CN115216267B - 一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶及其制备方法和应用 - Google Patents

一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶及其制备方法和应用。以该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的各原料组成百分比之和为100计，该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的原料组成包括以下质量百分比的组分：

Description

一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明胶水技术领域，涉及一种灌封胶，具体涉及一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶及其制备方法。
背景技术
随着光伏产业的快速发展，光伏元件的小型化和集成化进一步提高，常规导热灌封胶1W左右的导热能力已经不能满足实际的散热要求。
申请号为201410727916.7的中国发明专利公开了一种高导热常温固化有机硅灌封胶，涉及电子电器灌封材料技术领域；由按等重量份的A、B两组分混合而成；按重量计，所述A组分包含有乙烯基硅油10-40份、铂金催化剂0.005-0.015份、长链有机硅烷改性的氧化铝粉体60-90份；B组分包含有乙烯基硅油10-30份、含氢硅油Ⅰ3-8份、含氢硅油Ⅱ1-5份、抑制剂0.03-0.1份、硅烷偶联剂0.5-2份、长链有机硅烷改性的氧化铝粉体60-90份；既具有高性价比、高导热性能，又具备适宜的粘度、良好的流动性、防沉性和柔韧性等特点，适用但不局限于电源模块、倒车雷达、控制器、散热器、变频器、LED组件、电讯设备、光伏组件、计算机及其附件等电子电器的灌封领域；但是其粘接力仍有提升空间。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶，其中，以该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的各原料组成百分比之和为100计，该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的原料组成包括以下质量百分比的组分：
在本发明的一具体实施方式中，采用的基胶为α，ω-二羟基聚二甲基有机硅氧烷；优选基胶为常温粘度为600cps的α，ω-二羟基聚二甲基有机硅氧烷。
在本发明的一具体实施方式中，采用的交联剂为四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷的组合物；优选交联剂为质量比为1.0-1.3:0.6-1.0:0.5-1.0的四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷的组合物；更优选交联剂为质量比为1.2:0.8:0.6的四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷的组合物
在本发明的一具体实施方式中，采用的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
在本发明的一具体实施方式中，采用的偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷的组合物；优选偶联剂为质量比为0.3-0.6:0.5-0.8:0.3-0.7甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷的组合物；更优选偶联剂为质量比为0.5:0.6:0.5甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷的组合物。
在本发明的一具体实施方式中，采用的填料为氢氧化铝、氧化铝、氮化硼的组合物；优选填料为质量比为15-20：25-40:27-31的氢氧化铝、氧化铝、氮化硼的组合物。
在本发明的进一步具体实施方式中，氧化铝为粒径为20um的球形氧化铝和/或1um的角形氧化铝；氮化硼为粒径5um的球形氮化硼；氢氧化铝为粒径1um的球形氢氧化铝。
在本发明的一具体实施方式中，采用的氮化硼为改性氮化硼。其中，氮化硼的改性包括以下步骤：
将氮化硼、乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷投入到粉体包覆机，100转/分钟搅拌30分钟，取出后100℃烘干2小时，完成对氮化硼的改性；其中，氮化硼、乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷的混合质量比为92-96：2-4：1.5-3.0。优选，氮化硼、乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷的混合质量比为95：3：2。
本发明还提供了一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将基胶、交联剂和偶联剂，真空混合搅拌均匀；
添加填料，真空混合搅拌均匀；
添加催化剂真空混合搅拌均匀，得到所述环保型高粘接高导热有机硅灌封胶。
本发明还提供了环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的应用，该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶用于封装光伏元件。
本发明的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶以脱醇型有机硅为原料，通过α，ω-二羟基聚二甲基有机硅氧烷(基胶)、四甲氧基硅烷(交联剂)、乙烯基三甲氧基硅烷(交联剂)、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷(交联剂)、二月桂酸二丁基锡(催化剂)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(偶联剂)、丙基三甲氧基硅烷(偶联剂)、氨丙基三乙氧基硅烷(偶联剂)，实现环保型封装胶。
本发明的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶通过选择不同粒径氢氧化铝、氧化铝、氮化硼作为填料，搭建导热通路，实现封装胶的高导热性。
本发明的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶通过对有机硅基胶、交联剂的搭配实现了基体网络的搭建，通过对多种偶联剂的使用实现了高粘接性，通过对粉体的搭配和改性实现了高导热、高阻燃性能。
本发明的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的导热系数≥2.5W，同时具备高粘接、高阻燃、快速固化的优点。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：
实施例
本实施例提供了一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶(原料组成见表1)，其是通过以下步骤制备得到的。
添加α，ω-二羟基聚二甲基有机硅氧烷、四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷，真空混合搅拌均匀；
添加氢氧化铝、氧化铝、氮化硼(改性后)填料，真空混合搅拌均匀；
3.3添加二月桂酸二丁基锡真空混合搅拌均匀。
其中，氮化硼是通过以下步骤实现的改性处理：
将5um的球形氮化硼(95重量份)、乙醇(3重量份)、乙烯基三乙氧基硅烷(偶联剂，2重量份)全部投入到粉体包覆机，100转/分钟搅拌30分钟，取出后100℃烘干2小时。
表1
对比例4
本对比例与实施例1基本相同，区别仅在于采用的球形氧化铝的粒径为50um，球形氮化硼的粒径为(改性后)10um，球形氢氧化铝的粒径为10um。
对比例5
本对比例与实施例1基本相同，区别仅在于采用的氮化硼没有经过改性处理。
上述实施例和对比例的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶性能参数如表2所示。
表2
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种环保型高粘接高导热有机硅灌封胶，其中，以该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的各原料组成百分比之和为100%计，该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的原料组成包括以下质量百分比的组分：
基胶 6%~16%；
交联剂 2.0%~3.2%；
催化剂 0.6%~1.5%；
偶联剂 1.2%~2.0%；
填料 78%~90%；
所述基胶为α，ω-二羟基聚二甲基有机硅氧烷；
所述交联剂为质量比为1.0-1.3:0.6-1.0:0.5-1.0的四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷的组合物；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述偶联剂为质量比为0.3-0.6:0.5-0.8:0.3-0.7甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷的组合物；
所述填料为质量比为15-20:25-40:27-31的氢氧化铝、氧化铝、氮化硼的组合物，所述氧化铝为粒径为20μm的球形氧化铝和/或1μm的角形氧化铝，所述氮化硼为粒径5μm的球形改性氮化硼，所述氢氧化铝为粒径1μm的球形氢氧化铝。
2.根据权利要求1所述的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶，其中，所述基胶为常温粘度为600cps的α，ω-二羟基聚二甲基有机硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶，其中，所述氮化硼的改性包括以下步骤：
将所述氮化硼、乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷投入到粉体包覆机，100转/分钟搅拌30分钟，取出后100℃烘干2小时，完成对氮化硼的改性；其中，所述氮化硼、乙醇、乙烯基三乙氧基硅烷的混合质量比为92-96：2-4：1.5-3.0。
4.权利要求1-3任一项所述的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
将基胶、交联剂和偶联剂，真空混合搅拌均匀；
添加填料，真空混合搅拌均匀；
添加催化剂真空混合搅拌均匀，得到所述环保型高粘接高导热有机硅灌封胶。
5.权利要求1-3任一项所述的环保型高粘接高导热有机硅灌封胶的应用，其中，该环保型高粘接高导热有机硅灌封胶用于封装光伏元件。
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