CN113956664A - 一种高导热相变有机硅橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机硅橡胶技术领域，尤其涉及一种高导热相变有机硅橡胶。本发明提供的高导热相变有机硅橡胶，包括硫化硅橡胶100份、硅烷偶联剂改性氧化铝20～30份、硅烷偶联剂改性氮化硼10～20份、石墨/石蜡相变材料30～60份。本发明提供上述三种填料在添加量较小的情况下实现了对硅橡胶导热性能的改善，且不影响硅橡胶的物理加工性能。

Description

一种高导热相变有机硅橡胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机硅橡胶技术领域，尤其涉及一种高导热相变有机硅橡胶及其制备方法和应用。
背景技术
在众多的合成橡胶中，硅橡胶是其中的佼佼者，它具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒等特点，普通硅橡胶在200℃至-50℃之间仍不失原有的强度和弹性，同时，硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等，因此其被广泛应用于航天航空、汽车、船舶、办公用品、电子等行业。
随着机械设备和电子元件日益小型化，紧密化，产品的热设计也迎来考验。若无法及时将设备和元件在工作时产生的热量及时传导出去，将会对设备和元件的寿命产生严重影响，甚至发生事故。
目前普通硅橡胶的导热性能普遍不理想，导热率一般只有0.165W/(m·k)，通过填充导热填料可提高其导热性能，现有的导电填料包括氧化铝、氧化锌、氮化硼、碳化钛和白炭黑等，但目前工业生产中通常需要加入填料量远大于橡胶量才能够改善其导热性能，这会影响材料的加工性能，给硅橡胶材料的进一步应用带来了诸多限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高导热相变有机硅橡胶及其制备方法和应用，本发明提供的高导热相变有机硅橡胶在不影响硅橡胶的物理加工性能的条件下具备优异的导热性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高导热相变有机硅橡胶，包括以下质量份数的组分：
硫化硅橡胶100份、硅烷偶联剂改性氧化铝20～30份、硅烷偶联剂改性氮化硼10～20份、石墨/石蜡相变材料30～60份。
优选的，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的粒径为75～150nm。
优选的，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的粒径为1～10μm。
优选的，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的制备方法包括以下步骤：
将硅烷偶联剂乙醇溶液和氧化铝混合，得到氧化铝-硅烷偶联剂混合液；
采用酸的水溶液调节所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH值≤4，进行改性反应，得到所述硅烷偶联剂改性氧化铝；所述硅烷偶联剂和所述氧化铝的质量比≥0.02:1。
优选的，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的制备方法包括以下步骤：
将所述硅烷偶联剂、乙醇和水混合水解，得到硅烷偶联剂水解液；
将氮化硼水分散液和所述硅烷偶联剂水解液混合进行改性反应，得到所述硅烷偶联剂改性氮化硼；所述硅烷偶联剂和所述氮化硼的质量比≥0.02:1。
优选的，所述石墨/石蜡相变材料的制备方法包括以下步骤：
将石墨和熔融态石蜡混合吸附，得到所述石墨/石蜡相变材料，所述熔融态石蜡和石墨的质量比≥0.6:1。
优选的，硅烷偶联剂乙醇溶液的质量百分比为4.5～9.5％；所述改性反应的温度为55～70℃，所述改性反应的时间为1.5～3h。
优选的，所述硅烷偶联剂、乙醇和水的质量比为(15～25):(5～10):(70～75)；所述改性反应的温度为40～52℃，所述改性反应的时间为0.5～1.2h。
本发明提供了上述技术方案所述高导热相变有机硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
将硫化硅橡胶、硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼、石墨/石蜡相变材料混合，得到混合物料；
在室温条件下，将所述混合物料和固化剂混合固化，得到所述高导热相变有机硅橡胶。
本发明提供了上述技术方案所述高导热相变有机硅橡胶或上述技术方案所述的制备方法制备的高导热相变有机硅橡胶在电子或半导体元器件散热器件中的应用。
本发明提供一种高导热相变有机硅橡胶，包括以下质量份数的组分：硫化硅橡胶100份、硅烷偶联剂改性氧化铝20～30份、硅烷偶联剂改性氮化硼10～20份、石墨/石蜡相变材料30～60份。本发明提供的高导热相变有机硅橡胶采用硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼和石墨/石蜡相变材料三种填料协同对硫化硅橡胶进行导热性能的改性，氮化硼和氧化铝的导热系数较高，且通过硅烷偶联剂改性的氮化硼和氧化铝在有机硅橡胶中能够实现高度分散，从而在硅橡胶中形成导热网络，提高硅橡胶的导热系数；同时，石墨/石蜡相变材料通过石蜡由固态向液态相变吸热的性能提高硅橡胶的导热性能。本发明提供上述三种填料在添加量较小的情况下实现了对硅橡胶导热性能的改善，且不影响硅橡胶的物理加工性能。由实施例的结果表明，本发明提供的高导热相变有机硅橡胶的密度为1.068～1.074g/cm3，相变潜热为7.274～18.37J/g，导热系数为0.178～0.214W/(m·k)。
本发明提供了上述技术方案所述高导热相变有机硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：将硫化硅橡胶、硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼、石墨/石蜡相变材料混合，得到混合物料；在室温条件下，将所述混合物料和固化剂混合固化，得到所述高导热相变有机硅橡胶。本发明提供的制备方法能够在室温条件下实现固化，反应条件简单，适宜工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例3制备的高导热相变有机硅橡胶的实物图；
图2为本发明实施例3制备的高导热相变有机硅橡胶的DSC图。
具体实施方式
本发明提供了一种高导热相变有机硅橡胶，包括以下质量份数的组分：
硫化硅橡胶100份、硅烷偶联剂改性氧化铝20～30份、硅烷偶联剂改性氮化硼10～20份、石墨/石蜡相变材料30～60份。
本发明提供的高导热相变有机硅橡胶包括100份的硫化硅橡胶。本发明对所述硫化硅橡胶的来源没有特殊要求，在本发明的具体实施例中，所述硫化硅橡胶为道康宁184室温硫化硅橡胶。
以硫化硅橡胶的质量份数100份为基准，本发明提供的高导热相变有机硅橡胶包括20～30份的硅烷偶联剂改性氧化铝，优选为22～26份。
在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的粒径优选为75～150nm，更优选为80～120nm，最优选为85～100nm。在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的粒径指的是所述氧化铝核心的粒径。
在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的制备方法优选包括以下步骤：
将硅烷偶联剂乙醇溶液和氧化铝混合，得到氧化铝-硅烷偶联剂混合液；
采用酸的水溶液调节所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH值≤4，进行改性反应，得到所述硅烷偶联剂改性氧化铝；所述硅烷偶联剂和所述氧化铝的质量比≥0.02:1。
本发明将硅烷偶联剂乙醇溶液和氧化铝混合，得到氧化铝-硅烷偶联剂混合液。
在本发明中，所述将硅烷偶联剂乙醇溶液中的硅烷偶联剂优选为KH-550和/或KH-171。在本发明中，所述将硅烷偶联剂乙醇溶液中的乙醇优选为无水乙醇。
在本发明中，所述硅烷偶联剂乙醇溶液的质量百分比优选为4.5～9.5％，更优选为4.76％。
在本发明中，所述氧化铝的粒径优选为75～150nm，更优选为80～120nm，最优选为85～100nm。
在本发明中，所述硅烷偶联剂和所述氧化铝的质量比优选≥0.02:1，更优选为(0.02～0.03):1。
本发明对硅烷偶联剂乙醇溶液和氧化铝混合的具体实施方式没有特殊要求。
得到氧化铝-硅烷偶联剂混合液后，本发明采用酸的水溶液调节所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH值≤4，进行改性反应(以下成为第一改性反应)，得到所述硅烷偶联剂改性氧化铝；所述硅烷偶联剂和所述氧化铝的质量比≥0.02:1。
在本发明中，所述酸的水溶液优选为醋酸，所述醋酸的质量百分比优选为1～5％。
在本发明中，调节pH值后，所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH值优选≤4，更优选为3～4。
在本发明中，所述第一改性反应的温度优选为55～70℃，更优选为58～65℃。在本发明中，所述第一改性反应的时间优选为1.5～3h，更优选为2h。在本发明中，所述第一改性反应优选为在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
本发明通过调节所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH优选≤4时，所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液中的硅烷偶联剂水解得到硅醇键，硅醇键和氧化铝表面的羟基发生缩合脱水缩合反应，得到硅烷偶联剂改性氧化铝。
在本发明中，所述第一改性反应后得到第一改性反应液，本发明优选对所述第一改性反应液进行后处理，得到所述硅烷偶联剂改性氧化铝。在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行固液分离、洗涤和干燥和研磨。在本发明中，所述固液分离的方式优选为真空抽滤，本发明优选对所述固液分离的固体产物进行洗涤，在本发明中，所述洗涤的次数优选为3～5次，所述洗涤用溶剂优选为乙醇，在本发明中，每次洗涤时的固液比优选为(10～20):1，本发明通过洗涤去除固体产物残留的硅烷偶联剂。本发明优选对洗涤后的固体产物进行干燥，在本发明中，所述干燥的温度优选为110～125℃，更优选为120℃。在本发明中，所述干燥的时间优选为4～5h。本发明对所述研磨的具体实施过程没有特殊要求。
以硫化硅橡胶的质量份数为基准，本发明提供的高导热相变有机硅橡胶包括10～20份的硅烷偶联剂改性氮化硼，优选为12～15份。
在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的粒径优选为1～10μm，更优选为2～8μm，最优选为5～6μm。在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的粒径指的是所述氮化硼核心的粒径。
在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的制备方法优选包括以下步骤：
将所述硅烷偶联剂、乙醇和水混合水解，得到硅烷偶联剂水解液；
将氮化硼水分散液和所述硅烷偶联剂水解液混合进行改性反应，得到所述硅烷偶联剂改性氮化硼；所述硅烷偶联剂和所述氮化硼的质量比≥0.02:1。
本发明将所述硅烷偶联剂、乙醇和水混合水解，得到硅烷偶联剂水解液。
在本发明中，所述硅烷偶联剂优选为KH-550和/或KH-171。在本发明中，所述乙醇优选为无水乙醇。
在本发明中，所述硅烷偶联剂、乙醇和水的质量比优选为(15～25):(5～10):(70～75)；更优选为(18～20):(6～8):(71～73)。
在本发明中，所述混合水解的温度优选为45～55℃，更优选为50℃。在本发明中，所述混合水解的时间优选为20～50min，更优选为30min。在本发明中，所述混合水解优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
得到硅烷偶联剂水解液后，本发明将氮化硼水分散液和所述硅烷偶联剂水解液混合进行改性反应(以下称为第二改性反应)，得到所述硅烷偶联剂改性氮化硼；所述硅烷偶联剂和所述氮化硼的质量比≥0.02:1。
在本发明中，所述氮化硼水分散液中氮化硼的粒径优选为1～10μm，更优选为2～8μm，最优选为5～6μm。
在本发明中，所述氮化硼水分散液质量浓度优选为0.15～0.25g/mL，更优选为0.2g/mL。
在本发明中，所述氮化硼水分散液的制备方法优选包括一下步骤：将所述氮化硼分散于水中，得到所述氮化硼水分散液。在本发明中，所述分散优选在搅拌的条件下进行，所述分散过程中，本发明优选将氮化硼和水的分散体系加热至80℃后，再搅拌分散1～2h。本发明对加热的速率没有特殊要求。
在本发明中，所述硅烷偶联剂和所述氮化硼的质量比优选≥0.02:1，更优选为(0.02～0.03):1。
本发明对所述氮化硼水分散液和硅烷偶联剂水解液混合的具体实施方式没有特殊要求。
在本发明中，所述第二改性反应的温度优选为40～52℃，更优选为50℃。在本发明中，所述第二改性反应的时间优选为0.5～1.2h，更优选为1h。在本发明中，所述第二改性反应优选为在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
本发明通过所述硅烷偶联剂水解液中的硅烷偶联剂水解得到的硅醇键，与氮化硼表面的羟基发生缩合脱水缩合反应，得到硅烷偶联剂改性氮化硼。
在本发明中，所述第二改性反应后得到第二改性反应液，本发明优选对所述第二改性反应液进行后处理，得到所述硅烷偶联剂改性氮化硼。在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行固液分离、洗涤和干燥和研磨。在本发明中，所述固液分离的方式优选为真空抽滤，本发明优选对所述固液分离的固体产物进行洗涤，在本发明中，所述洗涤的次数优选为3～5次，所述洗涤用溶剂优选为乙醇，在本发明中，每次洗涤时的固液比优选为(10～20):1，本发明通过洗涤去除固体产物残留的硅烷偶联剂。本发明优选对洗涤后的固体产物进行干燥，在本发明中，所述干燥的温度优选为110～125℃，更优选为120℃。在本发明中，所述干燥的时间优选为4～5h。本发明对所述研磨的具体实施过程没有特殊要求。
本发明优选将纳米级粒径为75～150nm硅烷偶联剂改性氧化铝和微米级粒径为1～10μm的硅烷偶联剂改性氮化硼协同作为导热填料，对所述硫化硅橡胶进行改性。大粒径的硅烷偶联剂改性氮化硼在硫化硅橡胶中堆叠时，产生的空隙由小粒径的硅烷偶联剂改性氧化铝填充，本发明优选以上述两种改性填料在硫化硅橡胶中形成更有效的导热连接网络，提高了硅橡胶的导热性能。
以硫化硅橡胶的质量份数为基准，本发明提供的高导热相变有机硅橡胶包括30～60份的石墨/石蜡相变材料，优选为35～50份。
在本发明中，所述石墨/石蜡相变材料的制备方法优选包括以下步骤：
将石墨和熔融态石蜡混合吸附，得到所述石墨/石蜡相变材料，所述熔融态石蜡和石墨的质量比≥0.6:1。
在本发明中，所述石墨的粒度优选为7～10μm。在本发明中，所述石蜡的固液相变温度优选≤60℃。在本发明的具体实施例中，所述石蜡的固液相变温度具体优选为44℃。本发明对所述石蜡的种类和来源没有特殊要求。
在本发明中，所述熔融态石蜡和石墨的质量比优选≥0.6:1，更优选为(0.6～0.8):1。
在本发明中，所述混合吸附的温度优选为60～65℃，所述混合吸附的时间优选为0.5～2h，更优选为1h。在本发明中，所述混合吸附优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
在本发明中，所述混合吸附时，熔融态石蜡进入所述石墨的孔径内，得到石墨/石蜡相变材料。
在本发明中，所述混合吸附后得到混合吸附体系，本发明优选对所述混合吸附体系进行后处理，得到石墨/石蜡相变材料。在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行固液分离、冷却和将石墨表面的石蜡清除。在本发明中，所述固液分离的方式优选为过滤，本发明对所述过滤的具体实施方式没有特殊要求。本发明优选将所述固液分离的固体产物冷却至室温后将石墨表面凝固后的石蜡清除。
在本发明中，所述硅烷偶联剂改性氮化硼、硅烷偶联剂改性氧化铝和石墨/石蜡相变材料的质量比优选为(2～3):(1～2):(3～5)，更优选为3:2:3。
本发明提供了上述技术方案所述高导热相变有机硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
将硫化硅橡胶、硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼、石墨/石蜡相变材料混合，得到混合物料；
在室温条件下，将所述混合物料和固化剂混合固化，得到所述高导热相变有机硅橡胶。
本发明将硫化硅橡胶、硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼、石墨/石蜡相变材料混合，得到混合物料。
本发明对所述硫化硅橡胶、硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼、石墨/石蜡相变材料的混合顺序和混合的具体实施过程没有特殊要求。
得到混合物料后，本发明在室温条件下，将所述混合物料和固化剂混合固化，得到所述高导热相变有机硅橡胶。
在本发明中，所述固化剂优选为与所述硫化硅橡胶相配的固化剂。在本发明的具体实施例中，所述固化剂为道康宁184硅橡胶固化剂。在本发明中，所述固化剂和所述硫化硅橡胶的质量比优选为1:10。
本发明将所述混合物料和固化剂混合后得到的待固化料进行真空排气，然后将排气后的带固化料倒入模具中，室温固化。
本发明提供了上述技术方案所述高导热相变有机硅橡胶或上述技术方案所述制备方法制备的高导热相变有机硅橡胶在电子或半导体元器件散热器件中的应用。
本发明对所述高导热相变有机硅橡胶的具体应用没有特殊要求。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
将10g石墨加入到6g石蜡(熔融温度为44℃)的烧杯中，在60℃的温度下熔融混合，搅拌吸附1h，过滤、将固体产物冷却至室温，将石墨表面的石蜡清除得到石墨/石蜡复合材料。
将硅烷偶联剂KH-550与无水乙醇(质量比为1:20)配置成偶联剂溶液，加入粒径为80nm氧化铝(KH-550和氧化铝的质量比为0.02:1)，滴加1％的醋酸至氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH至为4后，在60℃水浴磁力搅拌器搅拌120min，然后真空泵抽过滤并用无水乙醇洗涤3遍，除去残留的偶联剂，在120℃烘箱内干燥5h，用研磨棒捣碎筛分，得到硅烷偶联剂改性氧化铝。
将粒径为5μm的氮化硼分散在去离子水中，并在搅拌的同时加热至80℃后继续搅拌1h，得到质量浓度为0.2g/mL氮化硼分散。将硅烷偶联剂KH-550、水和乙醇按照质量比为20:8:72混合，然后加热至50℃并再保持搅拌30分钟以进行完全水解，得到硅烷偶联剂水解液。然后，将氮化硼分散液与硅烷偶联剂水解液混合(KH-550和氮化硼的质量比为0.02:1)，然后在50℃下保持搅拌1h。最后，过滤、KH-550过筛收集，得到硅烷偶联剂改性氮化硼。
将30g道康宁184硫化硅橡胶、9g硅烷偶联剂改性氧化铝、6g硅烷偶联剂改性氮化硼、9g石墨/石蜡相变材料混合后加入康宁184硫化硅橡胶的固化剂(硫化硅橡胶和固化剂的质量比为10:1)，抽真空排除气泡，倒入模具后固化，得到高导热相变有机硅橡胶。
图1为实施例制备的高导热相变有机硅橡胶的实物图，图2为实施例1制备的高导热相变有机硅橡胶的DSC图。
实施例2
将10g石墨加入到6g石蜡(熔融温度为44℃)的烧杯中，在60℃的温度下熔融混合，搅拌吸附1h，过滤、将固体产物冷却至室温，将石墨表面的石蜡清除得到石墨/石蜡复合材料。
将硅烷偶联剂KH-550与无水乙醇(质量比为1:20)配置成偶联剂溶液，加入粒径为80nm氧化铝(KH-550和氧化铝的质量比为0.02:1)，滴加1％的醋酸至氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH至为4后，在60℃水浴磁力搅拌器搅拌120min，然后真空泵抽过滤并用无水乙醇洗涤3遍，除去残留的偶联剂，在120℃烘箱内干燥5h，用研磨棒捣碎筛分，得到硅烷偶联剂改性氧化铝。
将粒径为5μm的氮化硼分散在去离子水中，并在搅拌的同时加热至80℃后继续搅拌1h，得到质量浓度为0.2g/mL氮化硼分散。将硅烷偶联剂KH-550、水和乙醇按照质量比为20:8:72混合，然后加热至50℃并再保持搅拌30分钟以进行完全水解，得到硅烷偶联剂水解液。然后，将氮化硼分散液与硅烷偶联剂水解液混合(KH-550和氮化硼的质量比为0.02:1)，然后在50℃下保持搅拌1h。最后，过滤、KH-550过筛收集，得到硅烷偶联剂改性氮化硼。
将30g道康宁184硫化硅橡胶、9g硅烷偶联剂改性氧化铝、6g硅烷偶联剂改性氮化硼、10.5g石墨/石蜡相变材料混合后加入康宁184硫化硅橡胶的固化剂(硫化硅橡胶和固化剂的质量比为10:1)，抽真空排除气泡，倒入模具后固化，得到高导热相变有机硅橡胶。
实施例3
将10g石墨加入到6g石蜡(熔融温度为44℃)的烧杯中，在60℃的温度下熔融混合，搅拌吸附1h，过滤、将固体产物冷却至室温，将石墨表面的石蜡清除得到石墨/石蜡复合材料。
将硅烷偶联剂KH-550与无水乙醇(质量比为1:20)配置成偶联剂溶液，加入粒径为80nm氧化铝(KH-550和氧化铝的质量比为0.02:1)，滴加1％的醋酸至氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH至为4后，在60℃水浴磁力搅拌器搅拌120min，然后真空泵抽过滤并用无水乙醇洗涤3遍，除去残留的偶联剂，在120℃烘箱内干燥5h，用研磨棒捣碎筛分，得到硅烷偶联剂改性氧化铝。
将粒径为5μm的氮化硼分散在去离子水中，并在搅拌的同时加热至80℃后继续搅拌1h，得到质量浓度为0.2g/mL氮化硼分散。将硅烷偶联剂KH-550、水和乙醇按照质量比为20:8:72混合，然后加热至50℃并再保持搅拌30分钟以进行完全水解，得到硅烷偶联剂水解液。然后，将氮化硼分散液与硅烷偶联剂水解液混合(KH-550和氮化硼的质量比为0.02:1)，然后在50℃下保持搅拌1h。最后，过滤、KH-550过筛收集，得到硅烷偶联剂改性氮化硼。
将30g道康宁184硫化硅橡胶、9g硅烷偶联剂改性氧化铝、6g硅烷偶联剂改性氮化硼、13.5g石墨/石蜡相变材料混合后加入康宁184硫化硅橡胶的固化剂(硫化硅橡胶和固化剂的质量比为10:1)，抽真空排除气泡，倒入模具后固化，得到高导热相变有机硅橡胶。
实施例4
将10g石墨加入到8g石蜡(熔融温度为44℃)的烧杯中，在60℃的温度下熔融混合，搅拌吸附1h，过滤、将固体产物冷却至室温，将石墨表面的石蜡清除得到石墨/石蜡复合材料。
将硅烷偶联剂KH-171与无水乙醇(质量比为1:20)配置成偶联剂溶液，加入粒径为80nm氧化铝(KH-171和氧化铝的质量比为0.02:1)，滴加1％的醋酸至氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH至为3.5后，在60℃水浴磁力搅拌器搅拌120min，然后真空泵抽过滤并用无水乙醇洗涤3遍，除去残留的偶联剂，在120℃烘箱内干燥5h，用研磨棒捣碎筛分，得到硅烷偶联剂改性氧化铝。
将粒径为5μm的氮化硼分散在去离子水中，并在搅拌的同时加热至80℃后继续搅拌1h，得到质量浓度为0.2g/mL氮化硼分散。将硅烷偶联剂KH-171、水和乙醇按照质量比为20:8:72混合，然后加热至50℃并再保持搅拌30分钟以进行完全水解，得到硅烷偶联剂水解液。然后，将氮化硼分散液与硅烷偶联剂水解液混合(KH-171和氮化硼的质量比为0.02:1)，然后在50℃下保持搅拌1h。最后，过滤、KH-550过筛收集，得到硅烷偶联剂改性氮化硼。
将30g道康宁184硫化硅橡胶、9g硅烷偶联剂改性氧化铝、6g硅烷偶联剂改性氮化硼、9g石墨/石蜡相变材料混合后加入康宁184硫化硅橡胶的固化剂(硫化硅橡胶和固化剂的质量比为10:1)，抽真空排除气泡，倒入模具后固化，得到高导热相变有机硅橡胶。
测试例
对实施例1～3制备的高导热相变有机硅橡胶的密度、相变潜热和导热性能进行测试，使用电子天平(XB-220A)进行密度测试，使用差示扫描量热仪(DSC-1)进行相变潜热测试，其中图2为实施例3的DSC扫描图，使用热导率测试仪(DTC-300)进行导热性能测试，测试结果如表1所示。
表1实施例1～3制备的高导热相变有机硅橡胶性能测试结果
序号 密度/g/cm<sup>3</sup> 相变潜热/J/g 导热系数/W/(m·k) 导热系数增长率/％
实施例1 1.068 7.274 0.178 7.9％
实施例2 1.070 11.35 0.187 13.3％
实施例3 1.074 18.37 0.214 29.7％
由表1的结果可知，相较于纯有机硅橡胶的导热系数为0.165W/(m·k)，本发明提供的高导热相变有机硅橡胶在不影响硅橡胶的物理加工性能的条件下具备优异的导热性能。通过对比实施例1～3的结果可知，随着石墨/石蜡相变材料的质量份数增加，本发明实施例制备的高导热相变有机硅橡胶的导热性能进一步提高，实施例1导热率比纯橡胶提高了7.9％，实施例2的导热率比纯橡胶提高了13.3％，实施例3导热率比纯橡胶提高29.7％
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
硫化硅橡胶100份、硅烷偶联剂改性氧化铝20～30份、硅烷偶联剂改性氮化硼10～20份、石墨/石蜡相变材料30～60份。
2.根据权利要求1所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的粒径为75～150nm。
3.根据权利要求1所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的粒径为1～10μm。
4.根据权利要求1所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性氧化铝的制备方法包括以下步骤：
将硅烷偶联剂乙醇溶液和氧化铝混合，得到氧化铝-硅烷偶联剂混合液；
采用酸的水溶液调节所述氧化铝-硅烷偶联剂混合液的pH值≤4，进行改性反应，得到所述硅烷偶联剂改性氧化铝；所述硅烷偶联剂和所述氧化铝的质量比≥0.02:1。
5.根据权利要求1所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性氮化硼的制备方法包括以下步骤：
将所述硅烷偶联剂、乙醇和水混合水解，得到硅烷偶联剂水解液；
将氮化硼水分散液和所述硅烷偶联剂水解液混合进行改性反应，得到所述硅烷偶联剂改性氮化硼；所述硅烷偶联剂和所述氮化硼的质量比≥0.02:1。
6.根据权利要求1所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，所述石墨/石蜡相变材料的制备方法包括以下步骤：
将石墨和熔融态石蜡混合吸附，得到所述石墨/石蜡相变材料，所述熔融态石蜡和石墨的质量比≥0.6:1。
7.根据权利要求4所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，硅烷偶联剂乙醇溶液的质量百分比为4.5～9.5％；所述改性反应的温度为55～70℃，所述改性反应的时间为1.5～3h。
8.根据权利要求5所述的高导热相变有机硅橡胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂、乙醇和水的质量比为(15～25):(5～10):(70～75)；所述改性反应的温度为40～52℃，所述改性反应的时间为0.5～1.2h。
9.权利要求1～8任一项所述高导热相变有机硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硫化硅橡胶、硅烷偶联剂改性氧化铝、硅烷偶联剂改性氮化硼、石墨/石蜡相变材料混合，得到混合物料；
在室温条件下，将所述混合物料和固化剂混合固化，得到所述高导热相变有机硅橡胶。
10.权利要求1～8任一项所述高导热相变有机硅橡胶或权利要求9所述的制备方法制备的高导热相变有机硅橡胶在电子或半导体元器件散热器件中的应用。
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