CN113337128A - 一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法，所述高耐候性的导热凝胶组合物包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂70份～85份、端含氢硅油15份～30份、苯乙烯基硅烷2份～5份、导热填料200份～2500份、抗氧剂0.5份～3份、交联剂8份～20粉、铂催化剂0.5份～6份、硅烷偶联剂0.5份～6份。本发明通过对导热填料进行改性，显著提高了导热凝胶的导热性能；通过对有机硅进行改性，增强了导热凝胶的附着力、耐热性；通过筛选设计合理的配方，整体上提高导热性能的同时，赋予了导热凝胶高耐候性、高附着力、抗老化性，改善了导热凝胶迁移、变硬、开裂现象。

Description

一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热材料技术领域，具体涉及一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法。
背景技术
随着电子设备微型化的快速发展，器件内部高功率模块增加，因此对电子元器件的散热性能有了更高要求。目前应用于电子产品的导热界面材料包括导热硅脂、导热垫片、导热凝胶、导热胶粘剂等。其中，导热凝胶是以硅油为基体，加入催化剂、交联剂、抑制剂、导热填料和各种助剂，经过搅拌、混合和封装制成的凝胶状导热材料。导热凝胶继承了硅胶材料亲和性好，耐候性、耐高低温性以及绝缘性好等优点，同时可塑性强，能够满足不平整界面的填充，可以满足各种应用下的传热需求，且兼具导热垫片和导热硅胶的优点，同时较好的弥补了二者的弱点。
但导热凝胶中使用的有机高分子材料为聚硅氧烷时，硅油容易发生滑移，从而造成在电子元器件的交叉污染，此外，以有机硅为基体的导热凝胶在存储和使用过程中经常会由于受热和零部件挤压导致硅油析出，析出硅油的挥发物也会对电子设备造成不可逆的损害；导热凝胶长期使用会出现变硬、开裂等现象，导热凝胶的耐候性差。
中国专利CN111393855A公开了一种具有优异耐候性的高导热凝胶组合物，包括以下重量份的组分：乙烯基硅油100份、交联剂5-20份、扩链剂0-10份、抑制剂0.1-1份、催化剂0.05-1份、偶联剂2-10份、导热粉体2000-3000份；其中所述乙烯基硅油包括分子链末端具有每分子至少两个键合于硅原子的乙烯基并且在分子侧链上不具有乙烯基的端乙烯基硅油，在25℃温度下端乙烯基硅油的粘度为50～500mPa·s，乙烯基基团量0.1-2.0mmol/g。该专利通过配方设计及不同粒径的球形导热粉体复配使用赋予导热凝胶高导热性，通过交联剂和扩链剂的配合使用赋予导热凝胶交联密度，并且在球形导热粉体中加入角形导热粉体，提高导热系数的同时大大改善导热凝胶在高低温冲击下滑移和开裂现象，赋予导热凝胶优异的耐候性，提高其老化可靠性和产品竞争力。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明提供如下技术方案：
一种高耐候性的导热凝胶组合物，所述高耐候性的导热凝胶组合物包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂70份～85份、端含氢硅油15份～30份、苯乙烯基硅烷2份～5份、导热填料200份～2500份、抗氧剂0.5份～3份、交联剂8份～20粉、铂催化剂0.5份～6份、硅烷偶联剂0.5份～6份；
所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁60份～80份、纳米氧化铝20份～30份、氧化锌10份～20份、碳纳米管3份～10份、氮化铝5份～15份。
优选地，所述高耐候性的导热凝胶组合物包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂80份～85份、端含氢硅油20份～30份、苯乙烯基硅烷2.5份～4.5份、导热填料1000份～2000份、抗氧剂1份～2.5份、交联剂12份～18粉、铂催化剂2.5份～4.5份、硅烷偶联剂3份～4份；
所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁65份～75份、纳米氧化铝22份～28份、氧化锌15份～18份、碳纳米管5份～8份、氮化铝8份～12份。
优选地，所述高耐候性的导热凝胶组合物包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂80份、端含氢硅油20份、苯乙烯基硅烷4份、导热填料2000份、抗氧剂1.5份、交联剂12粉、铂催化剂2份、硅烷偶联剂4.5份；
所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁80份、纳米氧化铝25份、氧化锌20份、碳纳米管7份、氮化铝10份。
优选地，所述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在80℃～90℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至150℃～170℃，在300r/min～500r/min下搅拌120min～150min；停止加热，继续搅拌100min～120min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
更优选地，所述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；所述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为1.5～6:1～7:1。
更优选地，所述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的8％～16％；所述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的20％～40％。
更优选地，所述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:2～4:3～5的比例混合而成；所述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的40％～60％。
优选地，所述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌1h～2h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
更优选地，S3中，所述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；所述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.32～0.55。
本发明另一目的在于提供一种上述高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度30℃～40℃，搅拌转速800r/min～1200r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将所述重量份的导热填料在高温110℃～130℃干燥1h～3h，转入高速混合机混合；再加入所述重量份的硅烷偶联剂，在温度20℃～30℃，搅拌转速50r/min～100r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末捏合均匀，然后在100℃～130℃脱水处理1h～2h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入所述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
优选地，步骤(3)中，捏合时间为20min～40min，捏合速度为50r/min～80r/min。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：
(1)本发明高耐候性的导热凝胶组合物具有良好的稳定性、可靠性、耐候性、导热性能和贴合性。通过对导热填料进行改性，显著提高了导热凝胶的导热性能；通过对有机硅进行改性，增强了导热凝胶的附着力、耐热性；通过筛选设计合理的配方，整体上提高导热性能的同时，赋予了导热凝胶高耐候性、高附着力、抗老化性，改善了导热凝胶迁移、变硬、开裂现象。
(2)本发明采用硼酸改性有机硅树脂，能够使有机硅树脂具有优异的耐热性，进一步采用环氧树脂进行改性，能够使附着力增强；改性纳米氧化镁与多种导热填料复合使用，显著提高了导热凝胶的导热系数；同时，固化后的导热凝胶，能够在高低温冲击下不滑移，不开裂，赋予了导热凝胶优异的耐候性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法
高耐候性的导热凝胶组合物，包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂70份、端含氢硅油15份、苯乙烯基硅烷2份、导热填料200份、抗氧剂0.5份、交联剂8份、铂催化剂0.5份、硅烷偶联剂0.5份；所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁60份、纳米氧化铝20份、氧化锌10份、碳纳米管3份、氮化铝5份。
上述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在80℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至150℃，在300r/min下搅拌120min；停止加热，继续搅拌100min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
上述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；上述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为1.5:1:1；上述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的8％；上述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的20％；上述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:2:3的比例混合而成；上述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的40％。
上述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌1h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
S3中，上述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；上述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.32。
上述高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度30℃，搅拌转速800r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将上述重量份的导热填料在高温110℃干燥1h～3h，转入高速混合机混合；再加入上述重量份的硅烷偶联剂，在温度20℃，搅拌转速50r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末在捏合速度50r/min的条件下捏合20min～，然后在100℃脱水处理1h～2h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入上述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
实施例2
一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法
高耐候性的导热凝胶组合物，包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂80份、端含氢硅油20份、苯乙烯基硅烷2.5份、导热填料1000份、抗氧剂1份、交联剂12份、铂催化剂2.5份、硅烷偶联剂3份；所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁65份、纳米氧化铝22份、氧化锌15份、碳纳米管5份、氮化铝8份。
上述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在85℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至155℃，在300r/min下搅拌125min；停止加热，继续搅拌110min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
上述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；上述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为2:3:1；上述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的10％；上述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的25％；上述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:2.5:2.5的比例混合而成；上述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的45％。
上述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌1.5h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
S3中，上述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；上述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.35。
上述高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度35℃，搅拌转速900r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将上述重量份的导热填料在高温115℃干燥1h～3h，转入高速混合机混合；再加入上述重量份的硅烷偶联剂，在温度25℃，搅拌转速60r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末在捏合速度60r/min的条件下捏合30min，然后在110℃脱水处理1.5h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入上述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
实施例3
一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法
高耐候性的导热凝胶组合物，包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂80份、端含氢硅油20份、苯乙烯基硅烷4份、导热填料2000份、抗氧剂1.5份、交联剂12粉、铂催化剂2份、硅烷偶联剂4.5份；所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁80份、纳米氧化铝25份、氧化锌20份、碳纳米管7份、氮化铝10份。
上述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在85℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至160℃，在400r/min下搅拌150min；停止加热，继续搅拌120min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
上述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；上述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为4:4.5:1；上述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的12％；上述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的30％；上述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:3:4的比例混合而成；上述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的50％。
上述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌2h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
S3中，上述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；上述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.45。
上述高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度40℃，搅拌转速1000r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将上述重量份的导热填料在高温120℃干燥2h，转入高速混合机混合；再加入上述重量份的硅烷偶联剂，在温度30℃，搅拌转速100r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末在捏合速度60r/min的条件下捏合30min，然后在120℃脱水处理2h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入上述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
实施例4
一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法
高耐候性的导热凝胶组合物，包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂85份、端含氢硅油30份、苯乙烯基硅烷4.5份、导热填料2000份、抗氧剂2.5份、交联剂18粉、铂催化剂4.5份、硅烷偶联剂4份；所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁75份、纳米氧化铝28份、氧化锌18份、碳纳米管8份、氮化铝12份。
上述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在90℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至165℃，在400r/min下搅拌140min；停止加热，继续搅拌110min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
上述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；上述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为1.55:6:1；上述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的14％；上述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的35％；上述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:3.5:4的比例混合而成；上述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的50％。
上述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌2h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
S3中，上述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；上述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.5。
上述高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度40℃，搅拌转速1000r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将上述重量份的导热填料在高温120℃干燥2h，转入高速混合机混合；再加入上述重量份的硅烷偶联剂，在温度25℃，搅拌转速90r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末在捏合速度70r/min的条件下捏合35min，然后在1200℃脱水处理2h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入上述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
实施例5
一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法
高耐候性的导热凝胶组合物，包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂85份、端含氢硅油30份、苯乙烯基硅烷5份、导热填料2500份、抗氧剂3份、交联剂20粉、铂催化剂6份、硅烷偶联剂6份；所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁80份、纳米氧化铝30份、氧化锌20份、碳纳米管10份、氮化铝15份。
上述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在90℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至170℃，在500r/min下搅拌150min；停止加热，继续搅拌120min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
上述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；上述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为6:7:1；上述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的16％；上述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的40％；上述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:4:5的比例混合而成；上述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的60％。
上述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌2h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
S3中，上述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；上述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.55。
上述高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度40℃，搅拌转速1200r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将上述重量份的导热填料在高温130℃干燥3h，转入高速混合机混合；再加入上述重量份的硅烷偶联剂，在温度30℃，搅拌转速100r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末在捏合速度80r/min的条件下捏合40min，然后在130℃脱水处理2h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入上述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
对比例1
与实施例3相比，区别在于将改性纳米氧化镁替换为纳米氧化镁。
对比例2
与实施例3相比，区别在于将改性有机硅树脂替换为有机硅树脂。
试验例
为了确定本发明制备的高耐候性的导热凝胶组合物的性能，现对实施例1～5制备的高耐候性的导热凝胶组合物及对比例1、对比例2制备的高耐候性的导热凝胶组合物分别进行性能测试：
(1)基本性能测试
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003093884880000121
(2)高低温冲击测试
测试结果如表2所示：
表2
高低温冲击测试
实施例1 合格
实施例2 合格
实施例3 合格
实施例4 合格
实施例5 合格
对比例1 合格
对比例2 不合格
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述高耐候性的导热凝胶组合物包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂70份～85份、端含氢硅油15份～30份、苯乙烯基硅烷2份～5份、导热填料200份～2500份、抗氧剂0.5份～3份、交联剂8份～20粉、铂催化剂0.5份～6份、硅烷偶联剂0.5份～6份；
所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁60份～80份、纳米氧化铝20份～30份、氧化锌10份～20份、碳纳米管3份～10份、氮化铝5份～15份。
2.根据权利要求1所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述高耐候性的导热凝胶组合物包括以下重量份的组分：改性有机硅树脂80份、端含氢硅油20份、苯乙烯基硅烷4份、导热填料2000份、抗氧剂1.5份、交联剂12粉、铂催化剂2份、硅烷偶联剂4.5份；
所述导热填料包括以下重量份的原料：改性纳米氧化镁80份、纳米氧化铝25份、氧化锌20份、碳纳米管7份、氮化铝10份。
3.根据权利要求1所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述改性有机硅树脂的制备包括以下步骤：将有机硅树脂原料加入去离子水中，充分搅拌后，加入硼酸，在80℃～90℃下搅拌至硼酸完全溶解，停止搅拌，待温度降至70℃减压蒸馏，得到预聚物；将预聚物充分溶解于二甲苯中，与熔融态的环氧树脂搅拌混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合溶剂，加热至150℃～170℃，在300r/min～500r/min下搅拌120min～150min；停止加热，继续搅拌100min～120min，停止搅拌，制得改性聚硅氧烷。
4.根据权利要求3所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述有机硅树脂原料包括甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷；所述甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的质量比为1.5～6:1～7:1。
5.根据权利要求3所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述硼酸的添加量为有机硅树脂原料质量的8％～16％；所述环氧树脂的添加量为有机硅树脂原料质量的20％～40％。
6.根据权利要求3所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述混合溶剂为环己酮、二甲苯、正丁醇按体积比1:2～4:3～5的比例混合而成；所述混合溶剂的添加量为有机硅树脂原料质量的40％～60％。
7.根据权利要求1所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，所述改性纳米氧化镁的制备包括以下步骤：
S1，将聚乙烯醇加入水中分散均匀后制得浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇水溶液；将浓度为20％的氨水溶液加入到浓度为1.3mol/L的氯化镁水溶液中，充分搅拌混合均匀后得到混合溶液；将混合溶液以500L/h的速度添加到浓度为0.5mol/L的聚乙烯醇溶液中，超声波混合均匀，置于恒温水浴中，搅拌至完全转化为凝胶后停止添加，得到混合凝胶；
S2，将步骤S1得到的混合凝胶陈化24h，抽滤后，依次用聚乙烯醇水溶液、无水乙醇反复洗涤；置于恒温干燥箱中，在110℃下恒温干燥5h；转入烧结炉中800℃、氩气气氛下焙烧5h，取出冷却至室温，得到纳米氧化镁粉末；
S3，将步骤S2得到的纳米氧化镁粉末加入乙醇中，加热至80℃后搅拌30min；在搅拌状态下缓慢加入改性剂，恒温搅拌1h～2h；滴加氨水调节pH值为8.5，继续搅拌，冷凝回流1h；将得到的产物过滤，用无水乙醇洗涤，置于真空干燥箱中110℃干燥4h，得到改性纳米氧化镁。
8.根据权利要求7所述的高耐候性的导热凝胶组合物，其特征在于，S3中，所述改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸丁酯；所述酸酯偶联剂、钛酸丁酯的质量比为1:0.32～0.55。
9.一种根据权利要求1～8任意一项所述的高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述重量份的改性有机硅树脂、端含氢硅油、苯乙烯基硅烷在温度30℃～40℃，搅拌转速800r/min～1200r/min的条件下混合均匀，得到混合物；
(2)将所述重量份的导热填料在高温110℃～130℃干燥1h～3h，转入高速混合机混合；再加入所述重量份的硅烷偶联剂，在温度20℃～30℃，搅拌转速50r/min～100r/min的条件下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合粉末捏合均匀，然后在100℃～130℃脱水处理1h～2h，得到基料；
(4)向步骤(3)得到的基料中依次加入所述重量份的抗氧剂、交联剂、铂催化剂，搅拌均匀，抽真空脱泡，得到高耐候性的导热凝胶组合物。
10.根据权利要求9所述的高耐候性的导热凝胶组合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，捏合时间为20min～40min，捏合速度为50r/min～80r/min。
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