CN114031944A - 一种低迟滞导热凝胶及其制备方法 - Google Patents

一种低迟滞导热凝胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114031944A
CN114031944A CN202111453625.XA CN202111453625A CN114031944A CN 114031944 A CN114031944 A CN 114031944A CN 202111453625 A CN202111453625 A CN 202111453625A CN 114031944 A CN114031944 A CN 114031944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone oil
parts
heat
mass
hysteresis
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.)
Granted
Application number
CN202111453625.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114031944B (zh
Inventor
曾小亮
任琳琳
胡煜琦
艾代锋
何彬
孙蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS, Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority to CN202111453625.XA priority Critical patent/CN114031944B/zh
Publication of CN114031944A publication Critical patent/CN114031944A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114031944B publication Critical patent/CN114031944B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • 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
    • C08K2003/0812—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
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
    • 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
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低迟滞性导热凝胶及其制备方法。其中导热凝胶包括以下重量份组分：双端乙烯基硅油1‑25质量份；侧链含氢硅油0.5‑4.5质量份；双端含氢硅油0.9‑6质量份；单端乙烯基硅油1.0‑15质量份；催化剂0.1‑1.0质量份；抑制剂0.001‑0.03质量份；硅烷偶联剂0.1‑0.5质量份；导热填料60‑95质量份。本发明在双端乙烯基硅油的聚合物主链接枝高分子链单端乙烯硅油，提高聚合物分子链物理缠结相互作用，避免形成自由移动的乙烯基硅油，从而降低导热凝胶的迟滞性能，所制备的导热凝胶不仅具有低迟滞(≤10％)，而且具有较高的导热性能(1.0‑10W/mK)和较高的柔顺性。

Description

一种低迟滞导热凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热凝胶技术领域，尤其涉及一种低迟滞导热凝胶及其制备方法。
背景技术
电子器件在使用过程中都会产生热量，为了提高可靠性，需要开发高性能散热技术以消除电子器件产生的多余热量。热界面材料是降低电子器件与散热片之间热阻，提高电子器件散热能力必不可少的封装材料。其种类繁多，包括导热膏、相变材料、导热凝胶、导热垫片等(非专利文献1)。导热凝胶是一种预成型高温固化的有机硅材料，相对于导热垫片有着更柔软且具有更好的表面亲和性，可以压缩至非常低的厚度，使传热效率显著提升，最低可以压缩到0.1mm，此时的热阻可以控制在0.05K cm2 W-1，可以达到部分硅脂的性能。另外，导热凝胶模量较低，使用后对设备产生内应力较少(专利文献1-3)。相对于导热硅脂，导热凝胶有着更简单的操作性。导热凝胶可以成型为任意形状，对于不规则的电子元器接触界面也能保证其良好紧密的接触；同时，导热凝胶也有一定的附着性，并且不存在渗油和干燥的问题，耐高温、耐老化性好，在使用的可靠性上具有一定的优势，可在-40-200℃下长期工作(专利文献4)。
随着电子器件功率密度的提高，封装尺寸的增加，导热凝胶除了需要高的导热系数、低的界面热阻和柔顺性等基本特性外，电子封装领域对其的力学性能提出了更高的要求，尤其是迟滞性能(非专利文献2)。高的迟滞性能将会导致导热凝胶在受到多次循环应力过程中，产生残余应变，且高的迟滞性能就使导热凝胶自身产生热量，增加了导热凝胶的散热负担，造成导热凝胶可靠性的下降。而较低的迟滞性能，则可以提高导热凝胶在多次循环应力作用下的可靠性。然而，目前的导热凝胶鲜有关注其迟滞性能，其主要原因是导热凝胶一般是采用乙烯基硅油和含氢硅油，在催化剂的作用下，通过加成反应得到，并通过控制乙烯基硅油过量，保持导热凝胶的柔顺性(专利文献5)，其一般采用过量的低分子量的乙烯基硅油作为增塑剂，属于粘性流体，容易吸收应力，产生多余的热量，原因是因为体系中存在未交联、且可以自由移动的小分子的乙烯基硅油，使导热凝胶呈现明显的粘弹性，造成导热凝胶相对于导热垫片具有更高的迟滞性能。这导致其在长期使用过程中，受到持续的应力，导热凝胶的性能发生退化，无法恢复到原始状态，造成力学性能、可靠性等性能的下降。因此，导热凝胶的高柔顺性和低迟滞性能是相互矛盾，如何开发一种低迟滞导热凝胶仍然存在较大的技术挑战。
引用列表：
非专利文献1：Prasher R.Thermal Interface Materials:HistoricalPerspective,Status,and Future Directions.Proceedings of the IEEE.2006；94(8):1571-86.
非专利文献2:Hai Lei,Liang Dong,Ying Li,et al.Stretchable hydrogelswith low hysteresis and antifatigue fracture based on polyprotein cross-linkers.NATURE COMMUNICATIONS.2020；11:4032.
专利文献1：王红玉；万炜涛；陈田安.一种稳定性低渗油双组份导热凝胶及制备方法.中国发明专利，专利公开号：CN112759933A。
专利文献2：胡杨飞；费伟康；范勇；程亚东.一种单组分固化型导热凝胶组合物及其应用.中国发明专利，专利公开号：CN112552691A。
专利文献3：王正；万炜涛；陈田安；郭呈毅；王红玉.一种低粘度低模量高导热单组份凝胶及其制备方法.中国发明专利，专利公开号：CN112500705A。
专利文献4：万炜涛；郭呈毅；陈田安.一种具有良好的可返修性能的导热凝胶及其制备方法.中国发明专利，专利公开号：CN111234784A。
专利文献5：赵秀英；柴梦倩；卢咏来；吴丝竹；李京超；符博支.一种高柔顺低渗出导热硅凝胶及其制备方法.中国发明专利，专利公开号：CN111286200A。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种低迟滞性导热凝胶及其制备方法，从导热凝胶的分子链结构出发，通过加入单端乙烯基硅油，并将其接枝在分子链网络中，形成物理缠结，避免形成自由移动的乙烯基硅油，降低导热凝胶的迟滞性能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明第一方面提供一种低迟滞导热凝胶，包括以下重量份组分：
双端乙烯基硅油1-25质量份；
侧链含氢硅油0.5-4.5质量份；
双端含氢硅油0.9-6质量份；
单端乙烯基硅油1.0-15质量份；
催化剂0.1-1.0质量份；
抑制剂0.001-0.03质量份；
硅烷偶联剂0.1-0.5质量份；
导热填料60-95质量份。
在某些具体的实施方式中，双端乙烯基硅油的质量份为1份、5份、10份、15份、20份、25份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，侧链含氢硅油的质量份为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，双端含氢硅油的质量份为0.9份、1.9份、2.9份、3.9份、4.9份、5.9份、6份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，单端乙烯基硅油的质量份为1.0份、2.0份、3.0份、4.0份、5.0份、6.0份、7.0份、8.0份、9.0份、10.0份、11.0份、12.0份、13.0份、14.0份、15.0份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，催化剂的质量份为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，抑制剂的质量份为0.001份、0.01份、0.02份、0.021份、0.022份、0.023份、0.024份、0.025份、0.026份、0.027份、0.028份、0.029份、0.03份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，硅烷偶联剂的质量份为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份或它们之间的任意份数。
在某些具体的实施方式中，导热填料的质量份为60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或它们之间的任意份数。
作为优选地实施方式，所述双端乙烯基硅油的粘度为200～1000mPa.S，乙烯基含量为0.30％～0.70％。
作为优选地实施方式，所述侧链含氢硅油的粘度为20～200mm2/s，含氢量为0.1％～1％。
作为优选地实施方式，所述双端含氢硅油的粘度为20～100mm2/s，含氢量为0.01～0.2％。
作为优选地实施方式，所述单端乙烯基硅油的粘度为1000～2000mPa.S，乙烯基含量为0.1％～2.5％。
在某些具体的实施方式中，所述单端乙烯基硅油的粘度为1000mPa.S、1100mPa.S、1200mPa.S、1300mPa.S、1400mPa.S、1500mPa.S、1600mPa.S、1700mPa.S、1800mPa.S、1900mPa.S、2000mPa.S或它们之间的任意粘度。
作为优选地实施方式，所述催化剂选自氯铂酸、氯铂酸-异丙醇络合物和氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物中的至少一种；
优选地，所述抑制剂选自乙炔基环己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇、3，5-二甲基-1-乙炔基-3-醇和3-甲基-1-十二炔-3-醇中的至少一种；
优选地，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选地，所述导热填料选自氧化铝、铝、氧化锌、氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或其混合物；所述导热填料的粒径优选为0.3μm～100μm。
在本发明的技术方案中，所述低迟滞导热凝胶的导热系数为1.0～10.0W/mK，断裂伸长率≥100％，迟滞≤10％。
在本发明的技术方案中，双端乙烯基硅油作为导热凝胶的基础硅油；侧链含氢硅油为交联剂，实现基础硅油的交联；双端含氢硅油的作为扩链剂，与基础硅油发生硅氢加成反应，增加主链的分子链长度；单端乙烯基硅油与侧链含氢硅油和双端含氢硅油发生硅氢加成反应，在聚合物网络中，形成支化结构，避免物理缠结，避免形成自由移动的乙烯基硅油，从而降低导热凝胶的迟滞性能。
本发明第二方面提供上述低迟滞导热凝胶的制备方法，包括以下步骤：
将双端乙烯基硅油、单端乙烯基硅油、侧链含氢硅油、双端含氢硅油、抑制剂、硅烷偶联剂和导热填料一次搅拌，冷却后加入催化剂二次搅拌即得到所述低迟滞导热凝胶。
作为优选地实施方式，所述一次搅拌的温度为60～150℃；；
优选地，所述一次搅拌的时间为0.5h～2.0h
优选地，所述一次搅拌的转速为500-1000转/分钟；
优选地，所述一次搅拌为真空搅拌，所述真空的真空度≤-90.0kPa。
作为优选地实施方式，所述二次搅拌的温度为20～40℃；
优选地，所述二次搅拌的时间为0.5～2.0h；
优选地，所述二次搅拌的转速为100-500转/分钟；
优选地，所述二次搅拌为真空搅拌，所述真空的真空度≤-90.0kPa。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明提供一种低迟滞性导热凝胶及其制备方法，其中导热凝胶包括以下重量份组分：双端乙烯基硅油1-25质量份；侧链含氢硅油0.5-4.5质量份；双端含氢硅油0.9-6质量份；单端乙烯基硅油1.0-15质量份；催化剂0.1-1.0质量份；抑制剂0.001-0.03质量份；硅烷偶联剂0.1-0.5质量份；导热填料60-95质量份。本发明通过在导热凝胶的基础硅油双端乙烯基硅油的聚合物主链接枝高分子链单端乙烯硅油，提高聚合物分子链物理缠结相互作用，避免形成自由移动的乙烯基硅油，从而降低导热凝胶的迟滞性能，所制备的导热凝胶不仅具有低迟滞(≤10％)，而且具有较高的导热性能(1.0-10W/mK)和较高的柔顺性，克服了现有技术中，导热凝胶的高柔顺性和低迟滞性能无法兼得的技术问题。
附图说明
图1是实施例1-5以及对比例中的导热凝胶迟滞表征示意图。
具体实施方式
下述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下述实施例和对比例中：
双端乙烯基硅油：购自浙江润禾化工新材料有限公司，牌号为RH-Vi322、RH-Vi305、RH-Vi1311、RH-Vi311、RH-Vi1323；
单端乙烯基硅油：购自浙江润禾化工新材料有限公司，牌号为RH-Vi320M、RH-Vi315、RH-Vi306B；
双端含氢硅油：购自浙江润禾化工新材料有限公司，牌号为RH-H518、RH-H6、RH-DH37、RH-H45；
侧链含氢硅油：购自浙江润禾化工新材料有限公司，牌号为RH-H502、RH-H510、RH-H33、RH-H86、RH-H33。
实施例1
步骤1：将粘度为200mPa.S，乙烯基含量0.7％的双端乙烯基硅油(RH-Vi322，18.0g)、粘度1000mPa.S，乙烯基含量0.21％的单端乙烯基硅油(RH-Vi305B，10.0g)，粘度20mm2/s，含氢量0.11％的双端含氢硅油(RH-H6，9.89g)、粘度70mm2/s，含氢量0.77％的侧链含氢硅油(RH-H502，8.0g)、粒径为100μm的氧化铝(450.0g)、粒径50um的铝(450.0g)、粒径0.3微米的氧化锌(50.0g)、乙炔基环己醇(0.01g)和癸基三甲氧基硅烷(4.0g)加入2.0L的双行星搅拌机。升温至150℃，在真空度为-90.0kPa下，以50rpm的速度，搅拌2.0h；
步骤2：将上述混合物冷却至室温，然后加入氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物(0.1g)，在20℃真空度-90.0kPa下，以100rpm的速度，继续搅拌2.0h；
步骤3：将上述混合物使用2.0L行星机自带的罐装机，注入50mL的胶管中，-35℃保存。
实施例2
步骤1：将粘度为1000mPa.S，乙烯基含量0.32％的双端乙烯基硅油(RH-Vi305，100g)、粘度1000mPa.S，乙烯基含量0.21％的单端乙烯基硅油(RH-Vi305B，60.0g)，粘度20mm2/s，含氢量0.11％的双端含氢硅油(RH-H6，47.79g)、粘度20mm2/s，含氢量0.95％的侧链含氢硅油(RH-H510，40.0g)、粒径为100μm的铝(400.0g)、粒径50um的铝(300.0g)、粒径0.3微米的氧化锌(50.0g)、2-苯基-3-丁炔-2-醇(0.01g)和十六烷基三甲氧基硅烷(2.0g)加入2.0L的双行星搅拌机。升温至90℃，在真空度为-90.0kPa下，以50rpm的速度，搅拌0.5h；
步骤2：将上述混合物冷却至室温，然后加入氯铂酸-异丙醇络合物(0.2g)，在40℃真空度-90.0kPa下，以100rpm的速度，继续搅拌1.0h。
步骤3：将上述混合物使用2.0L行星机自带的罐装机，注入50mL的胶管中，-35℃保存。
实施例3
步骤1：将粘度为500mPa.S，乙烯基含量0.43％的双端乙烯基硅油(RH-Vi1311，247g)、粘度1000mPa.S，乙烯基含量0.21％的单端乙烯基硅油(RH-Vi305B，50.69g)，粘度90mm2/s，含氢量0.037％的双端含氢硅油(RH-DH37，60.0g)、粘度70mm2/s，含氢量0.18％的侧链含氢硅油(RH-H33，40.0g)、粒径为50μm的氧化铝(300.0g)、粒径20um的氧化铝(200.0g)、粒径5.0um的氧化铝(100.0g)、乙炔基环己醇(0.01g)和十六烷基三甲氧基硅烷(2.0g)加入2.0L的双行星搅拌机。升温至60℃，在真空度为-90.0kPa下，以100rpm的速度，搅拌1.0h；
步骤2：将上述混合物冷却至室温，然后加入氯铂酸-异丙醇络合物(0.3g)，在40℃真空度-90.0kPa下，以100rpm的速度，继续搅拌1.0h；
步骤3：将上述混合物使用2.0L行星机自带的罐装机，注入50mL的胶管中，-35℃保存。
实施例4
本实施例中的导热凝胶组分与制备方法与实施例2配方基本一致，所不同的是，粘度为1000mPa.S，乙烯基含量0.32％的双端乙烯基硅油(RH-Vi305)为136.79g、粘度2000mPa.S，乙烯基含量0.12％的单端乙烯基硅油(RH-Vi320M)31g，粘度25mm2/s，含氢量0.11％的双端含氢硅油(RH-H6)40g。
实施例5
本实施例中的导热凝胶组分与制备方法与实施例2配方基本一致，所不同的是，粘度为1000mPa.S，乙烯基含量0.32％的双端乙烯基硅油(RH-Vi305)为31g、粘度1000mPa.S，乙烯基含量0.21％的单端乙烯基硅油(RH-Vi305B)136.79g，粘度25mm2/s，含氢量0.11％的双端含氢硅油(RH-H6)40g。
对比例1
本实施例中的导热凝胶组分与制备方法与实施例2的配方一样，不同之处在于不存在单端乙烯基硅油，并将其所占质量分数用双端乙烯基硅油取代。具体组分为：将粘度为1000mPa.S，乙烯基含量0.32％的双端乙烯基硅油(RH-Vi305，150g)粘度1500mPa.S，乙烯基含量0.36％的单端乙烯基硅油(RH-Vi315，50.0g)，粘度25mm2/s，含氢量0.11％的双端含氢硅油(RH-H6，60.0g)、粒径为100μm的铝(400.0g)、粒径50um的铝(300.0g)、粒径0.3微米的氧化锌(50.0g)、2-苯基-3-丁炔-2-醇(0.01g)和十六烷基三甲氧基硅烷(2.0g)、氯铂酸-异丙醇络合物(0.2g)。
表1实施例1-5中的导热凝胶各组分质量份数
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
双端乙烯基硅油 1.8 10.0 24.7 13.7 3.1
单端乙烯基硅油 1.0 6.0 5.1 3.1 13.7
双端含氢硅油 0.989 4.8 6.0 4.0 4.0
侧链含氢硅油 0.8 4.0 4.0 4.0 4.0
导热填料 95.0 75.0 60.0 75.0 75.0
抑制剂 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
硅烷偶联剂 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2
催化剂 0.01 0.02 0.03 0.02 0.02
实施例1-5中以及对比例1中的导热凝胶的性能测试方法如下：
(1)导热系数测试：
稳态法测定垂直方向导热的标准试验方法，测试仪器为LW-9389TIM电阻电导率测量仪，具体步骤为：将导热凝胶放置于仪表棒之间，通过组件建立稳定的热流；然后在两个或两个以上的位点沿其长度监测电表条中的温度；根据得到的温度读数计算出跨越界面的温度差，并用来确定导热系数。
(2)断裂伸长率
采用万能拉伸机(日本岛津，型号AG-X plus 10N-10kN)在室温下进行测试。测试的导热凝胶的宽度和厚度分别20.0mm和0.2mm。测试时，上下夹头之间的初始夹持距离固定为20mm，拉伸速率设定为10mm/min。
(3)迟滞表征
采用万能拉伸机(日本岛津，型号AG-X plus 10N-10kN)在室温下进行测试。将导热凝胶拉伸至断裂极限之前的80％，然后释放应力，监测其应力和应变值，绘制应力-应变曲线，如图1所示：实线曲线1为载荷的应力-应变曲线，虚线曲线2为卸掉载荷应力-应变曲线。迟滞的表征方法如式(I)所示：
迟滞＝WL/WUL(I)
式(I)中，WL为曲线1载荷应力-应变曲线与曲线2卸掉载荷应力-应变曲线所围成的积分面积，WUL为曲线1载荷应力-应变曲线的积分面积。
根据上述方法测试实施例1～5、对比例1提供的导热凝胶的导热系数、断裂伸长率，迟滞测试结果如表2所示：
表2
导热系数(W/m·K) 断裂伸长率 迟滞(％)
实施例1 10.0 100％ 9.8
实施例2 6.52 200％ 6.0
实施例3 1.00 360％ 7.8
实施例4 6.47 400％ 5.4
实施例5 6.35 120％ 9.2
对比例1 6.40 200％ 25.3
从表2中可以看出，实施例1-5中的导热凝胶导热系数再1.00～10.0W/m·K之间，且具有较好的柔顺性和较低的迟滞。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明提供的低迟滞导热凝胶及其制备的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种低迟滞导热凝胶，其特征在于，包括以下重量份组分：
双端乙烯基硅油1-25质量份；
侧链含氢硅油0.5-4.5质量份；
双端含氢硅油0.9-6质量份；
单端乙烯基硅油1.0-15质量份；
催化剂0.1-1.0质量份；
抑制剂0.001-0.03质量份；
硅烷偶联剂0.1-0.5质量份；
导热填料60-95质量份。
2.根据权利要求1所述的低迟滞导热凝胶，其特征在于，所述双端乙烯基硅油的粘度为200～1000mPa.S，乙烯基含量为0.30％～0.70％。
3.根据权利要求1所述的低迟滞导热凝胶，其特征在于，所述侧链含氢硅油的粘度为20～200mm2/s，含氢量为0.1％～1％。
4.根据权利要求1所述的低迟滞导热凝胶，其特征在于，所述双端含氢硅油的粘度为20～100mm2/s，含氢量为0.01～0.2％。
5.根据权利要求1所述的低迟滞导热凝胶，其特征在于，所述单端乙烯基硅油的粘度为1000～2000mPa.S，乙烯基含量为0.1％～2.5％。
6.根据权利要求1所述的低迟滞导热凝胶，其特征在于，所述催化剂选自氯铂酸、氯铂酸-异丙醇络合物和氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物中的至少一种；
优选地，所述抑制剂选自乙炔基环己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇、3，5-二甲基-1-乙炔基-3-醇和3-甲基-1-十二炔-3-醇中的至少一种；
优选地，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种；
优选地，所述导热填料选自氧化铝、铝、氧化锌、氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或其混合物；所述导热填料的粒径优选为0.3μm～100μm。
7.根据权利要求1所述的低迟滞导热凝胶，其特征在于，所述低迟滞导热凝胶的导热系数为1.0～10.0W/mK，断裂伸长率≥100％，迟滞≤10％。
8.根据权利要求1-7任一所述的低迟滞导热凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将双端乙烯基硅油、单端乙烯基硅油、侧链含氢硅油、双端含氢硅油、抑制剂、硅烷偶联剂和导热填料一次搅拌，冷却后加入催化剂二次搅拌即得到所述低迟滞导热凝胶。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述一次搅拌的温度为60～150℃；
优选地，所述一次搅拌的时间为0.5h～2.0h
优选地，所述一次搅拌的转速为500-1000转/分钟；
优选地，所述一次搅拌为真空搅拌，所述真空的真空度≤-90.0kPa。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述二次搅拌的温度为20～40℃；
优选地，所述二次搅拌的时间为0.5～2.0h；
优选地，所述二次搅拌的转速为100-500转/分钟；
优选地，所述二次搅拌为真空搅拌，所述真空的真空度≤-90.0kPa。
CN202111453625.XA 2021-12-01 2021-12-01 一种低迟滞导热凝胶及其制备方法 Active CN114031944B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111453625.XA CN114031944B (zh) 2021-12-01 2021-12-01 一种低迟滞导热凝胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111453625.XA CN114031944B (zh) 2021-12-01 2021-12-01 一种低迟滞导热凝胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114031944A true CN114031944A (zh) 2022-02-11
CN114031944B CN114031944B (zh) 2023-03-24

Family

ID=80139552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111453625.XA Active CN114031944B (zh) 2021-12-01 2021-12-01 一种低迟滞导热凝胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114031944B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115322577A (zh) * 2022-09-14 2022-11-11 广东思泉新材料股份有限公司 一种导热凝胶及其制备方法
CN115627074A (zh) * 2022-09-22 2023-01-20 深圳先进电子材料国际创新研究院 一种抗疲劳导热凝胶及其制备方法
CN115850975A (zh) * 2022-11-08 2023-03-28 常州威斯双联科技有限公司 一种电池填充用导热凝胶及其制备工艺
CN115926474A (zh) * 2022-12-29 2023-04-07 深圳德邦界面材料有限公司 一种低模量高伸长率有机硅导热凝胶

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015047840A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Dow Global Technologies Llc A process to produce a polyolefin reactive telechelic pre-polymer, polyolefin reactive telechelic pre-polymers and crosslinked elastomers and high molecular weight elastomers
CN109438995A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 广州市白云化工实业有限公司 低渗油高强度的加成型硅凝胶及其制备方法
CN109735112A (zh) * 2018-12-28 2019-05-10 广州市白云化工实业有限公司 加成型有机硅导热凝胶及其制备方法
CN111019357A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 广州市白云化工实业有限公司 高性能硅基导热泥及其制备方法
CN112500705A (zh) * 2020-11-16 2021-03-16 深圳德邦界面材料有限公司 一种低粘度低模量高导热单组份凝胶及其制备方法
CN113527893A (zh) * 2021-08-13 2021-10-22 深圳先进电子材料国际创新研究院 一种高迟滞热界面材料及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015047840A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Dow Global Technologies Llc A process to produce a polyolefin reactive telechelic pre-polymer, polyolefin reactive telechelic pre-polymers and crosslinked elastomers and high molecular weight elastomers
CN109438995A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 广州市白云化工实业有限公司 低渗油高强度的加成型硅凝胶及其制备方法
CN109735112A (zh) * 2018-12-28 2019-05-10 广州市白云化工实业有限公司 加成型有机硅导热凝胶及其制备方法
CN111019357A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 广州市白云化工实业有限公司 高性能硅基导热泥及其制备方法
CN112500705A (zh) * 2020-11-16 2021-03-16 深圳德邦界面材料有限公司 一种低粘度低模量高导热单组份凝胶及其制备方法
CN113527893A (zh) * 2021-08-13 2021-10-22 深圳先进电子材料国际创新研究院 一种高迟滞热界面材料及其制备方法和应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115322577A (zh) * 2022-09-14 2022-11-11 广东思泉新材料股份有限公司 一种导热凝胶及其制备方法
CN115322577B (zh) * 2022-09-14 2024-05-03 广东思泉新材料股份有限公司 一种导热凝胶及其制备方法
CN115627074A (zh) * 2022-09-22 2023-01-20 深圳先进电子材料国际创新研究院 一种抗疲劳导热凝胶及其制备方法
CN115627074B (zh) * 2022-09-22 2024-04-19 深圳先进电子材料国际创新研究院 一种抗疲劳导热凝胶及其制备方法
CN115850975A (zh) * 2022-11-08 2023-03-28 常州威斯双联科技有限公司 一种电池填充用导热凝胶及其制备工艺
CN115926474A (zh) * 2022-12-29 2023-04-07 深圳德邦界面材料有限公司 一种低模量高伸长率有机硅导热凝胶

Also Published As

Publication number Publication date
CN114031944B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114031944A (zh) 一种低迟滞导热凝胶及其制备方法
CN102337033B (zh) 一种加成型高导热有机硅电子灌封胶及其制备方法
CN102675882B (zh) 一种加成型导热防沉降硅橡胶及其制备方法
CN103937442B (zh) 高粘结性单组份脱肟型室温硫化硅橡胶密封剂及制备方法
CN103059576B (zh) 一种高导热柔性硅胶垫片及其制备方法
CN104015433B (zh) 热传导性复合硅酮橡胶片材
CN109777113B (zh) 一种绝缘导热硅橡胶复合材料及其制备方法
CN104327515A (zh) 一种含石墨烯的硅橡胶导热复合材料及其制备方法
CN103756327A (zh) 一种导热硅橡胶电子灌封胶及其制备方法与应用
CN109971415B (zh) 一种高导热有机硅胶粘剂及其制备方法
CN113527893A (zh) 一种高迟滞热界面材料及其制备方法和应用
CN106221239B (zh) 一种导热灌封材料及其用途
CN102952403A (zh) 加成型有机硅导热电子灌封胶及其制造方法
TW200420701A (en) Silicone rubber sheet for thermo compression bonding
CN105838077A (zh) 一种用于生产导热硅胶片的石墨烯的表面处理方法
CN102212269A (zh) 一种高导热绝缘灌封复合材料及其制备方法
CN112680177A (zh) 低密度耐高温灌封胶及其制备方法
CN106753213A (zh) 一种具有优异防潮防水性能的pcb电路板用有机硅电子灌封胶
CN113956669A (zh) 一种抗疲劳热界面材料及其制备方法
CN117264426A (zh) 一种绝缘导热垫片及其制备方法
CN115651411A (zh) 一种高柔性低渗出的导热凝胶及其制备方法
JP2020164755A (ja) 放熱部材用組成物、放熱部材、電子機器、放熱部材の製造方法
CN101982502A (zh) 一种弹性体热界面材料及其制备方法
CN108410178A (zh) 一种含氮化铝/石墨烯杂化材料的高导热硅橡胶的制备方法
CN118027888A (zh) 一种高粘接性的导热凝胶及其制备方法和应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant