、卡斯特催化剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的硅胶垫片，其特征在于：所述含氢硅油的含氢量为0.1％～3.0％。
7.一种低密度高导热硅胶垫片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)搅拌分散：按一定重量份数，将乙烯基硅油、含氢硅油、偶联剂、抑制剂加入到搅拌釜中，在50-80r/min的转速下搅拌10-30min,使各组分混合均匀；加入改性氮化硼，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；加入改性氢氧化铝，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；加入改性氧化铝，在40-70r/min的转速下搅拌10-30min；最后加入催化剂，在10-30r/min的转速下搅拌10-30min得到基料；
(2)抽真空：将搅拌均匀的基料放置到真空机中抽真空,使基料中的空气被全部抽出；
(3)挤压成片：将抽真空后的基料放入到压片机中挤压成一定厚度的片材；
(4)高温硫化：将片材放入到高温烘箱内，进行高温硫化，即得低密度高导热的硅胶垫片。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中抽真空时间为20-40min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中高温硫化的温度为125℃，时间为10-40min。
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