CN113604190A - 一种紫外光固化型导热灌封胶及其制备方法与应用 - Google Patents

一种紫外光固化型导热灌封胶及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光固化型导热灌封胶及其制备方法与应用，本发明公开的紫外光固化型导热灌封胶包括有如下原料：有机硅材料、辅助剂以及经偶联剂预混合处理的无机导热填料。本发明通过预处理方法混合偶联剂和无机导热填料，使材料内部会形成稳定的导热网络，得到的灌封胶内部结构更稳定，不易开裂或粉化，提升抗老化能力，具有固化前流动性好、固化后高回弹性、高导热、耐高温老化、且固化速度快等特点，在电子科技产品或新能源汽车等领域有巨大的应用前景。

Description

一种紫外光固化型导热灌封胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及导热高分子复合材料领域，尤其是涉及一种紫外光固化型导热灌封胶及其制备方法与应用。
背景技术
灌封胶，用于电子元器件的粘接，密封，灌封和涂覆保护，已广泛地用于电子器件制造业，是电子工业不可缺少的重要材料。随着电子设备等的快速发展，灌封胶的相关技术也在不断地发展。灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。灌封胶固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。
电子器件在工作状态时，通常会释放出大量热量，为提高电子器件的使用寿命，需要电子器件各部分有良好的导热性能，因此急需导热性能较优的灌封胶应用于电子器件上。传统的灌封胶主要包括有机原料如聚氨酯、环氧树脂、有机硅等，导热性能差。现今，相关技术中，将无机填料添加到有机原料中以得到较高导热性能的灌封胶。但是，由于无机填料的添加，灌封胶容易出现开裂或粉化，抗老化能力差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种紫外光固化型导热灌封胶，具有高导热性能的同时，抗老化能力强。
本发明还提出一种制备上述紫外光固化型导热灌封胶的制备方法。
本方面还提供了上述紫外光固化型导热灌封胶的应用。
本发明的第一方面，提出了一种紫外光固化型导热灌封胶，包括有如下原料：有机硅材料、辅助剂以及经偶联剂预混合处理的无机导热填料。
根据本发明实施例的紫外光固化型导热灌封胶，至少具有以下有益效果：本发明通过预处理方法混合偶联剂和无机导热填料，不仅使偶联剂与无机导热填料反应更充分，而且使偶联剂、无机导热填料和有机硅材料这三者之间更紧密地结合，材料内部会形成稳定的导热网络，得到的灌封胶内部结构更稳定，不易开裂或粉化，提升抗老化能力。
在本发明的一些实施方式中，所述无机导热填料为球形或类球形无机导热填料。
通过上述实施方式，无机导热填料呈球形或类球形，球形或类球形相比于其他形状更利于降低动力粘度，从而使紫外光固化型导热灌封胶具有较好的流动性，即较好的操作性能，适用于复杂结构的器件的制备。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述无机导热填料的平均粒径为1～200μm。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述无机导热填料包括平均粒径为1～20μm的无机导热填料、平均粒径为50～100μm的无机导热填料和平均粒径为150～200μm的无机导热填料。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述无机导热填料包括平均粒径为1～10μm的无机导热填料、平均粒径为70～90μm的无机导热填料和平均粒径为150～180μm的无机导热填料。
通过上述实施方式，不同平均粒径的无机导热填料，可使无机导热填料在紫外光固化型导热灌封胶的内部形成致密的导热网络结构，有利于提升紫外光固化型导热灌封胶的热导率。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述无机导热填料包括氮化铝、氧化铝或氧化锌中的至少一种。
通过上述实施方式，氮化铝、氧化铝和氧化锌的三种导热填料组合，能形成接触更紧密的导热通路，有助于提升灌封胶的热导率。
在本发明的一些实施方式中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种。
通过上述实施方式，偶联剂同时拥有亲无机基团和亲有机基团，增强有机硅材料与无机导热填料间的紧密结合，能改善有机硅材料与无机导热填料间的界面性能，使紫外光固化型导热灌封胶的更加稳定，提高了紫外光固化型导热灌封胶的耐老化能力。
在本发明的一些优选的实施方式中，按质量份数计，所述无机导热填料300～1300份，所述偶联剂3～10份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述无机导热填料300～1000份，所述偶联剂9～10份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述偶联剂包括KH-560、KH-570、四正丙基锆酸酯或DL-411中的至少一种。
需要说明的是，通过实验可知，分别选用KH-560、KH-570、四正丙基锆酸酯、DL-411作为偶联剂，得到的实验结果相似或基近相同。
在本发明的一些实施方式中，所述有机硅材料包括有由不同粘度组合而成的复合乙烯基硅油。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述复合乙烯基硅油包括有运动黏度为30～80cSt的乙烯基硅油、运动黏度为90～170cSt的乙烯基硅油、运动黏度为200～400cSt的乙烯基硅油和运动黏度为500～1000cSt的乙烯基硅油。
通过上述实施方式，采用不同粘度组合而成的复合乙烯基硅油作为硅橡胶基体，通过氢硅加成反应对硅橡胶进行交联，不仅使灌封胶固化前流动性好、易于复杂结构的器件的制备，而且保证了灌封胶固化后有良好的机械性能和高回弹性，其中，使用压力为20psi下压变形2mm后回弹恢复高达1.8mm。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述复合乙烯基硅油包括有运动黏度为30～80cSt的乙烯基硅油20份、运动黏度为90～170cSt的乙烯基硅油60份、运动黏度为200～400cSt的乙烯基硅油10份和运动黏度为500～1000cSt乙烯基硅油10份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述复合乙烯基硅油包括有运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油、运动黏度为100～130cSt的乙烯基硅油、运动黏度为200～300cSt的乙烯基硅油和运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述乙烯基硅油的乙烯基质量分数是0.5～0.6％。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述乙烯基硅油的乙烯基质量分数是0.5％。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述有机硅材料还包括有含氢硅油。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述无机导热填料300～1300份，所述复合乙烯基硅油100份、所述含氢硅油10～30份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述含氢硅油的含氢质量分数为0.3～0.4％。
在本发明的一些实施方式中，所述辅助剂包括有抑制剂。
通过上述实施方式，抑制剂的添加，可减缓硅油固化反应速度，提高操作时间，避免紫外光固化型导热灌封胶在存储或使用前已固化，影响操作性能。
在本发明的一些优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有抑制剂0.5～2份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有抑制剂0.9～1.1份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100份，所述辅助剂包括有抑制剂0.9～1.1份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述抑制剂为甲基炔醇类。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述抑制剂包括3,5-二甲基-1-己炔-3-醇或2-甲基-3-丁炔-2-醇中的至少一种。
需要说明的是，通过实验可知，分别选用3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇作为抑制剂，得到的实验结果相似或基近相同。
在本发明的一些实施方式中，所述辅助剂包括有催化剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有催化剂0.5～4份。
在本发明的一些优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有催化剂0.8～1份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100份，所述辅助剂包括有催化剂0.8～1份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述催化剂为铂金催化剂。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述催化剂为氯铂酸-乙烯基硅氧烷配合物。
在本发明的一些实施方式中，所述辅助剂包括有光敏剂。
通过上述实施方式，光敏剂和铂金催化剂的加入使灌封胶在紫外光照射下(紫外光照射20～30min)有较快的固化速度，且具有可在常温或低温环境下固化的优点。
在本发明的一些优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有光敏剂0.1～3份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有光敏剂0.9～1.1份。
在本发明的一些更优选的实施方式中，按质量份数计，所述有机硅材料100份，所述辅助剂包括有光敏剂0.9～1.1份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述光敏剂为紫外光敏剂。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述光敏剂包括乙酰苯、二苯甲酮或苯偶姻中的至少一种。
需要说明的是，通过实验可知，分别选用乙酰苯、二苯甲酮、苯偶姻作为光敏剂，得到的实验结果相似或基近相同。
本发明的第二方面，提出了一种紫外光固化型导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：
S1，无机导热填料与偶联剂预处理：将无机导热填料、偶联剂与含可挥发有机溶剂和水的混合溶液预先混合；
S2，将步骤S1得到的混合物质加热使可挥发有机溶剂和水挥发，干燥，得干燥混合填料；
S3，将步骤S2得到的干燥混合填料加入到含氢硅油和复合乙烯基硅油的混合液中，得混合物I；
S4，向步骤S3得到的混合物I中加入抑制剂、催化剂和光敏剂，得混合物II；
S5，使步骤S4得到的混合物II固化成型，得到紫外光固化型导热灌封胶。
根据本发明的一种优选的实施方式的一种紫外光固化型导热灌封胶的制备方法，至少具有以下有益效果：本发明通过预处理方法混合偶联剂和无机导热填料，不仅使偶联剂与无机导热填料反应更充分，而且在高温加热过程中，可使偶联剂中某些杂质小基团通过挥发去除，使偶联剂、无机导热填料和有机硅材料这三者之间更紧密地结合，且无杂质小基团的影响，材料内部会形成更稳定的导热网络，得到的灌封胶内部结构更稳定更能抵抗因高温环境造成的材料松弛、开裂和老化，耐高温老化能力有明显提升。
需要说明的是，在步骤S2中，干燥是指干燥至无明显水分残留、粉末无因水分而结块即可。整体干燥的情况下，含水量差异对制备结果影响不大。
在本发明的一些实施方式中，在步骤S1中，所述混合溶液与所述无机导热填料的质量比例为1:1。
在本发明的一些实施方式中，所述可挥发有机溶剂与所述水的质量比例为3:7～7:3。
在本发明的一些实施方式中，所述可挥发有机溶剂与所述偶联剂以及所述水互溶，且在100～200℃加热条件下挥发。
在本发明的一些实施方式中，所述可挥发有机溶剂包括沸点在200℃以下的有机溶剂。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述可挥发有机溶剂包括有甲醇、乙醇或四氢呋喃中的至少一种。
需要说明的是，由于可挥发有机溶剂主要的作用是作为溶剂，并未对实验结果产生实质性的影响，且通过实验，分别选用甲醇、乙醇、四氢呋喃，得到的实验结果相似或基近相同。
本发明的第三方面，提出了上述的紫外光固化型导热灌封胶或上述的制备方法制备得到的紫外光固化型导热灌封胶在新能源汽车领域或电子科技产品中的应用。
根据本发明的第三方面实施例的应用，至少具有如下有益效果：本发明公开的紫外光固化型导热灌封胶具有固化前流动性好、固化后高回弹性、高导热、耐高温老化、且固化速度快等特点，在新能源汽车或电子科技产品等领域有巨大的应用前景。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1-6及对比例中的物料来源说明：
偶联剂：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；
抑制剂：3,5-二甲基-1-己炔-3-醇；
催化剂：氯铂酸-乙烯基硅氧烷配合物(厂家：上海矽宝高新材料有限公司，货号：ACS-Pt-30-20201016)；
光敏剂：乙酰苯；
50～60cSt乙烯基硅油购于广州市金硅格有机硅有限公司，货号为Y20200910，乙烯基质量分数是0.5％；
100～120cSt乙烯基硅油购于广州市金硅格有机硅有限公司，货号为Y20200825，乙烯基质量分数是0.5％；
200～220cSt乙烯基硅油购于江西星火有机硅厂，货号20200903X03，乙烯基质量分数是0.5％；
500～600cSt乙烯基硅油购于安必亚特种有机硅(南通)有限公司，货号20200716036，乙烯基质量分数是0.5％；
含氢质量分数为0.3％的含氢硅油购买于济南泉星新材料有限公司，货号20201113059；
含氢质量分数为0.4％的含氢硅油购买于济南泉星新材料有限公司，货号20201102036；
实施例1-6及对比例中使用真空搅拌机进行搅拌操作的条件，如无特殊说明，均为：温度为20℃，绝对真空度低于15kPa。
实施例1
本实施例制备了一种紫外光固化型导热灌封胶，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油20g、运动黏度为100～120cSt的乙烯基硅油60g、运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油10g、运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油10g、含氢质量分数为0.3％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为5μm的球形或类球形氧化锌20g，平均粒径为10μm的球形或类球形氧化铝80g，平均粒径为90μm的球形或类球形氮化铝110g与平均粒径为150μm球形或类球形氮化铝90g与9g的偶联剂加入到高速搅拌机中，之后再往里面加入180的无水乙醇和120g超纯水，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合物放于160℃烘箱中加热至完全干燥，冷却，得干燥混合填料；
(Ⅳ)，将步骤(Ⅲ)得到的干燥混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得混合物I；
(Ⅴ)，避光条件下，往步骤(Ⅳ)得到的混合物I中加入1.1g抑制剂、0.8g催化剂和1.1g光敏剂，使用真空搅拌机以转速200r/min搅拌(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)30min混合均匀，得混合物II；
(Ⅵ)，将步骤(Ⅴ)得到的膏状料(混合物II)取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶。
实施例2
本实施例制备了一种紫外光固化型导热灌封胶，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油20g、运动黏度为100～120cSt的乙烯基硅油60g、运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油10g、运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油10g、含氢质量分数为0.3％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为2μm的球形或类球形氧化锌25g，平均粒径为5μm的球形或类球形氧化铝75g，平均粒径为80μm的球形或类球形氮化铝200g与平均粒径为180μm球形或类球形氮化铝200g与10g偶联剂加入到高速搅拌机中，之后再往里面加入250g的无水乙醇和250g超纯水，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合物放于150℃烘箱中加热至完全干燥，冷却，得干燥混合填料；
(Ⅳ)，将步骤(Ⅲ)得到的干燥混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得混合物I；
(Ⅴ)，避光条件下，往步骤(Ⅳ)得到的混合物I中加入1g抑制剂、1g催化剂和1g光敏剂使用真空搅拌机以转速200r/min(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)搅拌30min混合均匀，得混合物II；
(Ⅵ)，将步骤(Ⅴ)得到的膏状料(混合物II)取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶
实施例3
本实施例制备了一种紫外光固化型导热灌封胶，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油20g、运动黏度为100～120cSt的乙烯基硅油60g、运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油10g、运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油10g、含氢质量分数为0.4％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为1μm的球形或类球形氧化锌50g，平均粒径为3μm的球形或类球形氧化铝150g，平均粒径为70μm的球形或类球形氮化铝400g与平均粒径为170μm球形或类球形氮化铝400g与10g偶联剂加入到高速搅拌机中，之后再往里面加入600g的无水乙醇和400g超纯水，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合物放于130℃烘箱中加热至完全干燥，冷却，得干燥混合填料；
(Ⅳ)，将步骤(Ⅲ)得到的干燥混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得混合物I；
(Ⅴ)，避光条件下，往步骤(Ⅳ)得到的混合物I中加入0.9g抑制剂、0.9g催化剂和0.9g光敏剂使用真空搅拌机以转速200r/min(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)搅拌30min混合均匀，得混合物II；
(Ⅵ)，将步骤(Ⅴ)得到的膏状料(混合物II)取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶。
实施例4
本对比例制备了一种灌封胶，与实施例2的区别在于使用单一硅油作为基体，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油100g、含氢质量分数为0.3％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为2μm的球形或类球形氧化锌25g，平均粒径为5μm的球形或类球形氧化铝75g，平均粒径为80μm的球形或类球形氮化铝200g与平均粒径为180μm球形或类球形氮化铝200g与10g的偶联剂加入到高速搅拌机中，之后再往里面加入300g的无水乙醇和200g超纯水，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合物放于100℃烘箱中加热至完全干燥，冷却，得干燥混合填料；
(Ⅳ)，将步骤(Ⅲ)得到的干燥混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得混合物I；
(Ⅴ)，避光条件下，往步骤(Ⅳ)得到的混合物I中加入1g抑制剂、1g催化剂和1g光敏剂使用真空搅拌机以转速200r/min(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)搅拌30min混合均匀，得混合物II；
(Ⅵ)，将步骤(Ⅴ)得到的膏状料(混合物II)取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶。
实施例5
本实施例制备了一种灌封胶，与实施例2的区别在于单一氧化铝作为导热填料，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油20g、运动黏度为100～120cSt的乙烯基硅油60g、运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油10g、运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油10g，含氢质量分数为0.3％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为10μm的球形或类球形氧化铝100g，平均粒径为80μm的球形或类球形氧化铝200g与平均粒径为180μm球形或类球形氧化铝200g与10g的偶联剂加入到高速搅拌机中，之后再往里面加入250g的无水乙醇和250g超纯水，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合物放于150℃烘箱中加热至完全干燥，冷却，得干燥混合填料；
(Ⅳ)，将步骤(Ⅲ)得到的干燥混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得混合物I；
(Ⅴ)，避光条件下，往步骤(Ⅳ)得到的混合物I中加入1g抑制剂、1g催化剂和1g光敏剂使用真空搅拌机以转速200r/min(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)搅拌30min混合均匀，得混合物II；
(Ⅵ)，将步骤(Ⅴ)得到的膏状料(混合物II)取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶。
实施例6
本实施例制备了一种灌封胶，与实施例2的区别在于未加入光敏剂，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油20g、运动黏度为100～120cSt的乙烯基硅油60g、运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油10g、运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油10g、含氢质量分数为0.3％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为2μm的球形或类球形氧化锌25g，平均粒径为5μm的球形或类球形氧化铝75g，平均粒径为80μm的球形或类球形氮化铝200g与平均粒径为180μm球形或类球形氮化铝200g与10g的偶联剂加入到高速搅拌机中，之后再往里面加入250g的无水乙醇和250g超纯水，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合物放于150℃烘箱中加热至完全干燥，冷却，得干燥混合填料。
(Ⅳ)，将步骤(Ⅲ)得到的干燥混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得混合物I；
(Ⅴ)，避光条件下，往步骤(Ⅳ)得到的混合物I中加入1g抑制剂、1g催化剂使用真空搅拌机以转速200r/min(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)搅拌30min混合均匀；
(Ⅵ)，将步骤(Ⅴ)得到的膏状料取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶。
对比例
本实施例制备了一种灌封胶，与实施例2的区别在于未采用预处理方法混合偶联剂和无机导热填料，具体过程为：
(Ⅰ)，将运动黏度为50～60cSt的乙烯基硅油20g、运动黏度为100～120cSt的乙烯基硅油60g、运动黏度为200～220cSt的乙烯基硅油10g、运动黏度为500～600cSt的乙烯基硅油10g、含氢质量分数为0.3％的含氢硅油10g通过真空搅拌机以2000r/min转速搅拌30min混合至均匀，得到混合硅油；
(Ⅱ)，将平均粒径为2μm的球形或类球形氧化锌25g，平均粒径为5μm的球形或类球形氧化铝75g，平均粒径为80μm的球形或类球形氮化铝200g与平均粒径为180μm球形或类球形氮化铝200g加入到高速搅拌机中，使用转速1000r/min混合均匀30min；
(Ⅲ)，将步骤(Ⅱ)得到的混合填料加入到步骤(Ⅰ)得到的混合硅油中继续使用真空搅拌机以转速2000r/min转速搅拌30min混合至均匀；
(Ⅳ)，避光条件下，往步骤(Ⅲ)得到的混合物中加入与10g的偶联剂、1g抑制剂、1g催化剂和1g光敏剂使用真空搅拌机以转速200r/min(也可采用其他转速，控制温度在50℃以下避免抑制剂挥发即可)搅拌30min混合均匀；
(Ⅴ)，将步骤(Ⅳ)得到的膏状料取出，灌入定型容器中，紫外光照射固化后，即可得一定形状的已固化导热灌封胶。
性能测试
固化：通过UV灯辐照，光照强度为3500mJ/cm2
回弹性：使用压力为20psi下压变形2mm后回弹恢复的程度(0～2mm)
导热系数：通过hot disk 2500s热常数分析仪测试。
耐高温老化：将固化后的导热灌封胶放于150℃烘箱加热500小时，取出观察是否开裂粉化。
动力粘度：采用旋转粘度计与25℃下测试。
固化时间：紫外光辐照下完全固化所需时间。
将实施例1～6和对比例的导热灌封胶取等量并固化，对比各例的回弹性、导热系数、耐高温老化、动力粘度和固化时间，结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0003205967460000121
由上表可以看出：
对比实施例4和实施例2，复合粘度硅油的组合相对于使用单一硅油作为基体，灌封胶的回弹性有明显的提升。
对比实施例5和实施例2，氮化铝、氧化铝和氧化锌的三种导热填料组合比单一氧化铝作为导热填料，灌封胶的热导率有明显的提升；这是因为三种导热填料的组合能形成接触更紧密的导热通路，因此有较高的热导率。
对比实施例6和实施例2，加入光敏剂后，灌封胶在紫外光辐照下的固化时间得到明显缩短。
对比对比例和实施例2，通过预处理方法混合偶联剂和无机填料后，灌封胶的耐高温老化能力有明显提升；这是经过预处理过程中，不仅使偶联剂与无机填料反应更充分，而且在高温加热过程中，可使偶联剂中某些杂质小基团通过挥发去除。在经过预处理步骤后，能使偶联剂、无机填料和硅油这三者之间更紧密地结合，且无杂质小基团的影响，材料内部会形成更稳定的导热网络。而直接添加偶联剂的做法往往会使偶联剂与无机填料不能充分反应，材料内部稳定性不够。因此经过预处理步骤得出的灌封胶内部结构更稳定更能抵抗因高温环境造成的材料松弛、开裂和老化。
本发明的导热灌封胶具有良好的机械性能和导热性能，且可根据应用环境调整填料的用量从而改变材料的热导系数和动力粘度，具有较好的可塑性，可应用于新能源汽车或电子科技产品等领域。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于，包括有如下原料：有机硅材料、辅助剂以及经偶联剂预混合处理的无机导热填料。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于：所述无机导热填料为球形或类球形无机导热填料；优选地，所述无机导热填料的平均粒径为1～200μm；进一步优选地，所述无机导热填料包括平均粒径为1～20μm的无机导热填料、平均粒径为50～100μm的无机导热填料和平均粒径为150～200μm的无机导热填料。
3.根据权利要求1所述的一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于：所述无机导热填料包括氮化铝、氧化铝或氧化锌中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于：所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种；优选地，按质量份数计，所述无机导热填料300～1300份，所述偶联剂3～10份；进一步优选地，所述偶联剂包括KH-560、KH-570、四正丙基锆酸酯或DL-411中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于：所述有机硅材料包括有由不同粘度组合而成的复合乙烯基硅油；优选地，所述有机硅材料还包括有含氢硅油；进一步优选地，按质量份数计，所述无机导热填料300～1300份，所述复合乙烯基硅油100份、所述含氢硅油10～30份。
6.根据权利要求5所述的一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于：所述复合乙烯基硅油包括有运动黏度为30～80cSt的乙烯基硅油、运动黏度为90～170cSt的乙烯基硅油、运动黏度为200～400cSt的乙烯基硅油和运动黏度为500～1000cSt的乙烯基硅油；优选地，按质量份数计，所述复合乙烯基硅油包括有运动黏度为30～80cSt的乙烯基硅油20份、运动黏度为90～170cSt的乙烯基硅油60份、运动黏度为200～400cSt的乙烯基硅油10份和运动黏度为500～1000cSt乙烯基硅油10份。
7.根据权利要求1所述的一种紫外光固化型导热灌封胶，其特征在于：所述辅助剂包括有抑制剂、催化剂和光敏剂；优选地，按质量份数计，所述有机硅材料100～130份，所述辅助剂包括有抑制剂0.5～2份、催化剂0.5～4份、光敏剂0.1～3份。
8.一种紫外光固化型导热灌封胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，无机导热填料与偶联剂预处理：将无机导热填料、偶联剂与含可挥发有机溶剂和水的混合溶液预先混合；
S2，将步骤S1得到的混合物质加热使可挥发有机溶剂和水挥发，干燥，得干燥混合填料；
S3，将步骤S2得到的干燥混合填料加入到含氢硅油和复合乙烯基硅油的混合液中，得混合物I；
S4，向步骤S3得到的混合物I中加入抑制剂、催化剂和光敏剂，得混合物II；
S5，使步骤S4得到的混合物II固化成型，得到紫外光固化型导热灌封胶。
9.根据权利要求8所述的一种紫外光固化型导热灌封胶的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述混合溶液与所述无机导热填料的质量比例为1:1；优选地，所述可挥发有机溶剂与所述水的质量比例为3:7～7:3；进一步优选地，所述可挥发有机溶剂与所述偶联剂以及所述水互溶，且在100～200℃加热条件下挥发；进一步优选地，所述可挥发有机溶剂包括沸点在200℃以下的有机溶剂；优选为甲醇、乙醇或四氢呋喃中的至少一种。
10.根据权利要求1～7任一项所述的紫外光固化型导热灌封胶或权利要求8～9任一项所述的制备方法制备得到的紫外光固化型导热灌封胶在新能源汽车领域或电子科技产品中的应用。
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