CN112980197A - 一种导热硅胶片 - Google Patents

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Abstract

本发明属于导热材料领域，尤其是一种导热硅胶片，针对现有的导热硅胶片的导热性能较差，适用范围小问题，现提出如下方案，其包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶2‑7%、乙烯基硅胶3‑8%、二甲基硅油2‑6%、含氢硅油1‑5%、铂金催化剂1‑5%、碳化硅3‑7%、聚苯硫醚1‑5%、石墨烯2‑7%、纳米碳1‑5%、碳纤维1‑5%、导热硅脂1‑5%、氧化铝颗粒1‑5%、玻璃纤维1‑5%，其余为水，本发明具有良好的导热特性，导热、散热效率高，适用范围广。

Description

一种导热硅胶片
技术领域
本发明涉及导热材料领域，尤其涉及一种导热硅胶片。
背景技术
“导热硅胶片”是以硅胶为基材，添加金属氧化物等各种辅材，通过特殊工艺合成的一种导热介质材料，在行业内，又称为导热硅胶垫，导热矽胶片，软性导热垫，导热硅胶垫片等等，是专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产，能够填充缝隙，打通发热部位与散热部位间的热通道，有效提升热传递效率，同时还起到绝缘、减震、密封等作用，能够满足设备小型化及超薄化的设计要求，是极具工艺性和使用性，且厚度适用范围广，一种极佳的导热填充材料。
现有的导热硅胶片的导热性能较差，适用范围小，因此我们提出了一种导热硅胶片，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在导热硅胶片的导热性能较差，适用范围小的缺点，而提出的一种导热硅胶片。
本发明提出的一种导热硅胶片，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶2-7%、乙烯基硅胶3-8%、二甲基硅油2-6%、含氢硅油1-5%、铂金催化剂1-5%、碳化硅3-7%、聚苯硫醚1-5%、石墨烯2-7%、纳米碳1-5%、碳纤维1-5%、导热硅脂1-5%、氧化铝颗粒1-5%、玻璃纤维1-5%，其余为水。
优选的，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶3-6%、乙烯基硅胶4-7%、二甲基硅油3-5%、含氢硅油2-4%、铂金催化剂2-4%、碳化硅4-6%、聚苯硫醚2-4%、石墨烯3-6%、纳米碳2-4%、碳纤维2-4%、导热硅脂2-4%、氧化铝颗粒2-4%、玻璃纤维2-4%，其余为水。
优选的，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶4%、乙烯基硅胶5%、二甲基硅油4%、含氢硅油3%、铂金催化剂3%、碳化硅5%、聚苯硫醚3%、石墨烯4%、纳米碳3%、碳纤维3%、导热硅脂3%、氧化铝颗粒3%、玻璃纤维3%，其余为水。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
S1：将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，制得第一混合料；
S2：将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，制得第三混合料；
S3：将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，制得第四混合料；
S4：将第四混合料放进压延机内，压延出半成品，将半成品放进隧道炉中进行硫化，硫化完成后即可制得导热硅胶片。
优选的，S1中，将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，制得第一混合料，搅拌温度为100-110℃，搅拌时间为2-5h，搅拌速度为500-600r/min。
优选的，S2中，将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，搅拌时间为1-2h，搅拌速度为400-500r/min，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，搅拌时间为1-3h，搅拌速度为600-700r/min，制得第三混合料。
优选的，S3中，将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，抽真空1-2小时，制得第四混合料。
优选的，所述S4中，硫化的过程的参数设置为：一区温度为130°C，二区温度为140°C，三区温度为145°C，四区温度为150°C，每个温度区的硫化时间均为2分钟。
金刚砂又名碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2，碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好。
聚苯硫醚英文简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点；
石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK），当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK，此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移；
碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的；
导热硅脂俗称散热膏，导热硅脂以有机硅酮为主要原料，添加耐热、导热性能优异的材料，制成的导热型有机硅脂状复合物，用于功率放大器、晶体管、电子管、CPU等电子元器件的导热及散热，从而保证电子仪器、仪表等的电气性能的稳定；
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高；
本发明的有益效果是：
本方案的碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好；聚苯硫醚具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良的特点，石墨烯具有非常好的热传导性能，碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性；
导热硅脂可以提高耐热、导热性能；
本发明具有良好的导热特性，导热、散热效率高，适用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出了一种导热硅胶片，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶2%、乙烯基硅胶3%、二甲基硅油2%、含氢硅油1%、铂金催化剂1%、碳化硅3%、聚苯硫醚1%、石墨烯2%、纳米碳1%、碳纤维1%、导热硅脂1%、氧化铝颗粒1%、玻璃纤维1%，其余为水；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，搅拌温度为100℃，搅拌时间为2h，搅拌速度为500r/min，制得第一混合料；
S2：将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，搅拌时间为1h，搅拌速度为400r/min，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，搅拌时间为1-3h，搅拌速度为600r/min，制得第三混合料；
S3：将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，抽真空1小时，制得第四混合料；
S4：将第四混合料放进压延机内，压延出半成品，将半成品放进隧道炉中进行硫化，硫化的过程的参数设置为：一区温度为130°C，二区温度为140°C，三区温度为145°C，四区温度为150°C，每个温度区的硫化时间均为2分钟，硫化完成后即可制得导热硅胶片。
实施例二
本发明提出了一种导热硅胶片，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶5%、乙烯基硅胶5%、二甲基硅油4%、含氢硅油3%、铂金催化剂3%、碳化硅4%、聚苯硫醚3%、石墨烯5%、纳米碳3%、碳纤维3%、导热硅脂3%、氧化铝颗粒3%、玻璃纤维3%，其余为水；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，搅拌温度为105℃，搅拌时间为3h，搅拌速度为550r/min，制得第一混合料；
S2：将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，搅拌时间为1.5h，搅拌速度为450r/min，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，搅拌时间为2h，搅拌速度为650r/min，制得第三混合料；
S3：将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，抽真空1.5小时，制得第四混合料；
S4：将第四混合料放进压延机内，压延出半成品，将半成品放进隧道炉中进行硫化，硫化的过程的参数设置为：一区温度为130°C，二区温度为140°C，三区温度为145°C，四区温度为150°C，每个温度区的硫化时间均为2分钟，硫化完成后即可制得导热硅胶片。
实施例三
本发明提出了一种导热硅胶片，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶7%、乙烯基硅胶8%、二甲基硅油6%、含氢硅油5%、铂金催化剂5%、碳化硅7%、聚苯硫醚5%、石墨烯7%、纳米碳5%、碳纤维5%、导热硅脂5%、氧化铝颗粒5%、玻璃纤维5%，其余为水；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，搅拌温度为110℃，搅拌时间为5h，搅拌速度为600r/min，制得第一混合料；
S2：将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，搅拌时间为2h，搅拌速度为500r/min，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，搅拌时间为3h，搅拌速度为700r/min，制得第三混合料；
S3：将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，抽真空2小时，制得第四混合料；
S4：将第四混合料放进压延机内，压延出半成品，将半成品放进隧道炉中进行硫化，硫化的过程的参数设置为：一区温度为130°C，二区温度为140°C，三区温度为145°C，四区温度为150°C，每个温度区的硫化时间均为2分钟，硫化完成后即可制得导热硅胶片。
对实施例一至三制得的导热硅胶片，对比常规的导热硅胶片，实验数据如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由上述表格可知，本发明提出的导热硅胶片具有良好的导热特性，导热、散热效率高，且实施三为最佳实施例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种导热硅胶片，其特征在于，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶2-7%、乙烯基硅胶3-8%、二甲基硅油2-6%、含氢硅油1-5%、铂金催化剂1-5%、碳化硅3-7%、聚苯硫醚1-5%、石墨烯2-7%、纳米碳1-5%、碳纤维1-5%、导热硅脂1-5%、氧化铝颗粒1-5%、玻璃纤维1-5%，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种导热硅胶片，其特征在于，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶3-6%、乙烯基硅胶4-7%、二甲基硅油3-5%、含氢硅油2-4%、铂金催化剂2-4%、碳化硅4-6%、聚苯硫醚2-4%、石墨烯3-6%、纳米碳2-4%、碳纤维2-4%、导热硅脂2-4%、氧化铝颗粒2-4%、玻璃纤维2-4%，其余为水。
3.根据权利要求1所述的一种导热硅胶片，其特征在于，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶4%、乙烯基硅胶5%、二甲基硅油4%、含氢硅油3%、铂金催化剂3%、碳化硅5%、聚苯硫醚3%、石墨烯4%、纳米碳3%、碳纤维3%、导热硅脂3%、氧化铝颗粒3%、玻璃纤维3%，其余为水。
4.根据权利要求1所述的一种导热硅胶片，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
S1：将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，制得第一混合料；
S2：将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，制得第三混合料；
S3：将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，制得第四混合料；
S4：将第四混合料放进压延机内，压延出半成品，将半成品放进隧道炉中进行硫化，硫化完成后即可制得导热硅胶片。
5.根据权利要求4所述的一种导热硅胶片，其特征在于，所述S1中，将甲基乙烯基硅橡胶、乙烯基硅胶、二甲基硅油、含氢硅油放进混合机中进行搅拌混合，制得第一混合料，搅拌温度为100-110℃，搅拌时间为2-5h，搅拌速度为500-600r/min。
6.根据权利要求4所述的一种导热硅胶片，其特征在于，所述S2中，将碳化硅、聚苯硫醚、石墨烯、纳米碳、碳纤维、导热硅脂、氧化铝颗粒、玻璃纤维搅拌混合，搅拌时间为1-2h，搅拌速度为400-500r/min，制得第二混合料，将第二混合料与第一混合料搅拌混合，搅拌时间为1-3h，搅拌速度为600-700r/min，制得第三混合料。
7.根据权利要求4所述的一种导热硅胶片，其特征在于，所述S3中，将第三混合料与铂金催化剂搅拌混合，抽真空1-2小时，制得第四混合料。
8.根据权利要求4所述的一种导热硅胶片，其特征在于，所述S4中，硫化的过程的参数设置为：一区温度为130°C，二区温度为140°C，三区温度为145°C，四区温度为150°C，每个温度区的硫化时间均为2分钟。
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