CN113667309A - 一种有机无机杂化交联的导热硅胶及其制备方法 - Google Patents
一种有机无机杂化交联的导热硅胶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113667309A CN113667309A CN202110876637.7A CN202110876637A CN113667309A CN 113667309 A CN113667309 A CN 113667309A CN 202110876637 A CN202110876637 A CN 202110876637A CN 113667309 A CN113667309 A CN 113667309A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silica gel
- conducting silica
- heat
- modified
- silicone oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/085—Copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
- C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种有机无机杂化交联的导热硅胶,所述导热硅胶的原料包括乙烯基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、化学修饰的无机填料、铜粉、白炭黑、石墨烯、催化剂及抑制剂,各组分按重量百分比计为乙烯基硅油30‑35%、含氢硅油5‑8%、二甲基硅油2‑5%、化学修饰的无机填料35‑40%、铜粉15‑20%、白炭黑1‑5%、石墨烯0.1‑0.3%、催化剂0.02‑0.06%、抑制剂0.005‑0.01%;其中所述化学修饰的无机填料由偶联剂对待修饰的无机填料改性获得。本发明通过偶联剂对待修饰的无机填料进行改性,对待修饰的无机填料表面进行修饰,使其带有与基体相同的双键官能团,通过硅氢加成作用使填料与基体以化学键的形式连接在一起,这种化学式的连接不仅能有效改善填料的沉降,而且有利于体系整体导热通路的构建。
Description
技术领域
本发明属于导热材料技术领域,尤其是涉及一种有机无机杂化交联的导热硅胶。
背景技术
随着电子产品集成度越来越高,产品产生的热量也越来越集中,如何快速有效的将热量导出是制约产品进一步发展的关键。传统的硅脂、硅胶因高粘、低导热已逐渐不能满足其需求,且由于硅脂的高挥发性,低稳定性使得产品的稳定性受影响,因此,研发具有高导热低粘度可固化的导热硅胶是符合时代需求的。
导热硅胶主要由可固化的基体和导热填料组成,根据使用需求,选择适宜的基体及填料通过一定的方法来复合。一般导热填料是通过机械共混的方法分散在基体中,这种纯物理的分散方法会使体系整体的导热率不高,且随时间的放置有比较明显的沉降。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足,提供一种的有机无机杂化交联的导热硅胶。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种有机无机杂化交联的导热硅胶,所述导热硅胶的原料包括乙烯基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、化学修饰的无机填料、铜粉、白炭黑、石墨烯、催化剂及抑制剂组成,各组分按重量百分比计为乙烯基硅油28-35%、含氢硅油5-8%、二甲基硅油2-5%、化学修饰的无机填料35-42%、铜粉15-24%、白炭黑0.5-2%、石墨烯0.1-0.3%、催化剂0.02-0.06%、抑制剂0.005-0.01%;其中所述化学修饰的无机填料由偶联剂对待修饰的无机填料改性获得。
可选的,所述偶联剂设为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的一种或多种。
可选的,所述待修饰的无机填料设为氧化铝、氧化锌、氮化铝、碳化铝中的一种或多种。
可选的,所述的白炭黑为疏水气相法获得的白炭黑。通过以上设置,使得白炭黑在油性液体中分散良好。
可选的,所述催化剂为铂金催化剂中,铂的有效浓度为0.5%-1.0%。
可选的,所述的石墨烯片层为5-10层,粒径为0.5-50μm;所述抑制剂为乙炔基环己醇。
本发明还公开了一种如上述任一项所述的有机无机杂化交联的导热硅胶的制备方法,包括以下步骤:
S1:称取一定量的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入偶联剂,50-70℃恒温加热搅拌1-3h,然后向其中逐渐加入待修饰的无机填料,并于70-90℃搅拌12h,冷却后抽滤,70-90℃真空干燥箱干燥4-8h,得到的固体粉末即为化学修饰的无机填料;
S2:称取计算量的乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂,其中抑制剂已于二甲基硅油中稀释,机械搅拌0.5-2h,加入称量的白炭黑,低速搅拌1-3h,使白炭黑完全分散;将计算量的铜粉、化学修饰的无机填料、石墨烯混合均匀后,逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到700-900rpm,继续高速搅拌5-7h,将一定量的催化剂加入到上述体系,200-400rpm搅拌1-3h,制得的导热硅胶可在2-4h交联固化,获得杂化交联的导热硅胶。
可选的,所述S1中偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为(0.02-0.05):1。
可选的,所述化学修饰的无机填料的结构式如下:
可选的,所述杂化交联的导热硅胶的结构式如下:
综上所述,本发明的有益效果为:
本发明通过偶联剂对待修饰的无机填料进行改性,偶联剂与待修饰的无机填料表面的羟基的水解作用,对待修饰的无机填料表面进行修饰,使其带有与基体相同的双键官能团,通过硅氢加成作用使填料与基体以化学键的形式连接在一起,这种化学式的连接不仅能有效改善填料的沉降,而且有利于体系整体导热通路的构建。用此方法制备的导热硅胶具有优异的导热系数、适宜的操作粘度、良好的机械性能以及可控的固化时间,在电子产品的散热方面具有良好的应用。
附图说明
图1为发明实施例1所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图2为发明实施例2所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图3为发明实施例3所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图4为发明实施例4所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图5为发明实施例5所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图6为发明对比例1所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图7为发明对比例2所制备的导热硅胶的粘度测试图。
图8为发明对比例3所制备的导热硅胶的粘度测试图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解为这些实施例仅用于说明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所依附权利要求书所限定的范围。
一种有机无机杂化交联的导热硅胶,所述导热硅胶的原料包括乙烯基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、化学修饰的无机导热填料、铜粉、白炭黑、石墨烯、催化剂及抑制剂,各组分按重量百分比计为乙烯基硅油28-35%、含氢硅油5-8%、二甲基硅油2-5%、化学修饰的无机填料35-42%、铜粉15-24%、白炭黑0.5-2%、石墨烯0.1-0.3%、催化剂0.02-0.06%、抑制剂0.005-0.01%。
其中所述化学修饰的无机填料为通过偶联剂对待修饰的无机填料改性获得。
所述乙烯基硅油中乙烯基含量为0.8-1.2%,粘度为200mPa*s-1000mPa*s,购自济南国邦化工有限公司。
所述含氢硅油中含氢量为0.25-0.35%,粘度为100-400mPa*s,购自浙江润禾科技有限公司。
所述二甲基硅油粘度为50-200mPa*s,购自济南国邦化工有限公司。二甲基硅油的粘度影响所制备的导热硅胶的粘度,设置二甲基硅油的度,保证导热硅胶机械强度的同时便于涂覆。
所述铜粉为复配铜粉,D50约为45μm,购自秦皇岛一诺科技。采用复配铜粉,能构建有效的导热通路,有效改善导热。
所述白炭黑为疏水气相法获得的白炭黑,在油性液体中分散良好,购自统毓化工。
所述石墨烯片层为5-10层,粒径为0.5-50μm,购自美国XG有限公司。
所述催化剂为铂金催化剂中,Pt的有效浓度为0.5%-1.0%,购自深圳市华源宏新材料有限公司;所述抑制剂为乙炔基环己醇,购自广州翁江化学试剂有限公司。
所述待修饰的无机填料为氧化铝、氧化锌、氮化铝、碳化铝中的一种或多种,化学修饰的材料(偶联剂)为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的一种或多种。本发明各实施例中的偶联剂采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570),购自阿拉丁试剂网。
所述偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为(0.02-0.05):1。
实施例1
本实施例中各组分的质量占比为:乙烯基硅油29.7%、含氢硅油5.4%、二甲基硅油4.34%、化学修饰的无机导热填料41.59%、铜粉17.82%、白炭黑0.96%、石墨烯0.15%、催化剂0.03%、抑制剂0.0075%,其中待修饰的无机填料采用氧化铝,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.02:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1a、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入120g待修饰的氧化铝,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氧化铝。
S2a、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将79g铜粉、184g修饰后的氧化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在3h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
实施例2
本实施例中各组分的质量占比为:乙烯基硅油29.7%、含氢硅油5.4%、二甲基硅油4.34%、化学修饰的无机导热填料41.59%、铜粉17.82%、白炭黑0.96%、石墨烯0.15%、催化剂0.03%、抑制剂0.0075%,其中待修饰的无机填料采用氧化铝,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.05:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1a、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入48g待修饰的氧化铝,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氧化铝。
S2a、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、232g修饰后的氧化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在3h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
实施例3
本实施例中各组分的质量占比为:乙烯基硅油29.7%、含氢硅油5.4%、二甲基硅油4.34%、化学修饰的无机导热填料41.59%、铜粉17.82%、白炭黑0.96%、石墨烯0.15%、催化剂0.03%、抑制剂0.0075%,其中待修饰的无机填料采用氧化铝,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.035:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1a、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入68.57g待修饰的氧化铝,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氧化铝。
S2a、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、232g修饰后的氧化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在3h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
实施例4
本实施例中各组分的质量占比为:乙烯基硅油28.7%、含氢硅油5.2%、二甲基硅油3.27%、化学修饰的无机导热填料40.4%、铜粉21.3%、白炭黑0.93%、石墨烯0.15%、催化剂0.035%、抑制剂0.0078%,其中待修饰的无机填料采用氧化锌,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.03:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1b、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入80g待修饰的氧化锌,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氧化锌。
S2b、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、186g修饰后的氧化锌、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在4h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
实施例5
本实施例中各组分的质量占比为:乙烯基硅油30.98%、含氢硅油5.6%、二甲基硅油3.534%、化学修饰的无机导热填料35.68%、铜粉23%、白炭黑1.0%、石墨烯0.16%、催化剂0.038%、抑制剂0.008%,其中待修饰的无机填料采用氮化铝,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.04:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1c、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入60g待修饰的氮化铝,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氮化铝。
S2c、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、152g修饰后的氮化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在2h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
比较例1
本对比例为实施例1的对照组,未采用偶联剂对填料进行修饰,具体制备步骤如下:
将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、232g未修饰的氧化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在3h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
比较例2
本对比例为实施例1的对照组,各组分的质量占比为:乙烯基硅油29.7%、含氢硅油5.4%、二甲基硅油4.34%、化学修饰的无机导热填料41.59%、铜粉17.82%、白炭黑0.96%、石墨烯0.15%、催化剂0.03%、抑制剂0.0075%,其中待修饰的无机填料采用氧化铝,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.015:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1d、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入160g待修饰的氧化铝,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氧化铝。
S2d、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、232g修饰后的氧化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在3h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
比较例3
本对比例为实施例1的对照组,各组分的质量占比为:乙烯基硅油29.7%、含氢硅油5.4%、二甲基硅油4.34%、化学修饰的无机导热填料41.59%、铜粉17.82%、白炭黑0.96%、石墨烯0.15%、催化剂0.03%、抑制剂0.0075%,其中待修饰的无机填料采用氧化铝,偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为0.06:1。
采用以上列举出的各质量占比成分进行有机无机杂化交联的导热硅胶的制备,具体步骤如下:
S1e、称取80g的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入2.4g KH570,完全加入后于60℃恒温水浴锅加热搅拌2h,然后向其中逐渐加入40g待修饰的氧化铝,并于80℃搅拌12h,冷却后抽滤,将滤饼于80℃真空干燥箱干燥6h,得到KH570修饰的氧化铝。
S2e、将132g乙烯基硅油,24g含氢硅油,3g抑制剂混合均匀(其中抑制剂已采用二甲基硅油稀释),向其中加入4.3g白炭黑,在300rpm的转速下搅拌2h,使白炭黑完全分散在混合硅油体系中,然后将98g铜粉、232g修饰后的氧化铝、0.684g石墨烯混合均匀后逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到800rpm,继续高速搅拌6h,将12g催化剂加入到上述体系,300rpm搅拌2h,即制得有机无机复合的导热硅胶,并可在3h交联固化。
测试所制备的导热硅胶的导热性能、粘度及拉伸强度。
结果分析
为验证使用修饰的填料制备的导热硅胶的性能,使用瑞典Hot Disk公司生产的Hot Disk TPS 2500S导热系数仪测试样品的导热系数,测试样品根据测试要求制得,利用上海昌吉地质仪器有限公司生产的NDJ-8S旋转粘度计对样品进行粘度测试。使用德ZwickRoell公司生产的Z005万能电子拉力试验机测试样品的拉伸强度。结果如表1所示:
表1各实施例及对比例制备的导热硅胶的性能对比
结果显示,对填料进行修饰后,填料与基体间化学键的连接有利于导热通路的构建,从而显著提高了体系的导热性能。
从实施例1,实施例2及实施例3中KH570与待修饰填料的比例均≥2%且≤5%,其具有优异的导热性、粘度及拉伸强度。
从实施例1,实施例4以及实施例5的导热性来看填充修饰后氮化铝的硅胶体系的导热性能比较优异,这一方面是填料修饰后双键基团与基体的键合作用,一方面也是与填料本身导热系数高于氧化铝与氧化锌有关。
此外,从实施例1与比较例1的测试结果来看,不用KH570对填料进行修饰,所制备的导热硅胶的导热性及拉伸强度均有明显的下降,这是因为此时填料与基体没有化学键的连接,不能构建有效的导热通路及三维网络。
另外,对比例2中KH570与待修饰填料的比例<2%,对比例3中KH570与待修饰填料的比例>5%,从实施例1与对比例2、对比例3的比较中可以得出,当KH570与待修饰填料的比例不在2-5%之内时,用同样的制备方法所制备的导热硅胶的导热性有所下降,分析原因,当二者比例<2%时,偶联剂对填料的修饰不足,使得填料与基体的交联程度不足,当二者比例>5%时,填料表面被修饰的双键基团过于密集,与基体材料交联过密,过多结点影响导热传热,故用小于2%或大于5%的偶联剂修饰填料时导热性都下降,但大于5%时交联程度大,于拉伸强度有一定的益处。综合考虑,KH570与待修饰填料的比例在2-5%时修饰的填料用于导热硅胶的制备使硅胶整体性能较优。
修饰后的无机填料分散在硅胶体系中,填料表面修饰的双键基团与基体中的含氢硅油发生催化加成反应,使填料以化学键的形式与基体键合在一起,相比机械搅拌分散,这种化学式的连接不仅能有效改善填料的沉降,而且有利于导热通路的构建。用此方法制备的导热硅胶具有优异的导热系数、适宜的操作粘度、良好的机械性能以及可控的固化时间,在大功率LED照明散热,大功率电器模块,PCB板以及电脑CPU散热等方面有着广泛的应用。
此外,应当理解,尽管以上实例已对本发明的方案进行了相当一部分的描述,但本发明并不局限于上述具体实施方案的应用领域,每个实施方案并非仅包含一个独立的技术方案,上述说明书的具体实施方案仅仅是为了清楚起见,本领域的相关普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述导热硅胶的原料包括乙烯基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、化学修饰的无机填料、铜粉、白炭黑、石墨烯、催化剂及抑制剂,各组分按重量百分比计为乙烯基硅油28-35%、含氢硅油5-8%、二甲基硅油2-5%、化学修饰的无机填料35-40%、铜粉15-20%、白炭黑1-5%、石墨烯0.1-0.3%、催化剂0.02-0.06%、抑制剂0.005-0.01%;其中所述化学修饰的无机填料为通过偶联剂对待修饰的无机填料改性获得。
2.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述偶联剂设为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述待修饰的无机填料设为氧化铝、氧化锌、氮化铝、碳化铝中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述的白炭黑为疏水气相法获得的白炭黑。
5.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述的石墨烯片层为5-10层,粒径为0.5-50μm。
6.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述催化剂为铂金催化剂中,铂的有效浓度为0.5%-1.0%;和/或所述抑制剂为乙炔基环己醇。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的有机无机杂化交联的导热硅胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:称取一定量的去离子水于锥形瓶中,放置在恒温水浴锅中搅拌,向其中逐滴加入偶联剂,50-70℃恒温加热搅拌1-3h,然后向其中逐渐加入待修饰的无机填料,并于70-90℃搅拌12h,冷却后抽滤,70-90℃真空干燥箱干燥4-8h,得到的固体粉末即为化学修饰的无机填料;
S2:称取计算量的乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂,其中抑制剂已于二甲基硅油中稀释,机械搅拌0.5-2h,加入称量的白炭黑,低速搅拌1-3h,使白炭黑完全分散;将计算量的铜粉、化学修饰的无机填料、石墨烯混合均匀后,逐步加入到上述体系中,加料完成后,将转速调整到700-900rpm,继续高速搅拌5-7h,将一定量的催化剂加入到上述体系,200-400rpm搅拌1-3h,制得的导热硅胶可在2-4h交联固化,获得杂化交联的导热硅胶。
8.根据权利要求7所述的一种有机无机杂化交联的导热硅胶,其特征在于,所述S1中偶联剂与待修饰的无机填料的质量比为(0.02-0.05):1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110876637.7A CN113667309A (zh) | 2021-07-31 | 2021-07-31 | 一种有机无机杂化交联的导热硅胶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110876637.7A CN113667309A (zh) | 2021-07-31 | 2021-07-31 | 一种有机无机杂化交联的导热硅胶及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113667309A true CN113667309A (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=78540928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110876637.7A Pending CN113667309A (zh) | 2021-07-31 | 2021-07-31 | 一种有机无机杂化交联的导热硅胶及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113667309A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114196072A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-18 | 北京化工大学 | 一种石墨烯/白炭黑杂化填料的制备方法 |
CN114196373A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-18 | 江西师范大学 | 一种非水凝胶柔性电子封装材料及制备方法和应用 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106832961A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-13 | 深圳市大族元亨光电股份有限公司 | 石墨烯导热硅胶垫的制备方法 |
CN110655904A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-01-07 | 深圳市亚鹰科技有限公司 | 一种导热硅胶材料、导热硅胶片及其制备方法 |
US20200071489A1 (en) * | 2018-09-03 | 2020-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermally-conductive material, production method therefor, and thermally-conductive composition |
CN111944477A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-17 | 中电保力(北京)科技有限公司 | 一种导热型双组分灌封胶及其制备方法 |
-
2021
- 2021-07-31 CN CN202110876637.7A patent/CN113667309A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106832961A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-13 | 深圳市大族元亨光电股份有限公司 | 石墨烯导热硅胶垫的制备方法 |
US20200071489A1 (en) * | 2018-09-03 | 2020-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermally-conductive material, production method therefor, and thermally-conductive composition |
CN110655904A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-01-07 | 深圳市亚鹰科技有限公司 | 一种导热硅胶材料、导热硅胶片及其制备方法 |
CN111944477A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-17 | 中电保力(北京)科技有限公司 | 一种导热型双组分灌封胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
曹惟诚等: "《胶接技术手册》", 31 August 1988, 上海科学技术出版社 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114196072A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-18 | 北京化工大学 | 一种石墨烯/白炭黑杂化填料的制备方法 |
CN114196072B (zh) * | 2021-12-15 | 2023-02-28 | 北京化工大学 | 一种石墨烯/白炭黑杂化填料的制备方法 |
CN114196373A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-18 | 江西师范大学 | 一种非水凝胶柔性电子封装材料及制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102337033B (zh) | 一种加成型高导热有机硅电子灌封胶及其制备方法 | |
CN113667309A (zh) | 一种有机无机杂化交联的导热硅胶及其制备方法 | |
CN112521754B (zh) | 一种MXene纳米片复合的具有热自修复性能的导热凝胶及其制备方法 | |
CN111057379A (zh) | 一种含有碳纤维的高导热绝缘硅橡胶复合材料及其制备方法 | |
CN109180979B (zh) | 一种高导热侧链型液晶高分子膜材料的制备方法 | |
CN112375334A (zh) | 一种高导热环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
CN111548765A (zh) | 有机硅体系导电胶及其制备方法 | |
CN112961657A (zh) | 一种复合导热材料及其制备方法、导热凝胶及其制备方法 | |
CN112063150A (zh) | 一种高导热低热阻高散热导热硅凝胶及其制备方法 | |
CN102964983A (zh) | 一种硅杂化复合涂覆电子胶及其制备方法 | |
CN112251139A (zh) | 一种耐火阻燃液体聚有机硅硅氧烷组合物 | |
CN116948401A (zh) | 一种均温导热硅胶片复合材料 | |
CN115895270A (zh) | 一种导热凝胶及其制备方法和应用 | |
CN110862576A (zh) | 一种改性氮化硼颗粒及其制备方法和应用 | |
CN116554685A (zh) | 一种双组分导热凝胶及其制备方法和应用 | |
CN114806090B (zh) | 一种高导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
CN115926757A (zh) | 一种自组装导热绝缘材料及其制备方法 | |
CN115819845A (zh) | 一种填料改性方法、改性填料和填充型导热环氧树脂 | |
CN109161206A (zh) | 一种高安全性新能源汽车电池 | |
CN113969060B (zh) | 一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶、制备方法及用途 | |
CN115895275A (zh) | 一种高柔顺导热双组份加成型有机硅凝胶及其制备方法 | |
CN111875852B (zh) | 一种复合导热材料、硅橡胶及其制备方法和应用 | |
CN116640551A (zh) | 一种聚苯醚改性的高性能光伏组件灌封胶及其制备方法 | |
CN105586002A (zh) | 高流动性无卤阻燃自粘性有机硅灌封胶及其制备方法 | |
CN114621726A (zh) | 一种低密度超高流动性导热灌封胶及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |