RU2645533C1

RU2645533C1 - Heat-conductive sealant

Info

Publication number: RU2645533C1
Application number: RU2017100566A
Authority: RU
Inventors: Василий Дмитриевич Мушенко; Владимир Шалвович Сулаберидзе; Николай Юрьевич Ефремов; Владислав Александрович Михеев; Дмитрий Васильевич Мушенко
Original assignee: Василий Дмитриевич Мушенко; Владимир Шалвович Сулаберидзе; Николай Юрьевич Ефремов; Владислав Александрович Михеев; Дмитрий Васильевич Мушенко
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-02-21

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: heat-conductive sealant consists of two components: polimer-containing base (component A) and a curing mixture (component B) combined in the mass ratio: for 100 pts wt of component A from 4 pts wt to 12 pts wt of component B, wherein component A is a mixture of a low molecular weight silicone rubber with a molecular weight of 20000-50000 c.u. and silicone oligomer with aluminium oxide (corundum) and silicon carbide with the following ratio of the ingredients, pts wt: low-molecular silicone rubber selected from SKTN of grade A or SKTN 100 of grade B, silicone oligomer selected from PMS-50 or PMC-100 20-40 aluminium oxide (electrocorundum) 120-200, silicon carbide 100-200, and component B is a mixture of ethyl silicate and tin-organic salts selected from tin octoate and tin diethyl-dicaprylate, which may optionally include a silicone oligomer in the following ratio of components, pts wt: ethyl silicate selected from ES-32 and ES-40 100 catalyst - tin-organic salt selected from tin octoate or tin diethyl-dicaprylate of 10-25, ansilicone oligomer selected from PMS-50 to 50.

EFFECT: achievement of certain technological characteristics, such as low viscosity, casting properties, high viability, and increased thermal conductivity.

6 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к области материалов, применяемых с целью герметизации технических изделий и систем и для эффективного отвода избыточной тепловой энергии в рабочих режимах.The invention relates to the field of materials used for the sealing of technical products and systems and for the effective removal of excess thermal energy in operating modes.

Известны различные композиционные полимерные материалы для высоковольтной герметизации и для отвода тепла от работающих технических устройств, в том числе герметики, компаунды и клеи, составы этих материалов и способы их целевого применения. Их широко применяют в изделиях электронной техники (ИЭТ), электротехнической и радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), в специальных технических изделиях различного назначения.Various composite polymeric materials are known for high-voltage sealing and for heat removal from operating technical devices, including sealants, compounds and adhesives, compositions of these materials and methods for their intended use. They are widely used in electronic products (IET), electrical and radio-electronic equipment (CEA), in special technical products for various purposes.

Известны теплопроводящие пасты, смазки, фольга с покрытием, заполняющим неровности поверхности изделия (парафины, воски), материалы на стекловолоконной основе, заполненные силиконовым каучуком производства компании Berquist, а также другие инновационные теплорассеивающие полимерные композиты. («Силовая электроника» №2, 2008, стр. 118-123, «Силовая электроника» №3, 2012, стр. 48-52). Их общими недостатками являются: зарубежное происхождение компонентов, ограниченные технологические возможности применения, несоответствие ряду эксплуатационных требований к отечественным объектам применения, а также высокие цены.Heat-conducting pastes, lubricants, foils with a coating filling the surface irregularities (paraffins, waxes), fiberglass-based materials filled with silicone rubber manufactured by Berquist, as well as other innovative heat-dispersing polymer composites are known. (“Power Electronics” No. 2, 2008, pp. 118-123, “Power Electronics” No. 3, 2012, pp. 48-52). Their common shortcomings are: foreign origin of components, limited technological possibilities of application, non-compliance with a number of operational requirements for domestic applications, as well as high prices.

Известен электроизоляционный состав на основе эпоксидных смол, аминного отвердителя и наполнителей: оксида алюминия и нитрида бора (Авт.св. СССР №643978). Основным препятствием для технологического применения этого состава является очень большая исходная вязкость.Known electrical insulation composition based on epoxy resins, amine hardener and fillers: aluminum oxide and boron nitride (ed. St. USSR No. 643978). The main obstacle to the technological application of this composition is a very large initial viscosity.

Известен теплопроводящий и электропроводящий материал (патент РФ №2200170), содержащий частицы углеродного материала с полипропиленовым покрытием. Однако он не обладает свойствами диэлектрика, его использование при герметизации и склейке связано со значительными технологическими проблемами.Known heat-conducting and electrically conductive material (RF patent No. 2200170) containing particles of a carbon material with a polypropylene coating. However, it does not have dielectric properties; its use in sealing and gluing is associated with significant technological problems.

Известна электроизоляционная композиция (Авт.св. СССР №1078470) на основе эпоксидной диановой смолы, содержащая кремний или карбид кремния в качестве наполнителя. Основным недостатком композиции является необходимость в применении повышенных температур при ее нанесении. Другим недостатком является техническая проблема снятия отвердевшей композиции с залитых ею электротехнических элементов (например, дросселей) при технологической ошибке и необходимости проведения повторных операций нанесения.Known electrical insulation composition (Autost. St. USSR No. 1078470) based on epoxy Dianova resin containing silicon or silicon carbide as a filler. The main disadvantage of the composition is the need for the use of elevated temperatures during its application. Another disadvantage is the technical problem of removing the hardened composition from the electrotechnical elements (for example, chokes) filled with it with a technological error and the need for repeated application operations.

Известны различные зарубежные теплопроводящие композиционные материалы с диэлектрическими свойствами. К ним относятся, в частности, герметики Dow Corning 9184 со значением теплопроводности 0,84 Вт/(м*К), Sylgard 160 со значением теплопроводности 0,62 Вт/(м*К), компаунд Q3-3600 со значением теплопроводности 0,77 Вт/(м*К), теплопроводящие пасты, например Dow Corning 340, со значением теплопроводности 0,68 Bt/(m*K), Dow Corning SC 102 со значением теплопроводности 0,85 Вт/(м*К) и ряд других. Недостатками всех этих материалов являются не всегда высокий уровень теплопроводности и, что особенно существенно, зарубежное происхождение.Various foreign heat-conducting composite materials with dielectric properties are known. These include, in particular, Dow Corning 9184 sealants with a thermal conductivity of 0.84 W / (m * K), Sylgard 160 with a thermal conductivity of 0.62 W / (m * K), compound Q3-3600 with a thermal conductivity of 0, 77 W / (m * K), heat-conducting pastes, for example Dow Corning 340, with a thermal conductivity value of 0.68 Bt / (m * K), Dow Corning SC 102 with a thermal conductivity value of 0.85 W / (m * K) and a number of others. The disadvantages of all these materials are not always a high level of thermal conductivity and, most importantly, foreign origin.

Известен ряд отечественных силиконовых герметиков и компаундов, обладающих свойствами теплопроводности. Среди них следует упомянуть компаунды Силагерм-2112, Силагерм-2142 и ряд его традиционных аналогов, например герметик Виксинт У-4-21. Однако эти материалы имеют теплопроводность в пределах 0,5-0,7 Вт/(м*К) и предназначены, прежде всего, для высоковольтной герметизации.A number of domestic silicone sealants and compounds with thermal conductivity properties are known. Among them, mention should be made of the compounds Silagerm-2112, Silagerm-2142 and a number of its traditional analogues, for example, the Vixint U-4-21 sealant. However, these materials have a thermal conductivity in the range of 0.5-0.7 W / (m * K) and are intended primarily for high-voltage sealing.

Известен отечественный компаунд КТК-1 (ТУ 2252-037-89021704-2013) для заливки изделий радио- и электротехнической аппаратуры. Его получают смешением двух компонентов при комнатной температуре. При значении коэффициента теплопроводности 1,1 Вт/(м*К) компаунд демонстрирует в отвержденном состоянии предел прочности при растяжении 0,6 МПа и относительное удлинение при разрыве не более 30%. Таким образом, при достаточной теплопроводности он значительно уступает по прочности и эластичности большинству известных силиконовых компаундов.Known domestic compound KTK-1 (TU 2252-037-89021704-2013) for pouring products of radio and electrical equipment. It is obtained by mixing the two components at room temperature. When the coefficient of thermal conductivity is 1.1 W / (m * K), the compound in the cured state exhibits a tensile strength of 0.6 MPa and an elongation at break of not more than 30%. Thus, with sufficient thermal conductivity, it is significantly inferior in strength and elasticity to most known silicone compounds.

Известны компаунды группы КПТД-1/1, выпускаемые фирмой «НОМАКОН» по ТУ РБ 100009933.004-2001. К ним относятся компаунды 1 Л-1,00; 1 Л-1,50; 1Л-2,50 с хорошими диэлектрическими показателями, но с теплопроводностью не выше 0,50 Вт/(м*К), что в большинстве случаев не достаточно. Кроме того, в таблицах по данным материалам не приводятся сведения по физико-механическим характеристикам, что заставляет сделать предположение об их недостаточно высоких значениях. Несколько лучшей теплопроводностью обладают компаунды КПТД-1/1, отнесенные к разряду «тяжелых». Это компаунды 1Т-5,50; 1Т-8,50; 1Т-12,5. За счет значительного увеличения вязкости в данном случае удается добиться уровня теплопроводности не более 1,00 Вт/(м*К). При этом, в значительной степени, ухудшаются параметры, определяющие технологичность компаундов. Из-за неполноты приводимых данных трудно судить о прочности и эластичности вулканизатов рассматриваемых компаундов. Однако по своему составу, принципам целевого применения, технологическим свойствам, основным свойствам вулканизатов компаунды КПТД-1/1 «НОМАКОН» по ТУ РБ 100009933.004-2001 наиболее близки к заявляемому теплопроводящему герметику и приняты в качестве прототипа.Known compounds of the KPTD-1/1 group, manufactured by NOMACON according to TU RB 100009933.004-2001. These include compounds 1 L-1.00; 1 L-1.50; 1L-2.50 with good dielectric performance, but with a thermal conductivity of not higher than 0.50 W / (m * K), which in most cases is not enough. In addition, the tables on these materials do not provide information on the physicomechanical characteristics, which makes us make an assumption about their insufficiently high values. KPTD-1/1 compounds classified as “heavy” have somewhat better thermal conductivity. These are compounds 1T-5.50; 1T-8.50; 1T-12.5. Due to a significant increase in viscosity in this case, it is possible to achieve a level of thermal conductivity of not more than 1.00 W / (m * K). At the same time, to a large extent, the parameters determining the manufacturability of the compounds are deteriorating. Due to the incompleteness of the data presented, it is difficult to judge the strength and elasticity of the vulcanizates of the compounds in question. However, in terms of their composition, principles of target use, technological properties, and basic properties of vulcanizates, the KPTD-1/1 NOMACON compounds according to TU RB 100009933.004-2001 are closest to the claimed heat-conducting sealant and are adopted as a prototype.

Задачей настоящего изобретения является создание теплопроводящего герметика, предназначенного для герметизации и отвода тепла в работающих изделиях электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры, который сочетает необходимый уровень свойств, определяющих технологические характеристики (относительно низкая вязкость, заливочные свойства, высокая жизнеспособность), со значительным уровнем теплопроводности.The present invention is the creation of a heat-conducting sealant intended for sealing and heat removal in the working products of electronic equipment and electronic equipment, which combines the necessary level of properties that determine technological characteristics (relatively low viscosity, casting properties, high viability), with a significant level of thermal conductivity.

Технический результат заключается в том, что теплопроводящий герметик на основе силиконовых эластомеров и силиконовых олигомеров представляет собой многокомпонентную гетерогенную систему, наполненную мелкодисперсными агломератами частиц с различной структурой и с различными теплопроводящими свойствами, и обладает необходимым уровнем теплопроводности, диэлектрических и механических свойств в сочетании с технологическими свойствами, а именно незначительной исходной вязкостью, достаточной жизнеспособностью и оптимальным временем полного отверждения.The technical result consists in the fact that a heat-conducting sealant based on silicone elastomers and silicone oligomers is a multicomponent heterogeneous system filled with fine particle agglomerates with different structures and with different heat-conducting properties, and has the necessary level of thermal conductivity, dielectric and mechanical properties in combination with technological properties , namely, low initial viscosity, sufficient viability and optimal time full cure.

Технический результат достигается тем, что теплопроводящий герметик состоит из двух компонентов: полимерсодержащей основы (компонент А) и отверждающей смеси (компонент Б), соединяемых в массовых соотношениях: на 100 мас.ч. компонента А от 4 мас.ч. до 12 мас.ч. компонента Б, причем компонент А представляет собой смесь низкомолекулярного силиконового каучука с молекулярной массой 20000-50000 у.е. и силиконового олигомера с оксидом алюминия (электрокорунд) и карбидом кремния при следующем соотношении составляющих ингредиентов, мас.ч.:The technical result is achieved in that the heat-conducting sealant consists of two components: a polymer-containing base (component A) and a curing mixture (component B), connected in mass ratios: per 100 parts by weight component A from 4 parts by weight up to 12 parts by weight component B, and component A is a mixture of low molecular weight silicone rubber with a molecular weight of 20,000-50000 cu and a silicone oligomer with alumina (electrocorundum) and silicon carbide in the following ratio of constituent ingredients, parts by weight:

каучук низкомолекулярный силиконовый,low molecular weight silicone rubber, выбранный из СКТН марки А или СКТН марки Бselected from SKTN brand A or SKTN brand B 100one hundred силиконовый олигомер, выбранный из ПМС-50 или ПМС-100silicone oligomer selected from PMS-50 or PMS-100 20-4020-40 оксид алюминия (электрокорунд)aluminum oxide (electrocorundum) 120-200120-200 карбид кремнияsilicon carbide 100-200,100-200,

а компонент Б представляет собой смесь этилсиликата и оловоорганической соли, выбранной из октоата олова и диэтилдикаприлата олова, которая может дополнительно включать силиконовый олигомер при следующем соотношении составляющих ингредиентов, мас. ч:and component B is a mixture of ethyl silicate and an organotin salt selected from tin octoate and tin diethyl dicaprylate, which may further include a silicone oligomer in the following ratio of constituent ingredients, wt. h:

этилсиликат, выбранный из ЭС-32 и ЭС-40ethyl silicate selected from ES-32 and ES-40 100one hundred катализатор - оловоорганическая соль,the catalyst is an organotin salt, выбранная из октоата олова или диэтилдикаприлата оловаselected from tin octoate or tin diethyl dicaprylate 10-2510-25 силиконовый олигомер, выбранный из ПМС-50silicone oligomer selected from PMS-50 до 50up to 50

В составе заявляемого теплопроводящего герметика применяются следующие компоненты (Таблица 1).The composition of the inventive heat-conducting sealant uses the following components (Table 1).

В таблице 2 приведены данные по составу компонента А теплопроводящего герметика. В таблице 3 приведены данные по составу компонента Б теплопроводящего герметика. В таблице 4 приведены данные по составу теплопроводящего герметика. В таблице 5 приведены данные по характеристикам теплопроводящего герметика. В таблице 6 приведены сравнительные характеристики теплопроводящего герметика, его прототипа и аналогов.Table 2 shows the composition of component A of the heat-conducting sealant. Table 3 shows the composition of component B of the heat-conducting sealant. Table 4 shows the composition of the heat-conducting sealant. Table 5 shows the data on the characteristics of the heat-conducting sealant. Table 6 shows the comparative characteristics of the heat-conducting sealant, its prototype and analogues.

Далее приведены конкретные примеры получения компонента А и компонента Б теплопроводящего герметика и примеры получения заявляемого теплопроводящего герметика. Составы компонента А №№1-4 (табл. 2), компонента Б №№5-8 (табл. 3) и теплопроводящего герметика №№9-12 (табл. 4) соответствуют примерам их получения с идентичными номерами.The following are specific examples of the preparation of component A and component B of a heat-conducting sealant and examples of obtaining the inventive heat-conducting sealant. The compositions of component A No. 1-4 (table. 2), component B No. 5-8 (table 3) and heat-conducting sealant No. 9-12 (table 4) correspond to the examples of their preparation with identical numbers.

Пример 1Example 1

Приготовление компонента А теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки А. Помещают в емкость 20 г силиконового олигомера ПМС-100 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 120 г карбида кремния и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, электрокорунд в количестве 200 г. Компонент А переносят в закрывающуюся емкость и хранят в закрытом виде до момента введения в контакт с компонентом Б, но не менее 24 ч.Preparation of component A of thermally conductive sealant. Weigh 100 g of SKTN rubber of grade A in a container for mixing components. Place 20 g of PMS-100 silicone oligomer in a container and mix thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 120 g of silicon carbide are added to the resulting mixture with stirring and kept until the main amount of air inclusions leaves the mixture. Then, the resulting suspension is added in parts, periodically mixing, electrocorundum in an amount of 200 g. Component A is transferred to a resealable container and stored closed until it comes into contact with component B, but for at least 24 hours.

Пример 2Example 2

Приготовление компонента А теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки А. Помещают в емкость 30 г силиконового олигомера ПМС-50 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 200 г карбида кремния и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, электрокорунд в количестве 120 г. Компонент А переносят в закрывающуюся емкость и хранят в закрытом виде до момента введения в контакт с компонентом Б, но не менее 24 ч.Preparation of component A of thermally conductive sealant. Weigh 100 g of SKTN rubber of grade A in a container for mixing components. Place 30 g of PMS-50 silicone oligomer in a container and mix it thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 200 g of silicon carbide are added to the resulting mixture with stirring and maintained until the bulk of the air inclusions leave the mixture. Then, the resulting suspension is added in parts, periodically mixing, electrocorundum in an amount of 120 g. Component A is transferred to a resealable container and stored closed until it comes into contact with component B, but for at least 24 hours.

Пример 3Example 3

Приготовление компонента А теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки А. Помещают в емкость 20 г силиконового олигомера ПМС-50 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 180 г карбида кремния и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, электрокорунд в количестве 190 г. Компонент А переносят в закрывающуюся емкость и хранят в закрытом виде до момента введения в контакт с компонентом Б, но не менее 24 ч.Preparation of component A of thermally conductive sealant. Weigh 100 g of SKTN rubber of grade A in a container for mixing components. Place 20 g of PMS-50 silicone oligomer in a container and mix thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 180 g of silicon carbide are added to the resulting mixture with stirring and maintained until the main amount of air inclusions leaves the volume of the mixture. Then, the resulting suspension is added in parts, periodically mixing, electrocorundum in an amount of 190 g. Component A is transferred to a resealable container and stored closed until it comes into contact with component B, but for at least 24 hours.

Пример 4Example 4

Приготовление компонента А теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки Б. Помещают в емкость 40 г силиконового олигомера ПМС-100 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 150 г карбида кремния и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, электрокорунд в количестве 160 г. Компонент А переносят в закрывающуюся емкость и хранят в закрытом виде до момента введения в контакт с компонентом Б, но не менее 24 ч.Preparation of component A of thermally conductive sealant. Weigh 100 g of SKTN rubber grade B in a container for mixing components. Place 40 g of PMS-100 silicone oligomer in a container and mix thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 150 g of silicon carbide are added to the resulting mixture with stirring and kept until the bulk of the air inclusions leave the mixture. Then, the resulting suspension is added in parts, periodically mixing, electrocorundum in an amount of 160 g. Component A is transferred to a resealable container and stored closed until it comes into contact with component B, but for at least 24 hours.

Пример 5Example 5

Приготовление компонента Б теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-40. Добавляют 12 г октоата олова и тщательно перемешивают. Полученный компонент Б переносят в закрывающуюся емкость и хранят до момента введения в контакт с компонентом А.Preparation of component B of heat-conducting sealant. 100 g of ethyl silicate-40 are weighed in a container for mixing the components. Add 12 g of tin octoate and mix thoroughly. The resulting component B is transferred to a resealable container and stored until it comes into contact with component A.

Пример 6Example 6

Приготовление компонента Б теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-40. Добавляют 10 г октоата олова и тщательно перемешивают. Добавляют 50 г силиконового олигомера ПМС-50 и вновь перемешивают. Полученный компонент Б переносят в закрывающуюся емкость и хранят до момента введения в контакт с компонентом А.Preparation of component B of heat-conducting sealant. 100 g of ethyl silicate-40 are weighed in a container for mixing the components. Add 10 g of tin octoate and mix thoroughly. Add 50 g of PMS-50 silicone oligomer and mix again. The resulting component B is transferred to a resealable container and stored until it comes into contact with component A.

Пример 7Example 7

Приготовление компонента Б теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-32. Добавляют 20 г диэтилдикаприлата олова и тщательно перемешивают. Затем добавляют 20 г силиконового олигомера ПМС-50, вновь перемешивают. Полученный компонент Б переносят в закрывающуюся емкость и хранят до момента введения в контакт с компонентом А.Preparation of component B of heat-conducting sealant. 100 g of ethyl silicate-32 are weighed into a container for mixing the components. Add 20 g of tin diethyldicaprylate and mix thoroughly. Then add 20 g of silicone oligomer PMS-50, mix again. The resulting component B is transferred to a resealable container and stored until it comes into contact with component A.

Пример 8Example 8

Приготовление компонента Б теплопроводящего герметика. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-40. Добавляют 25 г диэтилдикаприлата олова и тщательно перемешивают. Затем добавляют 40 г силиконового олигомера ПМС-50 и вновь перемешивают. Полученный компонент Б переносят в закрывающуюся емкость и хранят до момента введения в контакт с компонентом А.Preparation of component B of heat-conducting sealant. 100 g of ethyl silicate-40 are weighed in a container for mixing the components. Add 25 g of tin diethyl dicaprylate and mix thoroughly. Then add 40 g of the silicone oligomer PMS-50 and mix again. The resulting component B is transferred to a resealable container and stored until it comes into contact with component A.

Пример 9Example 9

Приготовление теплопроводящего герметика. Для приготовления герметика в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 1 (табл. 2). Добавляют 8 г компонента Б, состав 3 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и герметик передают для технологического применения.Preparation of thermally conductive sealant. To prepare the sealant, 100 g of component A, composition 1 (table 2) is added to the technological tank. Add 8 g of component B, composition 3 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the sealant is transferred for technological use.

Пример 10Example 10

Приготовление теплопроводящего герметика. Для приготовления герметика в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 7 (табл. 2). Добавляют 6 г компонента Б, состав 1 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и герметик передают для технологического применения.Preparation of thermally conductive sealant. To prepare the sealant, 100 g of component A, composition 7, is added to the technological tank (Table 2). Add 6 g of component B, composition 1 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the sealant is transferred for technological use.

Пример 11Example 11

Приготовление теплопроводящего герметика. Для приготовления герметика в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 8 (табл. 2). Добавляют 12 г компонента Б, состав 8 (табл.3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и герметик передают для технологического применения.Preparation of thermally conductive sealant. To prepare the sealant, 100 g of component A, composition 8 (table 2), is introduced into the technological tank. Add 12 g of component B, composition 8 (table 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the sealant is transferred for technological use.

Пример 12Example 12

Приготовление теплопроводящего герметика. Для приготовления герметика в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 2 (табл. 2). Добавляют 4 г компонента Б, состав 7 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и герметик передают для технологического применения.Preparation of thermally conductive sealant. To prepare the sealant, 100 g of component A, composition 2, is added to the technological tank (Table 2). Add 4 g of component B, composition 7 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the sealant is transferred for technological use.

Разработка заявляемого теплопроводящего герметика связана с необходимостью выполнения одновременно нескольких требований.The development of the inventive heat-conducting sealant is associated with the need to fulfill several requirements simultaneously.

Теплопроводящие свойства герметика должны по значениям быть не ниже, чем у материала прототипа при необходимом уровне физико-механических и диэлектрических свойств. Вместе с тем должна быть обеспечена технологичность применения герметика, то есть сочетание оптимального уровня вязкотекучих свойств, жизнеспособности и времени полного отвержения.The heat-conducting properties of the sealant should be no lower in value than the material of the prototype with the necessary level of physico-mechanical and dielectric properties. At the same time, the technological application of the sealant must be ensured, that is, a combination of the optimal level of viscous flow properties, viability and time of complete cure.

Как следует из представленного выше описания, данных приведенных таблиц и конкретных примеров, осуществлен выбор совмещаемых компонентов и их количественных соотношений в составе каждой из двух частей герметика (компонент А и компонент Б). Оптимальное соблюдение основных условий достигается тем, что герметик на основе силиконового каучука, наполнителей, пластификаторов и системы отверждения состоит из двух частей. Основа, компонент А, состоит из смеси низкомолекулярного силиконового каучука, силиконового олигомера, наполнителей: карбида кремния и оксида алюминия в форме электрокорунда. Компонент Б вводится в контакт с компонентом А и представляет собой систему отверждения, включающую этилсиликат, оловоорганическую соль и дополнительно силиконовый олигомер.As follows from the description above, the data in the tables and specific examples, the choice of compatible components and their quantitative ratios in each of the two parts of the sealant (component A and component B). Optimum compliance with the basic conditions is achieved by the fact that the sealant based on silicone rubber, fillers, plasticizers and the curing system consists of two parts. The base component A consists of a mixture of low molecular weight silicone rubber, silicone oligomer, fillers: silicon carbide and aluminum oxide in the form of electrocorundum. Component B is brought into contact with component A and is a curing system comprising ethyl silicate, an organotin salt and optionally a silicone oligomer.

При разработке диэлектрического теплопроводящего герметика с повышенной теплопроводностью учтены факторы физической и химической совместимости применяемых компонентов, их количественные пределы в составе основы теплопроводящего герметика (компонент А), и в составе получаемого вулканизата теплопроводящего герметика с целью достижения необходимого и достаточного уровня основных характеристик.When developing a dielectric heat-conducting sealant with increased thermal conductivity, factors of physical and chemical compatibility of the components used, their quantitative limits in the composition of the base of the heat-conducting sealant (component A), and in the composition of the resulting vulcanizate of the heat-conducting sealant in order to achieve the necessary and sufficient level of basic characteristics, were taken into account.

Применение в качестве исходной полимерной основы низкомолекулярных каучуков СКТН позволяет обеспечить сочетание термической стабильности и морозостойкости вулканизатов теплопроводящего герметика при сохранении эластичности в широком интервале температур. При применении каучуков молекулярной массы со значением менее 20000 не достигается необходимая прочность вулканизатов теплопроводящего герметика. При применении каучуков молекулярной массой со значением более 50000 вследствие повышенной вязкости не удается ввести необходимое количество теплопроводящего наполнителя. Таким образом, применение каучука низкомолекулярного силиконового, выбранного из СКТН марки А и СКТН марки Б, позволяет обеспечить термическую устойчивость теплопроводящего герметика и его устойчивость к действию пониженных температур в широком диапазоне эксплуатационных условий, предусмотренных для изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры, а так же необходимую наполняемость полимерной матрицы компонента А наполнителями. Массовое соотношение ингредиентов компонента А позволяет сохранить вязкотекучие свойства компонента А в широком интервале технологических условий. Выбор карбида кремния и оксида алюминия (электрокорунда) в качестве наполнителей определяется их значительной теплопроводностью в сочетании с достаточной степенью физико-механических свойств вулканизатов теплопроводящего герметика за счет усиливающих и структурирующих свойств этих наполнителей. Силиконовые олигомеры выполняют функции активных разбавителей, снижающих исходную вязкость герметика, а также пластификаторов, повышающих эластичность вулканизатов. Применение силиконовых олигомеров в количествах меньше указанных не эффективно. Применение в количествах больше указанных может отрицательно повлиять на термостойкость герметика и привести к частичному их выделению из объема вулканизата теплопроводящего герметика при длительном нагреве. Применение карбида кремния и оксида алюминия (электрокорунда) в меньших количествах, чем приведено в описании для компонента А, не эффективно для сохранения необходимого уровня теплопроводности и физико-механических свойств. Применение в количествах, больше указанных может привести к нежелательному увеличению вязкости теплопроводящего герметика и сохранению воздушных включений в объеме его вулканизата. Это могло бы привести к потере необходимой технологичности герметика. Сочетание составляющих частей компонента А и компонента Б в представленном диапазоне соотношений позволяет достигнуть необходимой эффективности отверждения теплопроводящего герметика и его низкой исходной вязкости при требуемом времени жизнеспособности. При количественном соотношении компонента А и компонента Б более 100:4 не удается достигнуть необходимой текучести теплопроводящего герметика и его оптимального уровня технологических свойств. При количественном соотношении компонента А и компонента Б менее 100:12, хотя и достигается хорошая текучесть, не удается обеспечить необходимую по времени жизнеспособность и эластичность вулканизатов теплопроводящего герметика.The use of low molecular weight SKTN as the initial polymer base makes it possible to provide a combination of thermal stability and frost resistance of vulcanizates of heat-conducting sealant while maintaining elasticity over a wide temperature range. When using rubbers of molecular weight with a value of less than 20,000, the necessary strength of the vulcanizates of the heat-conducting sealant is not achieved. When using rubbers with a molecular weight of more than 50,000 due to the increased viscosity, it is not possible to introduce the required amount of heat-conducting filler. Thus, the use of low molecular weight silicone rubber selected from SKTN grade A and SKTN grade B allows us to provide thermal stability of heat-conducting sealant and its resistance to low temperatures in a wide range of operating conditions for electronic equipment and electronic equipment, as well as necessary the filling of the polymer matrix of component A with fillers. The mass ratio of the ingredients of component A allows you to save the viscous flow properties of component A in a wide range of technological conditions. The choice of silicon carbide and aluminum oxide (electrocorundum) as fillers is determined by their significant thermal conductivity in combination with a sufficient degree of physicomechanical properties of vulcanizates of heat-conducting sealant due to the reinforcing and structuring properties of these fillers. Silicone oligomers act as active diluents that reduce the initial viscosity of the sealant, as well as plasticizers that increase the elasticity of the vulcanizates. The use of silicone oligomers in amounts less than those indicated is not effective. Application in amounts greater than those indicated may adversely affect the heat resistance of the sealant and lead to their partial release from the vulcanizate volume of the heat-conducting sealant during prolonged heating. The use of silicon carbide and aluminum oxide (electrocorundum) in smaller amounts than described in the description for component A is not effective for maintaining the required level of thermal conductivity and physical and mechanical properties. The use in quantities greater than those indicated may lead to an undesirable increase in the viscosity of the heat-conducting sealant and the preservation of air inclusions in the volume of its vulcanizate. This could lead to the loss of the necessary processability of the sealant. The combination of the component parts of component A and component B in the presented range of ratios allows achieving the necessary curing efficiency of the heat-conducting sealant and its low initial viscosity at the required pot life. When the quantitative ratio of component A and component B is more than 100: 4, it is not possible to achieve the required fluidity of the heat-conducting sealant and its optimal level of technological properties. When the quantitative ratio of component A and component B is less than 100: 12, although good fluidity is achieved, it is not possible to provide the necessary viability and elasticity of the vulcanizates of the heat-conducting sealant.

Приведенные доводы, подверженные данными таблиц и примеров, позволяют считать, что свойства компонентов заявляемого теплопроводящего герметика и пределы их содержания в его составе, а также их количественные соотношения в подготовленных компонентах герметика являются оптимальными. Это дает возможность обеспечить требуемый уровень теплопроводности, а также других технологических и эксплуатационных характеристик. Анализ приведенных данных по заявляемому теплопроводящему герметику и достигнутых количественных характеристик позволяет считать техническую задачу изобретения решенной.The above arguments, subject to the data of tables and examples, suggest that the properties of the components of the inventive heat-conducting sealant and the limits of their content in its composition, as well as their quantitative ratios in the prepared components of the sealant are optimal. This makes it possible to provide the required level of thermal conductivity, as well as other technological and operational characteristics. Analysis of the data on the inventive heat-conducting sealant and the achieved quantitative characteristics allows us to consider the technical problem of the invention solved.

Claims

A heat-conducting sealant containing silicone rubber as a polymer binder and finely dispersed fillers, characterized in that the heat-conducting sealant consists of two components: a polymer-containing base (component A) and a curing mixture (component B), combined in mass ratios: per 100 parts by weight component A from 4 parts by weight up to 12 parts by weight component B, and component A is a mixture of low molecular weight silicone rubber with a molecular weight of 20,000-50000 cu and a silicone oligomer with alumina (electrocorundum) and silicon carbide in the following ratio of constituent ingredients, parts by weight:

low molecular weight silicone rubber, selected from SKTN brand A or SKTN brand B one hundred silicone oligomer selected from PMS-50 or PMS-100 20-40 aluminum oxide (electrocorundum) 120-200 silicon carbide 100-200,

and component B is a mixture of ethyl silicate and an organotin salt selected from tin octoate and tin diethyl dicaprylate, which may further include a silicone oligomer in the following ratio of constituent ingredients, wt. h:

ethyl silicate selected from ES-32 and ES-40 one hundred the catalyst is an organotin salt, selected from tin octoate or tin diethyl dicaprylate 10-25 silicone oligomer selected from PMS-50 up to 50