CN114539985A - 一种导热硅脂组合物及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热硅脂组合物及其制备工艺，涉及导热硅脂技术领域。本发明包括如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油1～30份、填料70～99份、偶联剂0.01～1份。本发明通过单端三乙氧基硅油与填料的润湿效果佳，所制得的硅脂粘度低，流淌性佳，钢网印刷工艺性好，具有较强的市场应用价值。降低了导热硅脂体系的低挥发性物质的含量，提高了硅脂的应用可靠性，防止开裂和空隙的产生。增强了硅油与填料的润湿效果，大大提升了填料的填充比，增强了导热网络通道，导热效果得到有效提升。
Description
技术领域
本发明属于导热硅脂技术领域，特别是涉及一种导热硅脂组合物及其制备工艺。
背景技术
随着通讯电子及计算机电子产品的快速发展，电子产品的集成度越来越高，芯片的快速散热遇到技术瓶颈，导热界面材料将成为制约高功耗电子产品的重要因素之一。
市场上的导热界面材料，包括导热凝胶、导热硅脂、导热垫片、导热相变材料、导热胶水等。而导热硅脂，作为众多导热界面材料中，最常用的其中一种之一，通常作为超薄应用场景的发热芯片或发热器件及散热器或散热壳体之间的快速传热通道。相对于其它导热界面材料而言，导热硅脂因其热阻低，BLT低，散热效果佳，且粘度低，钢网印刷工艺性佳，而被众多通讯电子、计算机及散热器等厂商广泛使用。
市场上现有的导热硅脂，其工艺特性大多数为粘度高、触变指数高，流淌性差，导致钢网印刷时，硅脂会粘刮刀，不易垂落，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导热硅脂组合物及其制备工艺，解决了现有的导热硅脂，其工艺特性大多数为粘度高、触变指数高，流淌性差，导致钢网印刷时，硅脂会粘刮刀，不易垂落，影响生产效率的技术问题。
为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种导热硅脂组合物，包括如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油1～30份、填料70～99份、偶联剂0.01～1份。
可选的，单端三乙氧基硅油一端含有三乙氧基结构，另一端是甲基的硅氧烷结果，其化学结构式如下：
其中，n＝3～2000。
可选的，单端三乙氧基硅油粘度为50～3500mpa·s。
可选的，填料为氧化铝、氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、银粉、铜粉、铝粉中的一种或多种的混合物。
可选的，填料为不同粒径的铝粉、银粉与氧化锌的组合物，填料的粒径范围为：0.1～50μm。
可选的，填料的成分重量比的组成为：
12μm球形铝粉：50～70份；
2μm球形银粉：10～30份；
0.2μm氧化锌：0.1～20份。
可选的，偶联剂为正葵基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基钛酸酯)、烷氧基钛酸酯中一种或多种的混合物。
可选的，导热硅脂组合物还包括：添加剂0.01％～1％，添加剂为色浆、阻燃剂、触变剂中的一种或多种组合物。
可选的，添加剂为黑色的色浆。
一种导热硅脂的制备工艺，包括如下步骤：
S1，双行星动力搅拌机升温到80℃，将单端三乙氧基硅油与烷氧基钛酸酯偶联剂分别依次加入到双行星动力搅拌机中，并搅拌15min得到第一混合物；其中搅拌速率为20～40r/min，分散速率为200～1000r/min。
S2，在第一混合物中，分别依次加入12μm的球型铝粉，2μm的球形银粉，0.2μm的氧化锌填料，并搅拌60min得到第二混合物；其中，搅拌速率为20～60r/min，分散速率为200～1000r/min，搅拌温度为105℃。
S3，在第二混合物中，加入黑色色浆，并整体搅拌30min，得最终混合物；其中，搅拌速率为20～60r/min，分散速率为200～1000r/min，搅拌温度为120℃；在此过程中，同时开启抽真空装置并维持抽真空20min；其中，真空度设置为-0.095～-0.1Mpa。
S4，在将上述的最终混合物整体静置到常温，并转移到压料机中灌装，即得到导热硅脂。
本发明的实施例具有以下有益效果：
1、单端三乙氧基硅油与填料的润湿效果佳，所制得的硅脂粘度低，流淌性佳，钢网印刷工艺性好，具有较强的市场应用价值。
2、降低了导热硅脂体系的低挥发性物质的含量，提高了硅脂的应用可靠性，防止开裂和空隙的产生。
3、增强了硅油与填料的润湿效果，大大提升了填料的填充比，增强了导热网络通道，导热效果得到有效提升。
4、导热硅脂粘度低，触变指数适中，流淌性佳，钢网印刷时，不易粘刮刀，易于垂落，钢网印刷工艺性好。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
在本实施例中提供了一种导热硅脂组合物，包括：如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油1～30份、填料70～99份、偶联剂0.01～1份。
可选的，单端三乙氧基硅油一端含有三乙氧基结构，另一端是甲基的硅氧烷结果，其化学结构式如下：
其中，n＝3～2000。
具体的单端三乙氧基硅油粘度为50～3500mpa·s。
具体的填料为氧化铝、氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、银粉、铜粉、铝粉中的一种或多种的混合物。
具体的填料为不同粒径的铝粉、银粉与氧化锌的组合物，填料的粒径范围为：0.1～50μm。
具体的填料的成分重量比的组成为：
12μm球形铝粉：50～70份；
2μm球形银粉：10～30份；
0.2μm氧化锌：0.1～20份。
具体的偶联剂为正葵基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基钛酸酯)、烷氧基钛酸酯中一种或多种的混合物。
具体的导热硅脂组合物还包括：添加剂0.01％～1％，添加剂为色浆、阻燃剂、触变剂中的一种或多种组合物。
具体的添加剂为黑色的色浆。
一种导热硅脂的制备工艺，包括如下步骤：
S1，双行星动力搅拌机升温到80℃，将单端三乙氧基硅油与烷氧基钛酸酯偶联剂分别依次加入到双行星动力搅拌机中，并搅拌15min得到第一混合物；其中搅拌速率为20～40r/min，分散速率为200～1000r/min。
S2，在第一混合物中，分别依次加入12μm的球型铝粉，2μm的球形银粉，0.2μm的氧化锌填料，并搅拌60min得到第二混合物；其中，搅拌速率为20～60r/min，分散速率为200～1000r/min，搅拌温度为105℃。
S3，在第二混合物中，加入黑色色浆，并整体搅拌30min，得最终混合物；其中，搅拌速率为20～60r/min，分散速率为200～1000r/min，搅拌温度为120℃；在此过程中，同时开启抽真空装置并维持抽真空20min；其中，真空度设置为-0.095～-0.1Mpa。
S4，在将上述的最终混合物整体静置到常温，并转移到压料机中灌装，即得到导热硅脂。
实施例2.1，导热硅脂组合物，包括：如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油1份、填料70份、偶联剂0.01份、添加剂0.2份，便于实现硅脂粘度低，流淌性佳，钢网印刷工艺性好；
实施例2.2，导热硅脂组合物，包括：如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油30份、填料99份、偶联剂1份、添加剂0.2份，提高了硅脂的应用可靠性，防止开裂和空隙的产生；
实施例2.3，导热硅脂组合物，包括：如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油7.2份、填料80份、烷氧基钛酸酯偶联剂0.2份、添加剂0.2 份，制得的导热硅脂，其导热系数为6.2W/m·K，热阻为0.05℃·cm2/W@40psi，粘度为500pa·s@1rpm，钢网印刷易刮涂，流淌性佳，不易粘刮刀，钢网印刷工艺性佳。此外，本权利所制得的导热硅脂，产品应用可靠性无开裂、无空隙。
与现有的技术相比，本发明所制得的导热硅脂具有如下优点：
优点1，单端三乙氧基硅油与填料的润湿效果佳，所制得的硅脂粘度低，流淌性佳，钢网印刷工艺性好，具有较强的市场应用价值。
优点2，降低了导热硅脂体系的低挥发性物质的含量，提高了硅脂的应用可靠性，防止开裂和空隙的产生。
优点3，增强了硅油与填料的润湿效果，大大提升了填料的填充比，增强了导热网络通道，导热效果得到有效提升。
上述实施例可以相互结合。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下做出的结构变化，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种导热硅脂组合物，其特征在于，包括：如下成分重量比的组成：单端三乙氧基硅油1～30份、填料70～99份、偶联剂0.01～1份。
2.如权利要求1所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，单端三乙氧基硅油一端含有三乙氧基结构，另一端是甲基的硅氧烷结果，其化学结构式如下：
其中，n＝3～2000。
3.如权利要求1所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，单端三乙氧基硅油粘度为50～3500mpa·s。
4.如权利要求1所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，填料为氧化铝、氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、银粉、铜粉、铝粉中的一种或多种的混合物。
5.如权利要求1所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，填料为不同粒径的铝粉、银粉与氧化锌的组合物，填料的粒径范围为：0.1～50μm。
6.如权利要求5所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，填料的成分重量比的组成为：
12μm球形铝粉：50～70份；
2μm球形银粉：10～30份；
0.2μm氧化锌：0.1～20份。
7.如权利要求1所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，偶联剂为正葵基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基钛酸酯)、烷氧基钛酸酯中一种或多种的混合物。
8.如权利要求1所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，还包括：添加剂0.01％～1％，添加剂为色浆、阻燃剂、触变剂中的一种或多种组合物。
9.如权利要求8所述的一种导热硅脂组合物，其特征在于，添加剂为黑色的色浆。
10.一种导热硅脂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1，双行星动力搅拌机升温到80℃，将单端三乙氧基硅油与烷氧基钛酸酯偶联剂分别依次加入到双行星动力搅拌机中，并搅拌15min得到第一混合物；其中搅拌速率为20～40r/min，分散速率为200～1000r/min。
S2，在第一混合物中，分别依次加入12μm的球型铝粉，2μm的球形银粉，0.2μm的氧化锌填料，并搅拌60min得到第二混合物；其中，搅拌速率为20～60r/min，分散速率为200～1000r/min，搅拌温度为105℃。
S3，在第二混合物中，加入黑色色浆，并整体搅拌30min，得最终混合物；其中，搅拌速率为20～60r/min，分散速率为200～1000r/min，搅拌温度为120℃；在此过程中，同时开启抽真空装置并维持抽真空20min；其中，真空度设置为-0.095～-0.1Mpa。
S4，在将上述的最终混合物整体静置到常温，并转移到压料机中灌装，即得到导热硅脂。
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| CN202210316490.0A Pending CN114539985A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 一种导热硅脂组合物及其制备工艺 |
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| CN (1) | CN114539985A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113480982A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-08 | 广州联洪合成材料有限公司 | 一种新能源汽车电池模组专用的导热材料及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130582A (zh) * | 2014-06-29 | 2014-11-05 | 惠州市永卓科技有限公司 | 一种具有高导热性的粘性硅脂及其制备方法 |
| CN109486192A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-03-19 | 广州机械科学研究院有限公司 | 一种自流平高导热耐高温导热硅脂及其制备方法 |
| CN109762340A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-17 | 东莞优邦材料科技股份有限公司 | 一种活性硅油及其低污染导热硅脂组合物 |
| CN110527298A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-03 | 东莞市新懿电子材料技术有限公司 | 一种高导热硅脂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-03-29 CN CN202210316490.0A patent/CN114539985A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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