CN114032063A - 高导热低粘度双组分有机硅灌封胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及有机硅灌封胶领域，具体公开了一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶及其制备方法。有机硅灌封胶由A组分和B组分组成；A组分包括以下重量份的原料：乙烯基硅油15‑25份、聚二甲基硅氧烷2‑5份、硅烷偶联剂0.3‑0.5份、催化剂0.2‑0.4份、球形氧化铝160‑185份、抗沉降剂0.2‑0.5份；B组分包括以下重量份的原料：乙烯基硅油13‑21份、聚二甲基硅氧烷2‑5份、硅烷偶联剂0.3‑0.5份、含氢硅油2‑5份、球形氧化铝160‑185份、抑制剂0.02‑0.1份、抗沉降剂0.2‑0.5份、炭黑0.1‑0.5份。

Description

高导热低粘度双组分有机硅灌封胶及其制备方法
技术领域
本申请涉及有机硅灌封胶领域，更具体地说，它涉及一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶及其制备方法。
背景技术
有机硅灌封胶主要用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护，通常由A、B组分组成，A、B组分混合会逐渐固化，未固化前呈液体状，具有流动性，其优点在于优异的耐候性和耐高低温性能，可在-60℃～200℃长期使用，固化收缩率低，固化过程对元器件基本无损伤，同时固化速率和固化交联密度可控，绝缘性能优异，因此广泛用于新能源汽车、LED照明、电源模块等领域。根据应用场景和需求的不同，有机硅灌封胶中可以加入一些功能性填充物来赋予其导电、导热、导磁等性能。
随着电子元器件趋于小型化和密集化，电子元器件越来越高的功率对有机硅灌封胶的导热要求也更高，为了提高有机硅灌封胶的导热性能，相关技术中通过提高导热填料的填充量来实现有机硅灌封胶导热性能的提升。
然而导热填料填充量的增加会导致有机硅灌封胶的粘度增加，流动性变差，导热填料在胶液体系内容易团聚沉降，导致胶液在固化后很硬，容易开裂，应用效果不佳。
发明内容
为了改善增加有机硅灌封胶中导热填料的添加量容易出现导热填料团聚沉降而导致胶液固化后应用效果不佳的问题，本申请提供一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，采用如下的技术方案：
一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，由A组分和B组分组成；
所述A组分包括以下重量份的原料：
乙烯基硅油15-25份
聚二甲基硅氧烷2-5份
硅烷偶联剂0.3-0.5份
催化剂0.2-0.4份
球形导热填料160-185份
抗沉降剂0.2-0.5份；
所述B组分包括以下重量份的原料：
乙烯基硅油13-21份
聚二甲基硅氧烷2-5份
硅烷偶联剂0.3-0.5份
含氢硅油2-5份
球形导热填料160-185份
抑制剂0.02-0.1份
抗沉降剂0.2-0.5份
炭黑0.1-0.5份。
通过采用上述技术方案，本申请采用球形的导热填料来提高胶体的导热性能，相比于无规则形状的导热填料，球形导热填料更容易分散，在胶液体系内分散均匀，不易沉降，有利于降低胶液体系的粘度；聚二甲基硅氧烷可以降低体系粘度、提高流动性；抗沉降剂在体系中能显著降低固-液界面的表面张力，使固体颗粒能均匀而稳定地分散在体系中而不会重新聚集成团；炭黑比表面积大，分散性好，可增加体系的触变值，减缓了氧化铝沉降速度，同时也能够减少油粉分离的现象，有利于提高体系的均匀性。
本申请制得的胶液具有优异的流动性和抗沉降性，并且体系中球形导热填料的添加量高达83.33％-91.20％，对于有机硅灌封胶导热性能的提升很大，导热性能优异，另外，胶液固化后形成的胶体导热性能均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度优异，机械性能好，适用性强且应用效果好。
优选的，所述球形导热填料为球形氧化铝、氢氧化铝、碳化硅中的一种或几种的组合。
优选的，所述球形导热填料由三种粒级分别为1-3μm、4-7μm及30-60μm的球形氧化铝按重量份数比为(10-20):(60-85):(70-100)组成。
通过采用上述复配粒级的球形氧化铝填料，能够大大降低体系的粘度、减缓油粉分离的速度，提高了体系的抗沉降效果、导热性能及流动性。
优选的，所述炭黑为高结构炭黑，粒径为20-25nm，吸油值为100-120cm3/100g。
通过采用上述技术方案，高结构炭黑具有优异的分散性，能够很好地均匀分散于体系中，经试验，炭黑的粒径控制在20-25nm，吸油值控制在100-120cm3/100g时，炭黑的分散性更好，对于球形氧化铝的抗沉降效果优异，使球形氧化铝均匀地分散于胶液体系中。
优选的，所述乙烯基硅油的粘度为100-500cs。
优选的，所述乙烯基硅油为双端乙烯基硅油、单端乙烯基硅油、端侧乙烯基硅油中的一种或几种的组合。
优选的，所述含氢硅油的粘度为10-100cs。
经试验，通过控制乙烯基硅油的粘度和含氢硅油的粘度可实现对制得的有机硅灌封胶粘度的控制，当乙烯基硅油的粘度控制在100-500cs，含氢硅油的粘度控制在10-100cs时，胶液的粘度更低，流动性更好，有利于体系的分散，并且制得的有机硅灌封胶的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度更好；经试验，当乙烯基硅油的粘度低于100cs，含氢硅油的粘度低于10cs时，胶液体系的粘度过低，球形导热填料会出现沉降现象，胶液出现分层，当乙烯基硅油的粘度超过500cs，含氢硅油的粘度超过100cs时，胶液体系粘度过高，固化后的胶体拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度降低。
优选的，所述聚二甲基硅氧烷的粘度为50-500cs。
经试验，聚二甲基硅氧烷的粘度控制在50-500cs时，胶液的粘度、流动性更好，粉体与乙烯基硅油不容易分离。
优选的，所述抗沉降剂为纳米碳酸钙和/或气相法白炭黑。
优选的，所述抗沉降剂为气相法白炭黑。
通过采用上述技术方案，气相法白炭黑比表面积大，且富含硅羟基，与球形氧化铝及乙烯基硅油表面形成氢键后提高了球形氧化铝和乙烯基硅油的相容性，经试验，气相法白炭黑与炭黑之间还具有很好的协同作用，两者相配合对于增加体系的触变值和减缓氧化铝的沉降速度具有更好的效果。
优选的，所述硅烷偶联剂为3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中一种或几种的组合。
通过采用上述技术方案，该几种硅烷偶联剂可改善球形导热填料与乙烯基硅油的相容性，提高导热填料在乙烯基硅油中的分散效果，易于球形导热填料均匀稳定分散在乙烯基硅油中。
优选的，所述催化剂为铂金催化剂。
优选的，所述抑制剂为乙烯基环体、乙炔基环己醇、马来酸酯、富马酸酯中一种或几种的组合。
通过采用上述技术方案，该几种选择的抑制剂都可以使铂金催化剂在较低温度下中毒，失去催化作用，升高温度后又可以使铂类催化剂恢复催化活性，抑制作用可控性好且抑制效果好。
第二方面，本申请提供一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶的制备方法，采用如下的技术方案：
一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶的制备方法，包括以下步骤：
A组分的制备：将乙烯基硅油、硅烷偶联剂混合并在600-700rpm的转速下搅拌5-10分钟，然后加入抗沉降剂和一半重量的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌10-15分钟，然后加入剩余的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌1-2小时得到基胶A，冷却至室温，然后加入聚二甲基硅氧烷和催化剂，在1200-1500rpm的转速下搅拌15-20分钟，然后进行抽真空脱泡10-20分钟，控制真空度0.08MPa以下，得到A组分；
B组分的制备：将乙烯基硅油、硅烷偶联剂混合并在600-700rpm的转速下搅拌5-10分钟，然后加入抗沉降剂、炭黑和一半重量的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌10-15分钟，然后加入剩余的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌1-2小时得到基胶B，冷却至室温，然后加入聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、抑制剂，在1200-1500rpm的转速下搅拌15-20分钟，然后进行抽真空脱泡10-20分钟，控制真空度0.08MPa以下，得到B组分。
通过采用上述制备方法，制备工艺简单，生产效率快，并且制备A、B组分时分两次加入球形氧化铝，有利于使体系分散更均匀，降低了球形氧化铝出现沉降的可能性，制备的胶液经过真空抽泡，很好地去除了胶液体系中存在气泡，使胶液在固化后保持密实的内部结构，有利于提高胶体的导热性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、本申请采用球形的导热填料来提高胶体的导热性能，相比于无规则形状的导热填料，球形导热填料更容易分散，在胶液体系内分散均匀，不易沉降，有利于降低胶液体系的粘度；抗沉降剂在体系中能显著降低固-液界面的表面张力，使固体颗粒能均匀而稳定地分散在体系中而不会重新聚集成团；炭黑比表面积大，分散性好，可增加体系的触变值，减缓了氧化铝沉降速度，同时也能够减少油粉分离的现象，有利于提高体系的均匀性；各组分相配合使制得的胶液具有优异的流动性和抗沉降性，并且胶液体系中球形导热填料的添加量高达83.33％-91.20％，对于有机硅灌封胶导热性能的提升很大，导热性能优异，另外，胶液固化后形成的胶体导热性能均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度优异，机械性能好，适用性强且应用效果好。
2、本申请中优选采用粒径为20-25nm，比表面积为100-120m2/g，吸油值为100-120cm3/100g的高结构炭黑，分散性优异，在胶液体系中分散均匀，能够很好地阻止球形氧化铝抗沉降，使球形氧化铝均匀地分散于胶液体系中。
3、本申请的方法，制备工艺简单，生产效率快，在制备A、B组分时通过将球形氧化铝分两次加入，有利于使体系分散更均匀，降低了球形氧化铝出现沉降的可能性，制备的胶液经过真空抽泡，胶液体系中基本不存在气泡，胶液在固化后内部结构密实，有利于提高胶体的导热性能。
具体实施方式
在有机硅灌封胶中添加导热填料是提高有机硅灌封胶导热性能的常用方法，随着电子元器件趋于小型化和密集化，对有机硅灌封胶的导热要求也更高，研究上尝试采用通过提高导热填料的填充量来实现有机硅灌封胶导热性能的提升。然而导热填料填充量的增加会导致有机硅灌封胶的粘度增加，流动性变差，导热填料在胶液体系内容易团聚沉降，导致胶液在固化后很硬，容易开裂，机械性能和应用效果不佳，但是导热填料添加量少又达不到对于导热性能的要求，因此研究陷入了一个矛盾的局面。
本申请经过大量研究发现，在有机硅灌封胶中加入炭黑能够起到抑制球形氧化铝沉降的效果，在增加球形氧化铝导热填料后胶液依然具有良好的流动性，胶液固化后其拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度优异，机械性能好，且炭黑本身也是优异的导热填料，导热系数可达2.0-3.0W/m℃，本申请正是基于上述发现做出的。
为了更方便理解本申请的技术方案，以下结合表格和实施例对本申请作进一步详细说明，但不作为本申请限定的保护范围。
本申请实施例中选用的炭黑为美国卡博特公司生产的高结构炭黑，型号为M570，粒径为24nm，比表面积为110m2/g，吸油值为114cm3/100g，球形氧化铝来自佛山金戈新材料股份有限公司。
实施例1
A组分的制备：按重量份数计，将25份乙烯基硅油和0.3份硅烷偶联剂加入反应釜内混合并在600rpm的转速下搅拌10分钟，然后加入0.2份抗沉降剂和80份球形氧化铝，在1000rpm的转速下搅拌15分钟，然后再加入80份球形氧化铝，在1000rpm的转速下搅拌2小时得到基胶A，冷却至室温，将基胶A转移至均质机中并加入2份聚二甲基硅氧烷和0.2份铂金催化剂，在1200rpm的转速下搅拌20分钟，然后在0.02MP的真空度下抽真空脱泡20分钟，得到A组分；
B组分的制备：将21份乙烯基硅油和0.3份硅烷偶联剂混合并在600rpm的转速下搅拌10分钟，然后加入0.2份抗沉降剂、0.1份炭黑和80份球形氧化铝，在1000rpm的转速下搅拌15分钟，然后再加入80份球形氧化铝，在1000rpm的转速下搅拌2小时得到基胶B，冷却至室温，将基胶B转移至均质机中并加入2份聚二甲基硅氧烷、5份含氢硅油、0.02份抑制剂，在1200rpm的转速下搅拌20分钟，然后在0.02MP的真空度下抽真空脱泡20分钟，得到B组分；
其中，乙烯基硅油的粘度为100cs，含氢硅油的粘度为10cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为50cs，硅烷偶联剂为3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，抗沉降剂为纳米碳酸钙，抑制剂为乙烯基环体。
实施例2
A组分的制备：按重量份数计，将21份乙烯基硅油和0.35份硅烷偶联剂加入反应釜内混合并在650rpm的转速下搅拌8分钟，然后加入0.3份抗沉降剂和85份球形氧化铝，在1050rpm的转速下搅拌12分钟，然后再加入85份球形氧化铝，在1050rpm的转速下搅拌1.5小时得到基胶A，冷却至室温，将基胶A转移至均质机中并加入4份聚二甲基硅氧烷和0.25份铂金催化剂，在1300rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.04MP的真空度下抽真空脱泡15分钟，得到A组分；
B组分的制备：将18份乙烯基硅油和0.35份硅烷偶联剂混合并在650rpm的转速下搅拌8分钟，然后加入0.3份抗沉降剂、0.2份炭黑和85份球形氧化铝，在1050rpm的转速下搅拌12分钟，然后再加入85份球形氧化铝，在1050rpm的转速下搅拌1小时得到基胶B，冷却至室温，将基胶B转移至均质机中并加入5份聚二甲基硅氧烷、2.5份含氢硅油、0.04份抑制剂，在1300rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.04MP的真空度下抽真空脱泡15分钟，得到B组分；
其中，乙烯基硅油的粘度为100cs，含氢硅油的粘度为10cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为50cs，硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷，抗沉降剂为气相法白炭黑，抑制剂为马来酸酯。
实施例3
A组分的制备：按重量份数计，将20份乙烯基硅油和0.4份硅烷偶联剂加入反应釜内混合并在700rpm的转速下搅拌5分钟，然后加入0.35份抗沉降剂和87.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌10分钟，然后再加入87.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌1小时得到基胶A，冷却至室温，将基胶A转移至均质机中并加入3份聚二甲基硅氧烷和0.3份铂金催化剂，在1500rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.06MP的真空度下抽真空脱泡10分钟，得到A组分；
B组分的制备：将16份乙烯基硅油和0.4份硅烷偶联剂混合并在700rpm的转速下搅拌5分钟，然后加入0.35份抗沉降剂、0.3份炭黑和87.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌10分钟，然后再加入87.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌1小时得到基胶B，冷却至室温，将基胶B转移至均质机中并加入3份聚二甲基硅氧烷、4份含氢硅油、0.06份抑制剂，在1500rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.06MP的真空度下抽真空脱泡10分钟，得到B组分；
其中，乙烯基硅油的粘度为100cs，含氢硅油的粘度为10cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为50cs，硅烷偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷，抗沉降剂为气相法白炭黑，抑制剂为富马酸酯。
实施例4
A组分的制备：按重量份数计，将16份乙烯基硅油和0.45份硅烷偶联剂加入反应釜内混合并在700rpm的转速下搅拌5分钟，然后加入0.4份抗沉降剂和90份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌10分钟，然后再加入90份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌1小时得到基胶A，冷却至室温，将基胶A转移至均质机中并加入2份聚二甲基硅氧烷和0.35份铂金催化剂，在1500rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.08MP的真空度下抽真空脱泡10分钟，得到A组分；
B组分的制备：将14份乙烯基硅油和0.45份硅烷偶联剂混合并在700rpm的转速下搅拌5分钟，然后加入0.4份抗沉降剂、0.4份炭黑和90份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌10分钟，然后再加入90份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌1小时得到基胶B，冷却至室温，将基胶B转移至均质机中并加入2份聚二甲基硅氧烷、2份含氢硅油、0.08份抑制剂，在1500rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.08MP的真空度下抽真空脱泡10分钟，得到B组分；
其中，乙烯基硅油的粘度为100cs，含氢硅油的粘度为10cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为50cs，硅烷偶联剂为质量比是1:1的十二烷基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷的混合物，抗沉降剂为气相法白炭黑，抑制剂为乙炔基环己醇。
实施例5
A组分的制备：按重量份数计，将15份乙烯基硅油和0.5份硅烷偶联剂加入反应釜内混合并在700rpm的转速下搅拌5分钟，然后加入0.5份抗沉降剂和92.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌10分钟，然后再加入92.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌1小时得到基胶A，冷却至室温，将基胶A转移至均质机中并加入5份聚二甲基硅氧烷和0.4份铂金催化剂，在1500rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.08MP的真空度下抽真空脱泡10分钟，得到A组分；
B组分的制备：将13份乙烯基硅油和0.5份硅烷偶联剂混合并在700rpm的转速下搅拌5分钟，然后加入0.5份抗沉降剂、0.5份炭黑和92.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌10分钟，然后再加入92.5份球形氧化铝，在1100rpm的转速下搅拌1小时得到基胶B，冷却至室温，将基胶B转移至均质机中并加入4份聚二甲基硅氧烷、3份含氢硅油、0.1份抑制剂，在1500rpm的转速下搅拌15分钟，然后在0.08MP的真空度下抽真空脱泡10分钟，得到B组分；
其中，乙烯基硅油的粘度为100cs，含氢硅油的粘度为10cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为50cs，硅烷偶联剂为质量比是1:1的甲基三甲氧基硅烷和3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲基硅烷的混合物，抗沉降剂为纳米碳酸钙，抑制剂为乙炔基环己醇。
对比例1
与实施例1的区别在于，A组分中，乙烯基硅油的添加量均为12份，球形氧化铝的添加量为190份，B组分中，乙烯基硅油的添加量均为10份，球形氧化铝的添加量为190份。
表1：实施例1-5及对比例1中有机硅灌封胶的组分配比表
Figure BDA0003395353680000081
性能检测试验：对实施例1-5及对比例1中制备的有机硅灌封胶的A、B组分及固化后的胶体进行以下性能测试，具体测试数据见表2：
粘度：分别对A、B组分按照GB/T2794-2013测试粘度；
流平性：将A、B组分按质量分数1：1混合搅拌均匀后于光滑玻璃板上准确称量20g胶液，胶液固化后测试流平直径；
导热系数：将A、B组分按质量分数1：1混合搅拌均匀后固化得到的胶体按照GB/T10297-2015测试导热系数，合格标准≥1.5W/mK；
拉伸强度、断裂伸长率：将A、B组分按质量分数1：1混合搅拌均匀后固化得到的胶体按照GB/T528-2009测试拉伸强度和断裂伸长率，拉伸强度合格标准≥0.8MPa，断裂伸长率合格标准≥100％；
撕裂强度：将A、B组分按质量分数1：1混合搅拌均匀后固化得到的胶体按照GB/T529-2008中有裤形试样方法测试撕裂强度，合格标准≥5kN/m。
表2：实施例1-5及对比例1中制备的有机硅灌封胶的测试数据
Figure BDA0003395353680000091
结合实施例1-5及表2的数据可以看出，随着导热球型氧化铝填充量的增加，制得的有机硅灌封胶呈现出导热系数增加、粘度上升、流动性下降、拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度下降的趋势，但各性能均能够达到合格标准，综合粘度、导热系数及力学性能考虑，其中以实施例4中A组分和B组分的配比制得的有机硅灌封胶的性能更好，导热系数为2.95W/mK，拉伸强度为1.12MPa，断裂伸长率为128％，撕裂强度为8.29kN/m，粘度也适合工业标准，因此以实施例4中A组分和B组分的配比为更优配比。
结合实施例1、对比例1及表2的数据可以看出，当A组分、B组分中乙烯基硅油的重量份数低于15份、球形氧化铝的重量份数超过185份时，A组分和B组分的粘度大幅提高，流平性仅为30mm，流动性大大降低，实际应用时比较困难，虽然导热系数高，但是拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度大幅降低。
实施例6
与实施例4的区别在于，B组分中，炭黑的添加量为0.1份。
对比例2
与实施例5的区别在于，B组分中，炭黑的添加量为0.6份。
对比例3
与实施例1的区别在于，B组分中不添加炭黑。
对实施例6、对比例2-3制备的有机硅灌封胶的A、B组分及固化后的胶体进行粘度、流平性、导热系数、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度性能测试，测试方法如上，具体测试数据见表3。
表3：实施例6及对比例2-3中制备的有机硅灌封胶的测试数据
Figure BDA0003395353680000101
根据表3的数据，对比实施例4和实施例6可以看出，炭黑的添加量对于B组分的粘度有影响，当炭黑的添加量减少时，B组分的粘度略有下降，制得的有机硅灌封胶的拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度都会有所下降。再对比实施例1和对比例3，不添加炭黑时，B组分的粘度会下降，但会造成导热系数、拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度的降低。
对比实施例5和对比例2可以看出，当B组分中炭黑的重量份数超过0.5份时，B组分的粘度会升高，但导热系数、拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度基本不变，结合生产成本及使用性能的考虑，控制炭黑的重量份数在0.5份以下时更优。
实施例7
与实施例4的区别在于，球形氧化铝由三种粒级分别为1μm、5μm及50μm的球形氧化铝按重量份数比为10：60：100组成。
实施例8
与实施例4的区别在于，球形氧化铝由三种粒级分别为2μm、5μm及45μm的球形氧化铝按重量份数比为15：70：85组成。
实施例9
与实施例4的区别在于，球形氧化铝由三种粒级分别为3μm、7μm及60μm的球形氧化铝按重量份数比为20：85：70组成。
实施例10
与实施例4的区别在于，球形氧化铝由三种粒级分别为1μm、4μm及30μm的球形氧化铝按重量份数比为15：55：110组成。
实施例11
与实施例4的区别在于，球形氧化铝由三种粒级分别为1μm、4μm及30μm的球形氧化铝按重量份数比为25：90：60组成。
对实施例7-11制备的有机硅灌封胶的A、B组分及固化后的胶体进行粘度、流平性、导热系数、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度性能测试，测试方法如上，具体测试数据见表4。
表4：实施例4、7-11中制备的有机硅灌封胶的测试数据
Figure BDA0003395353680000111
结合实施例4、实施例7-11及表4的数据可以看出，相比于采用单一粒径的球形氧化铝作为导热填料，采用一定配比的多粒径复配的球形氧化铝作为导热填料对于有机硅灌封胶导热性能的提升更好，其中以实施例7中球形氧化铝的复配粒级及重量份数比更优。但是实施例10和实施例11中球形氧化铝不同粒级的搭配造成有机硅灌封胶的导热性能降低，推断实施例10中大粒径及小粒径的球形氧化铝占比较多，整体填充效果相对较低，从而导致整体粘度过高，导致性能较差。实施例11中，中粒径的球形氧化铝占比较多，极配差距不大，反而导致胶液体系的粘度变大，造成整体性能下降。
实施例12
与实施例7的区别在于，乙烯基硅油的粘度为350cs，含氢硅油的粘度为50cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为300cs。
实施例13
与实施例7的区别在于，乙烯基硅油的粘度为500cs，含氢硅油的粘度为100cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为500cs。
实施例14
与实施例7的区别在于，乙烯基硅油的粘度为600cs，含氢硅油的粘度为150cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为600cs。
实施例15
与实施例7的区别在于，乙烯基硅油的粘度为50cs，含氢硅油的粘度为5cs，聚二甲基硅氧烷的粘度为25cs。
对实施例12-15制备的有机硅灌封胶的A、B组分及固化后的胶体进行粘度、流平性、导热系数、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度性能测试，测试方法如上，具体测试数据见表5。
表5：实施例7、12-15中制备的有机硅灌封胶的测试数据
Figure BDA0003395353680000121
结合实施例7、实施例12-15及表5可知，乙烯基硅油的粘度、含氢硅油的粘度及聚二甲基硅氧烷的粘度对制备的有机硅灌封胶的粘度影响很大，乙烯基硅油、含氢硅油及聚二甲基硅氧烷的粘度与有机硅灌封胶A、B组分的粘度及整体粘度的呈正相关性，而流动性则相反。试验过程中发现，实施例14中，A、B组分的粘度过大，胶液在应用时比较困难，实施例15中，A、B组分的粘度虽然较低，但是导热系数相比实施例7有一定的降低。
综上所述，本申请采用球形导热填料作为主要导热介质制得的有机硅灌封胶导热性能优异，另外通过复配不同粒径的球形导热填料大大提高了体系分散的均匀性，使胶液固化后形成的胶体导热性能均匀，粘度低，流动性好，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度优异，应用效果好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于，由A组分和B组分组成；
所述A组分包括以下重量份的原料：
乙烯基硅油15-25份
聚二甲基硅氧烷2-5份
硅烷偶联剂0.3-0.5份
催化剂0.2-0.4份
球形导热填料160-185份
抗沉降剂0.2-0.5份；
所述B组分包括以下重量份的原料：
乙烯基硅油13-21份
聚二甲基硅氧烷2-5份
硅烷偶联剂0.3-0.5份
含氢硅油2-5份
球形导热填料160-185份
抑制剂0.02-0.1份
抗沉降剂0.2-0.5份
炭黑0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述球形导热填料由三种粒级分别为1-3μm、4-7μm及30-60μm的球形氧化铝按重量份数比为（10-20）:（60-85）:（70-100）组成。
3.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述炭黑为高结构炭黑，粒径为20-25nm，吸油值为100-120cm3/100g。
4.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述乙烯基硅油的粘度为100-500cs。
5.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述含氢硅油的粘度为10-100cs。
6.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述聚二甲基硅氧烷的粘度为50-500cs。
7.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述抗沉降剂为纳米碳酸钙和/或气相法白炭黑。
8.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、3-（2,3环氧丙氧）丙基三甲基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶，其特征在于：所述抑制剂为乙烯基环体、乙炔基环己醇、马来酸酯、富马酸酯中一种或几种的组合。
10.权利要求1-9中任一项所述的高导热低粘度双组分有机硅灌封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A组分的制备：将乙烯基硅油、硅烷偶联剂混合并在600-700rpm的转速下搅拌5-10分钟，然后加入抗沉降剂和一半重量的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌10-15分钟，然后加入剩余的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌1-2小时得到基胶A，冷却至室温，然后加入聚二甲基硅氧烷和催化剂，在1200-1500rpm的转速下搅拌15-20分钟，然后进行抽真空脱泡10-20分钟，控制真空度0.08MPa以下，得到A组分；
B组分的制备：将乙烯基硅油、硅烷偶联剂混合并在600-700rpm的转速下搅拌5-10分钟，然后加入抗沉降剂、炭黑和一半重量的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌10-15分钟，然后加入剩余的球形氧化铝，在1000-1100rpm的转速下搅拌1-2小时得到基胶B，冷却至室温，然后加入聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、抑制剂，在1200-1500rpm的转速下搅拌15-20分钟，然后进行抽真空脱泡10-20分钟，控制真空度0.08MPa以下，得到B组分。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115340844A (zh) * 2022-09-05 2022-11-15 杭州之江新材料有限公司 一种加成型导热灌封胶及其制备方法
CN115386232A (zh) * 2022-10-11 2022-11-25 福建臻璟新材料科技有限公司 一种双组分导热硅凝胶及其制备工艺
CN115505367A (zh) * 2022-09-15 2022-12-23 成都高新区今天硅材料有限公司 一种高强度有机硅胶黏剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106753205A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 湖南博翔新材料有限公司 一种低粘度、高导热的环氧改性有机硅灌封胶及其应用
CN109897591A (zh) * 2019-04-01 2019-06-18 常州创标新能源科技有限公司 一种用于锂电池的低粘度双组份有机硅高导热灌封胶及其制备方法
CN113667443A (zh) * 2021-09-15 2021-11-19 杭州之江新材料有限公司 一种双组分聚氨酯导热结构胶及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106753205A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 湖南博翔新材料有限公司 一种低粘度、高导热的环氧改性有机硅灌封胶及其应用
CN109897591A (zh) * 2019-04-01 2019-06-18 常州创标新能源科技有限公司 一种用于锂电池的低粘度双组份有机硅高导热灌封胶及其制备方法
CN113667443A (zh) * 2021-09-15 2021-11-19 杭州之江新材料有限公司 一种双组分聚氨酯导热结构胶及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周文英 等, 中国石化出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115340844A (zh) * 2022-09-05 2022-11-15 杭州之江新材料有限公司 一种加成型导热灌封胶及其制备方法
CN115340844B (zh) * 2022-09-05 2023-09-29 杭州之江新材料有限公司 一种加成型导热灌封胶及其制备方法
CN115505367A (zh) * 2022-09-15 2022-12-23 成都高新区今天硅材料有限公司 一种高强度有机硅胶黏剂及其制备方法
CN115386232A (zh) * 2022-10-11 2022-11-25 福建臻璟新材料科技有限公司 一种双组分导热硅凝胶及其制备工艺

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