RU2720195C2 - Heat-conducting compound - Google Patents
Heat-conducting compound Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720195C2 RU2720195C2 RU2018129294A RU2018129294A RU2720195C2 RU 2720195 C2 RU2720195 C2 RU 2720195C2 RU 2018129294 A RU2018129294 A RU 2018129294A RU 2018129294 A RU2018129294 A RU 2018129294A RU 2720195 C2 RU2720195 C2 RU 2720195C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- heat
- conducting compound
- compound
- mixture
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C08K3/10—Metal compounds
-
- 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
-
- 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
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- 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
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Теплопроводящий компаундThermally conductive compound
Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, предназначенных для высоковольтной герметизации изделий и систем технического назначения, работающих в режимах, требующих эффективного отвода избыточной тепловой энергии при эксплуатации.The invention relates to the field of polymer composite materials intended for high-voltage sealing of products and systems for technical purposes, operating in modes requiring the efficient removal of excess thermal energy during operation.
Известны различные композиционные полимерные материалы для высоковольтной герметизации и для отвода тепла, выделяющегося при работе технических устройств, 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 средствах связи, в специальных технических изделиях различного назначения.Various composite polymeric materials are known for high-voltage sealing and for the removal of heat generated during the operation of technical devices, sealants, compounds and adhesives, compositions of these materials and methods for their intended use. They are widely used in electronic equipment (IET), electrical and radio electronic equipment (CEA) in communications, in special technical products for various purposes.
Известен теплопроводящий и электропроводящий материал (патент РФ №2200170), содержащий частицы углеродного материала с полипропиленовым покрытием, однако не обладающий 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, but not possessing the properties of a dielectric. Its use in sealing and gluing is associated with significant technological problems.
Известен электроизоляционный состав с теплопроводящими свойствами на основе эпоксидных смол, отвердителя и наполнителей: оксида алюминия и нитрида бора (авт. св. СССР №643978). Основным препятствием для применения этого состава является очень большая исходная вязкость, что предопределяет его низкую фактическую пригодность для решения большинства задач.Known electrical insulation composition with heat-conducting properties based on epoxy resins, hardener and fillers: aluminum oxide and boron nitride (ed. St. USSR No. 643978). The main obstacle to the use of this composition is a very large initial viscosity, which determines its low actual suitability for most tasks.
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 рассеивающие тепло полимерные композиты. («Силовая электроника» №2, 2008, стр. 118-123, «Силовая электроника» №3, 2012, стр. 48-52). К их общим недостаткам относятся: зарубежное происхождение компонентов, ограниченные технологические возможности для применения, несоответствие ряду эксплуатационных требований к отечественным объектам герметизации, а также высокие цены.Heat-conducting pastes, greases, 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 disadvantages include: foreign origin of components, limited technological capabilities for use, non-compliance with a number of operational requirements for domestic sealing facilities, as well as high prices.
Известен ряд отечественных силиконовых герметиков и компаундов, обладающих незначительным уровнем теплопроводности. Среди них следует упомянуть компаунды Силагерм-2112 марок А, Б, В, Силагерм-2142, Силагерм-2108, Силагерм-2111, Силагерм-21 14, и ряд его традиционных аналогов, например, герметик Виксинт У-4-21. Однако эти материалы имеют значения теплопроводности 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 a low level of thermal conductivity are known. Among them, mention should be made of compounds Silagerm-2112 of brands A, B, C, Silagerm-2142, Silagerm-2108, Silagerm-2111, Silagerm-21 14, and a number of its traditional analogues, for example, sealant Vixint U-4-21. However, these materials have thermal conductivity values in the range of 0.5-0.7 W / (m⋅K) and are intended, first of all, for high-voltage sealing.
Известны различные зарубежные теплопроводящие композиционные материалы с диэлектрическими свойствами. К ним относятся, в частности, герметик Dow Corning 9184 со значением теплопроводности 0,84 Вт/(м⋅К), герметик Sylgard 160 со значением теплопроводности 0,62 Вт/(м⋅К), компаунд Q3-3600 со значением теплопроводности 0,77 Вт/(м⋅К), компаунд SE4445 и ряд других. Известны также теплопроводящие пасты, например, Dow Corning 340, со значением теплопроводности 0,68 Вт/(м⋅К), Dow Corning SC 102 со значением теплопроводности 0,85 Вт/(м⋅К) и другие. Недостатками этих материалов являются не всегда высокий уровень теплопроводности и, что особенно существенно, зарубежное происхождение. Известен также ряд герметиков и компаундов зарубежного происхождения на основе силиконовых, полиуретановых, эпоксидных и других полимерных связующих, некоторые из которых нашли практическое применение в отечественной технике. К ним относятся, в частности, эпоксидные материалы ER2188, ER2138, полиуретановые компаунды UR5604 и UR5633 (производство Великобритания) и силиконовые компаунды SC2003 и SC2001. Однако большинство этих материалов обладает значениями теплопроводности заметно ниже, чем 1,0 Вт/(м⋅К) при достаточно заурядных показателях эксплуатационных и технологических свойств. Это обстоятельство дополнительно подтверждает актуальность задач, связанных с поиском и разработкой теплопроводящих герметиков и компаундов для производства их в России с целью удовлетворения потребностей отечественной техники и технологии в различных областях применения, в том числе областях специальной техники.Various foreign heat-conducting composite materials with dielectric properties are known. These include, in particular, Dow Corning 9184 sealant with a thermal conductivity of 0.84 W / (m⋅K), Sylgard 160 sealant with a thermal conductivity of 0.62 W / (m⋅K), compound Q3-3600 with a thermal conductivity of 0 , 77 W / (m⋅K), compound SE4445 and a number of others. Heat-conducting pastes are also known, for example, Dow Corning 340, with a thermal conductivity of 0.68 W / (m⋅K), Dow Corning SC 102 with a thermal conductivity of 0.85 W / (m⋅K) and others. The disadvantages of these materials are not always a high level of thermal conductivity and, which is especially significant, foreign origin. A number of sealants and compounds of foreign origin based on silicone, polyurethane, epoxy and other polymer binders are also known, some of which have found practical application in domestic technology. These include, in particular, epoxy materials ER2188, ER2138, polyurethane compounds UR5604 and UR5633 (manufactured in Great Britain) and silicone compounds SC2003 and SC2001. However, most of these materials have thermal conductivity values significantly lower than 1.0 W / (m⋅K) with fairly ordinary performance and technological properties. This fact further confirms the relevance of the tasks associated with the search and development of heat-conducting sealants and compounds for their production in Russia in order to meet the needs of domestic equipment and technology in various fields of application, including areas of special equipment.
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). Для многих случаев целевого применения этот уровень не достаточен. Кроме того, отсутствие целого ряда сведений о физико-механических характеристиках может вызвать предположение об их недостаточно высоких значениях. Чуть лучшей теплопроводностью обладают компаунды КПТД-1/1, отнесенные к разряду «тяжелых», а именно компаунды 1Т-5,50; 1Т-8,50; 1Т-12,5. В данном случае удается добиться уровня теплопроводности не более 1,00 Вт/(м⋅К) за счет значительного увеличения вязкости. При этом, существенно ухудшаются параметры, определяющие технологичность компаундов. Из-за отсутствия полностью приводимых данных трудно судить о прочности и эластичности вулканизатов рассмотренных компаундов. Эти компаунды, как и большинство материалов, выпускаемых фирмой «НОМАКОН» по документации Республики Беларусь, отличаются значительными розничными ценами.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 properties, but with a thermal conductivity of not higher than 0.50 W / (m⋅K). For many cases of targeted use, this level is not sufficient. In addition, the absence of a whole series of information on the physicomechanical characteristics may lead to the assumption of their insufficiently high values. Compounds KPTD-1/1, classified as "heavy", have a slightly better thermal conductivity, namely, compounds 1T-5.50; 1T-8.50; 1T-12.5. In this case, it is possible to achieve a thermal conductivity level of not more than 1.00 W / (m⋅K) due to a significant increase in viscosity. At the same time, the parameters determining the manufacturability of the compounds are significantly deteriorating. Due to the lack of fully cited data, it is difficult to judge the strength and elasticity of the vulcanizates of the considered compounds. These compounds, like most materials manufactured by NOMACON according to the documentation of the Republic of Belarus, are characterized by significant retail prices.
Известен отечественный компаунд КТК-1 (ТУ 2252-037-89021704-2013) для производства изделий радио- и электротехнической аппаратуры, который 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 не более 0,6 МПа и относительное удлинение при разрыве не более 30%. Таким образом, при достаточном уровне теплопроводности он значительно уступает по прочности и эластичности большинству известных силиконовых компаундов. Это же относится к другим компаундам группы КТК производства предприятия СТЕП (г. Санкт-Петербург, Россия). Несколько лучшими параметрами, чем КТК-1 обладает его аналог КТК-2 (ТУ 2252-019-50050552-2016) - его прочность достигает 1,2 МПа при практически такой же как у КТК-1 теплопроводности. Вместе с тем нельзя не отметить достаточно высокие розничные цены на данные компаунды, что также подтверждает целесообразность дальнейшей разработки новых компаундов и герметиков с повышенной теплопроводностью.Known domestic compound KTK-1 (TU 2252-037-89021704-2013) for the manufacture of products of radio and electrical equipment, which is obtained by mixing two components at room temperature. When the thermal conductivity coefficient is 1.1 W / (m⋅K), the compound in the cured state exhibits a tensile strength of not more than 0.6 MPa and an elongation at break of not more than 30%. Thus, with a sufficient level of thermal conductivity, it is significantly inferior in strength and elasticity to most known silicone compounds. The same applies to other compounds of the CPC group manufactured by the STEP enterprise (St. Petersburg, Russia). Its counterpart KTK-2 (TU 2252-019-50050552-2016) has slightly better parameters than KTK-1 - its strength reaches 1.2 MPa at almost the same thermal conductivity as KTK-1. At the same time, one cannot but note the rather high retail prices for these compounds, which also confirms the feasibility of further development of new compounds and sealants with increased thermal conductivity.
Известна электроизоляционная композиция (авт. св. СССР №1078470) на основе эпоксидной диановой смолы, содержащая в качестве наполнителя кремний или карбид кремния. Основным недостатком композиции является необходимость в применении повышенных температур нанесения. Другими недостатками являются технические проблемы, связанные со снятием отвердевшей композиции с залитых электротехнических элементов (например, дросселей) при технологических ошибках и необходимости проведения повторных операций нанесения.Known electrical insulation composition (ed. St. USSR No. 1078470) based on epoxy Dianov resin containing silicon or silicon carbide as a filler. The main disadvantage of the composition is the need to use elevated application temperatures. Other disadvantages are technical problems associated with the removal of the hardened composition from the flooded electrical components (for example, chokes) due to technological errors and the need for repeated application operations.
Указанная электроизоляционная композиция со свойствами теплопроводности на основе отечественных составляющих компонентов наиболее близка по ряду ведущих параметров к заявляемому теплопроводящему компаунду и выбрана в качестве прототипа настоящего изобретения.The specified electrical insulation composition with thermal conductivity properties based on domestic constituent components is closest in a number of leading parameters to the claimed heat-conducting compound and is selected as a prototype of the present invention.
Задачей настоящего изобретения является создание теплопроводящего компаунда, предназначенного для отвода избыточного тепла от печатных узлов работающих изделий и системах электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и техники средств связи, а также для их высоковольтной герметизации, в котором должны сочетаться необходимый уровень определяющих технологических характеристик (относительно низкая вязкость, заливочные свойства, высокая жизнеспособность), теплопроводности, диэлектрических и физико-механических свойств.The objective of the present invention is to provide a heat-conducting compound designed to remove excess heat from printing units of working products and electronic systems, electronic equipment and communications equipment, as well as for their high-voltage sealing, in which the necessary level of determining technological characteristics (relatively low viscosity) must be combined , casting properties, high viability), thermal conductivity, dielectric and physico-mechanical properties.
Технический результат заключается в том, что теплопроводящий компаунд на основе силиконовых эластомеров и силиконовых олигомеров представляет собой многокомпонентную гетерогенную систему, наполненную мелкодисперсными агломератами частиц, обладающих различной структурой, теплопроводящими свойствами, диэлектрическими и механическими свойствами при определенных количественных соотношениях между компонентами, а также технологическими особенностями их соединения.The technical result consists in the fact that the heat-conducting compound based on silicone elastomers and silicone oligomers is a multicomponent heterogeneous system filled with finely divided particle agglomerates having different structures, heat-conducting properties, dielectric and mechanical properties with certain quantitative ratios between the components, as well as their technological features connections.
1. Технический результат достигается тем, что теплопроводящий компаунд, представляет собой электроизоляционную композицию, характеризующуюся тем, что содержит силиконовый каучук в качестве полимерного связующего и мелкодисперсные наполнители, причем состоит из двух компонентов: компонента А (полимерсодержащая основа теплопроводящего компаунда) и компонента Б (отверждающая система), отличающийся тем, что компоненты соединяются в массовых соотношениях: на 100 мас.ч. компонента А от 3 мас.ч. до 12 мас.ч. компонента Б, причем компонент А представляет собой смесь низкомолекулярного силиконового каучука с молекулярной массой 15000-55000 у.е. с силиконовым олигомером, с гидроксидом алюминия, нитридом алюминия, не обязательно оксидом кремния при следующем соотношении составляющих ингредиентов, мас.ч.:1. The technical result is achieved in that the heat-conducting compound is an electrical insulating composition, characterized in that it contains silicone rubber as a polymer binder and finely divided fillers, and consists of two components: component A (polymer-containing base of the heat-conducting compound) and component B (curing system), characterized in that the components are connected in mass ratios: per 100 parts by weight component A from 3 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 15,000-55,000 cu with a silicone oligomer, with aluminum hydroxide, aluminum nitride, not necessarily silicon oxide in the following ratio of constituent ingredients, parts by weight:
каучук низкомолекулярный силиконовый, выбранныйlow molecular weight silicone rubber selected
а компонент Б представляет собой смесь этилсиликата и оловоорганической соли, выбранной из октоата олова и диэтилдикаприлата олова, не обязательно силиконового олигомера, не обязательно полиэтиленполиаминпа 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, not necessarily a silicone oligomer, not necessarily polyethylene polyamine in the following ratio of ingredients, wt.h:
В состав заявляемого теплопроводящего компаунда входят компоненты из таблицы 1.The composition of the inventive heat-conducting compound includes components from table 1.
В таблице 2 приведены данные по составу компонента А теплопроводящего компаунда.Table 2 shows the composition of component A of the heat-conducting compound.
В таблице 3 приведены данные по составу компонента Б теплопроводящего компаунда.Table 3 shows the composition of component B of the heat-conducting compound.
В таблице 4 приведены данные по составу теплопроводящего компаунда.Table 4 shows the composition of the heat-conducting compound.
В таблице 5 приведены данные по основным характеристикам теплопроводящего компаунда.Table 5 shows the data on the main characteristics of the heat-conducting compound.
В таблице 6 приведены сравнительные характеристики теплопроводящего компаунда, его прототипа и аналогов.Table 6 shows the comparative characteristics of the heat-conducting compound, its prototype and analogues.
Далее приведены конкретные примеры получения компонента А и компонента Б теплопроводящего компаунда, а также примеры получения заявляемого теплопроводящего компаунда. Составы компонента А №№1-4 (табл. 2), компонента Б №№5-8 (табл. 3) и теплопроводящего компаунда №№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 the heat-conducting compound, as well as examples of the preparation of the inventive heat-conducting compound. The compositions of component A No. 1-4 (Table 2), component B No. 5-8 (Table 3) and the heat-conducting compound No. 9-12 (Table 4) correspond to examples of their preparation with identical numbers.
Пример 1Example 1
Приготовление компонента А теплопроводящего компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки А. Помещают в емкость 20 г силиконового олигомера ПМС-20 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 40 г нитрида алюминия и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, гидроксид алюминия в количестве 200 г, а также кварц молотый пылевидный марки Б в количестве 40 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 a heat-conducting compound. Weigh 100 g of SKTN rubber of grade A in a container for mixing components. Place 20 g of PMS-20 silicone oligomer in a container and mix it thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 40 g of aluminum nitride is added to the resulting mixture with stirring and maintained until the main amount of air inclusions leaves the volume of the mixture. Then, aluminum hydroxide in an amount of 200 g, and also powdered silica grade B grade in an amount of 40 g are added to the resulting suspension in parts, periodically mixing, Component A is transferred to a closed container and stored in a closed form until it is brought into contact with component B, but not less than 24 hours
Пример 2Example 2
Приготовление компонента А теплопроводящего компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки А. Помещают в емкость 50 г силиконового олигомера ПМС-100 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 60 г нитрида алюминия и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, гидроксид алюминия в количестве 280 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 a heat-conducting compound. Weigh 100 g of SKTN rubber of grade A in a container for mixing components. Place 50 g of PMS-100 silicone oligomer in a container and mix thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 60 g of aluminum nitride are added to the resulting mixture with stirring and maintained until the main amount of air inclusions leaves the mixture volume. Then, 280 g of aluminum hydroxide is added to the resulting suspension in portions, periodically mixing, Component A is transferred to a resealable container and stored in a closed form until it is brought into contact with component B, but for at least 24 hours.
Пример 3Example 3
Приготовление компонента А теплопроводящего компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТНФ марки А. Помещают в емкость 50 г силиконового олигомера ПМС-50 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 50 г нитрида алюминия и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, гидроксид алюминия в количестве 300 г, а также кварц молотый пылевидный марки Б в количестве 80 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 a heat-conducting compound. Weigh 100 g of SKTNF grade A rubber in a container for mixing the components. Place 50 g of PMS-50 silicone oligomer in a container and mix it thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 50 g of aluminum nitride is added to the resulting mixture with stirring and maintained until the main amount of air inclusions leaves the volume of the mixture. Then, aluminum hydroxide in an amount of 300 g, as well as powdered silica grade B grade in an amount of 80 g, is introduced into the resulting suspension in parts, periodically mixing, Component A is transferred to a closed container and stored closed until it is brought into contact with component B, but not less than 24 hours
Пример 4Example 4
Приготовление компонента А теплопроводящего компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г каучука СКТН марки Б. Помещают в емкость 25 г силиконового олигомера ПМС-20 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят при перемешивании 30 г нитрида алюминия и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Затем в полученную суспензию вносят по частям, периодически перемешивая, гидроксид алюминия в количестве 290 г, а также кварц молотый пылевидный марки Б в количестве 30 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 a heat-conducting compound. Weigh 100 g of SKTN rubber of grade B in a container for mixing components. 25 g of PMS-20 silicone oligomer is placed in a container and mix thoroughly with rubber for 2-3 minutes. 30 g of aluminum nitride is added to the resulting mixture with stirring and kept until the main amount of air inclusions leaves the mixture volume. Then, aluminum hydroxide in an amount of 290 g, as well as ground quartz powdered grade B in an amount of 30 g, is introduced into the resulting suspension in parts, periodically mixing, Component A is transferred to a closed container and stored in a closed form until it is brought into contact with component B, but not less than 24 hours
Пример 5Example 5
Приготовление компонента Б теплопроводящего компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-40. Добавляют 10 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 a heat-conducting compound. 100 g of ethyl silicate-40 are weighed in a container for mixing the components. Add 10 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 компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-40. Добавляют 18 г диэтилдикаприлата 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 a heat-conducting compound. 100 g of ethyl silicate-40 are weighed in a container for mixing the components. Add 18 g of tin diethyl dicaprylate 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 компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-32. Добавляют 12 г октоата олова и тщательно перемешивают. Добавляют 50 г силиконового олигомера ПМС-50, 2 г полиэтиленполиамина 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 a heat-conducting compound. 100 g of ethyl silicate-32 are weighed in a container for mixing the components. Add 12 g of tin octoate and mix thoroughly. Add 50 g of the silicone oligomer PMS-50, 2 g of polyethylene polyamine and 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 компаунда. Взвешивают в емкости для смешивания компонентов 100 г этилсиликата-40. Добавляют 30 г диэтилдикаприлата олова и тщательно перемешивают. Добавляют 30 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 a heat-conducting compound. 100 g of ethyl silicate-40 are weighed in a container for mixing the components. Add 30 g of tin diethyldicaprylate and mix thoroughly. Add 30 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 9Example 9
Приготовление теплопроводящего компаунда. Для приготовления компаунда в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 1 (табл. 2). Добавляют 10 г компонента Б, состав 1 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и готовый компаунд передают для технологического применения.Preparation of a heat-conducting compound. To prepare the compound, 100 g of component A, composition 1 (table 2) is added to the technological tank. Add 10 g of component B, composition 1 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the finished compound is transferred for technological use.
Пример 10Example 10
Приготовление теплопроводящего компаунда. Для приготовления компаунда в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 4 (табл. 2). Добавляют 3 г компонента Б, состав 3 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и готовый компаунд передают для технологического применения.Preparation of a heat-conducting compound. To prepare the compound, 100 g of component A, composition 4 (table 2) is added to the technological tank. Add 3 g of component B, composition 3 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the finished compound is transferred for technological use.
Пример 11Example 11
Приготовление теплопроводящего компаунда. Для приготовления компаунда в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 2 (табл. 2). Добавляют 4 г компонента Б, состав 2 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и готовый компаунд передают для технологического применения.Preparation of a heat-conducting compound. To prepare the compound, 100 g of component A, composition 2, are added to the technological tank (Table 2). Add 4 g of component B, composition 2 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the finished compound is transferred for technological use.
Пример 12Example 12
Приготовление теплопроводящего компаунда. Для приготовления компаунда в технологическую емкость вносят 100 г компонента А, состав 7 (табл. 2). Добавляют 9 г компонента Б, состав 4 (табл. 3). Компоненты тщательно перемешивают 2-3 мин, и готовый компаунд передают для технологического применения.Preparation of a heat-conducting compound. To prepare the compound, 100 g of component A, composition 7, is added to the technological capacity (Table 2). Add 9 g of component B, composition 4 (table. 3). The components are thoroughly mixed for 2-3 minutes, and the finished compound is transferred for technological use.
При разработке теплопроводящего компаунда необходимо выполнение нескольких согласованных требований, а именно:When developing a heat-conducting compound, it is necessary to fulfill several agreed requirements, namely:
- теплопроводящие свойства компаунда должны быть не ниже, чем у материалов аналогов и материала, принятого в качестве прототипа;- the heat-conducting properties of the compound should not be lower than that of analog materials and the material adopted as a prototype;
- должна быть обеспечена технологичность применения компаунда, то есть сочетание оптимального уровня вязкотекучих свойств, жизнеспособности и времени полного отвержения;- the technological application of the compound must be ensured, that is, a combination of the optimal level of viscous-flowing properties, viability and time of complete rejection;
- должен быть сохранен необходимый уровень физико-механических и диэлектрических свойств заявляемого теплопроводящего компаунда.- the necessary level of physicomechanical and dielectric properties of the claimed heat-conducting compound must be maintained.
Из представленного описания, данных приведенных таблиц и примеров следует, что с учетом указанных требований был осуществлен выбор совмещаемых компонентов и количественных соотношений ингредиентов в составе каждой из двух частей компаунда для герметизации (компонент А и компонент Б). Оптимальное соблюдение основных требований достигается тем, что теплопроводящий компаунд 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: мелкодисперсного гидроксида алюминия, оксида кремния и нитрида алюминия. Компонент Б, вводимый в контакт с компонентом А, представляет собой систему отверждения, включающую этилсиликат, оловоорганическую соль и дополнительно силиконовый олигомер и полиэтиленполиамин.From the presented description, the data in the tables and examples it follows that, taking into account the specified requirements, a choice was made of compatible components and quantitative ratios of ingredients in each of the two parts of the compound for sealing (component A and component B). Optimum compliance with the basic requirements is achieved by the fact that the heat-conducting compound based on silicone rubber, fillers, plasticizers and the curing system consists of two parts. The basis - component A, consists of a mixture of low molecular weight silicone rubber, silicone oligomer, fillers: finely divided aluminum hydroxide, silicon oxide and aluminum nitride. Component B, introduced into contact with component A, is a curing system comprising ethyl silicate, an organotin salt and optionally a silicone oligomer and polyethylene polyamine.
В основе разработки диэлектрического теплопроводящего компаунда с повышенным уровнем теплопроводности заложены факторы физической и химической совместимости применяемых ингредиентов при их количественных пределах в составе основы теплопроводящего компаунда (компонент А). Определяющую роль играют также количественные соотношения компонента А с компонентом Б. В результате удается достигнуть получения вулканизатов теплопроводящего компаунда с необходимым и достаточным уровнем основных характеристик.The development of a dielectric heat-conducting compound with an increased level of heat conductivity is based on the factors of physical and chemical compatibility of the ingredients used, with their quantitative limits, as part of the basis of the heat-conducting compound (component A). The determining role is also played by the quantitative relations of component A with component B. As a result, it is possible to obtain vulcanizates of a heat-conducting compound with the necessary and sufficient level of basic characteristics.
Применение в качестве исходной полимерной основы низкомолекулярных каучуков СКТН и СКТНФ позволяет обеспечить сочетание термической стабильности и морозостойкости вулканизатов теплопроводящего компаунда при сохранении его эластичности в широком интервале температур. При применении каучуков молекулярной массы со значением менее 15000 не удается достигнуть необходимой прочности вулканизатов теплопроводящего компаунда. При применении каучуков молекулярной массой со значением более 55000 вследствие значительного повышения вязкости системы не удается вводить необходимые количества теплопроводящих и структурирующих наполнителей. Применение каучука низкомолекулярного силиконового, выбранного из СКТН марки А, СКТН марки Б, СКТНФ марки А, позволяет обеспечить термическую устойчивость теплопроводящего компаунда и его устойчивость к действию пониженных температур в широком диапазоне эксплуатационных условий для изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры, а также оптимальную степень наполненности полимерной матрицы компонента А теплопроводящими наполнителями. Массовое соотношение ингредиентов компонента А позволяет сохранять его вязкотекучие свойства в широком интервале технологических условий.The use of the low molecular weight rubbers SKTN and SKTNF as the initial polymer base makes it possible to provide a combination of thermal stability and frost resistance of vulcanizates of a heat-conducting compound while maintaining its elasticity over a wide temperature range. When using rubbers of molecular weight with a value of less than 15,000, it is not possible to achieve the required strength of the vulcanizates of the heat-conducting compound. When rubbers are used with a molecular weight of more than 55,000 due to a significant increase in the viscosity of the system, it is not possible to introduce the required quantities of heat-conducting and structuring fillers. The use of low molecular weight silicone rubber selected from SKTN grade A, SKTN grade B, SKTNF grade A, allows for the thermal stability of the heat-conducting compound and its resistance to low temperatures in a wide range of operating conditions for electronic equipment and electronic equipment, as well as the optimal degree of fullness the polymer matrix of component A with heat-conducting fillers. The mass ratio of the ingredients of component A allows you to maintain its viscous flow properties in a wide range of technological conditions.
Выбор гидроксида алюминия, нитрида алюминия и оксида кремния в качестве наполнителей определяется их значительной теплопроводностью в сочетании с достаточной степенью физико-механических свойств, получаемых вулканизатов теплопроводящего компаунда. Это достигается за счет сочетания усиливающих и структурирующих свойств применяемых наполнителей. Силиконовые олигомеры выполняют функции активных разбавителей, что позволяет снижать в необходимой степени исходную вязкость компаунда, а также и функции пластификаторов, которые влияют на эластичность вулканизатов. Применение силиконовых олигомеров в количествах, меньше указанных, не эффективно. Применение в количествах, больше указанных, может отрицательно повлиять на термостойкость компаунда и привести к частичному их выделению из объема вулканизата теплопроводящего компаунда при длительном нагреве. Применение гидроксида алюминия, нитрида алюминия и оксида кремния (в частности кварца молотого пылевидного марки Б) в количествах, меньше представленных в описании для компонента А, не эффективно с позиций сохранения необходимого уровня теплопроводности и физико-механических свойств. Применение в количествах, больше, чем указанные, может привести к нежелательному увеличению вязкости теплопроводящего компаунда и к сохранению воздушных включений в его объеме после отверждения. В свою очередь это могло бы привести к потере необходимой технологичности компаунда. Сочетание составляющих частей компонента А и компонента Б в представленном диапазоне соотношений позволяет достигнуть необходимой эффективности отверждения теплопроводящего компаунда и его незначительной исходной вязкости при требуемом времени жизнеспособности. При количественном соотношении компонента А и компонента Б более 100:3 необходимой текучести теплопроводящего компаунда и его оптимального уровня технологических свойств достигнуть не удается. При количественном соотношении компонента А и компонента Б менее 100:12, хотя и достигается достаточная текучесть, но не удается обеспечить ни необходимой жизнеспособности, ни необходимой эластичности вулканизатов теплопроводящего компаунда.The choice of aluminum hydroxide, aluminum nitride and silicon oxide as fillers is determined by their significant thermal conductivity in combination with a sufficient degree of physicomechanical properties of vulcanizates of the heat-conducting compound. This is achieved through a combination of reinforcing and structural properties of the fillers used. Silicone oligomers act as active diluents, which reduces the initial viscosity of the compound to the extent necessary, as well as the functions of plasticizers that affect the elasticity of vulcanizates. The use of silicone oligomers in amounts less than those indicated is not effective. The use in amounts greater than those indicated may adversely affect the heat resistance of the compound and lead to their partial release from the vulcanizate volume of the heat-conducting compound during prolonged heating. The use of aluminum hydroxide, aluminum nitride and silicon oxide (in particular silica powder dust grade B) in amounts less than those described in the description for component A is not effective from the standpoint of maintaining the required level of thermal conductivity and physico-mechanical properties. The use in quantities greater than those indicated can lead to an undesirable increase in the viscosity of the heat-conducting compound and to the preservation of air inclusions in its volume after curing. In turn, this could lead to the loss of the required manufacturability of the compound. The combination of the component parts of component A and component B in the presented range of ratios makes it possible to achieve the required curing efficiency of the heat-conducting compound and its insignificant initial viscosity at the required pot life. When the quantitative ratio of component A and component B is more than 100: 3, the required fluidity of the heat-conducting compound and its optimal level of technological properties cannot be achieved. With a quantitative ratio of component A and component B less than 100: 12, although sufficient fluidity is achieved, it is not possible to provide either the necessary viability or the necessary elasticity of the vulcanizates of the heat-conducting compound.
Приведенные доводы, подверженные данными таблиц и примеров, позволяют считать, что свойства компонентов заявляемого теплопроводящего компаунда и пределы их содержания в составе компаунда, а также их количественные соотношения в подготовленных компонентах являются оптимальными. Это дает возможность совместить требуемый уровень теплопроводности с другими технологическими и эксплуатационными характеристиками. Анализ приведенных данных по заявляемому теплопроводящему компаунду 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 claimed heat-conducting compound and the limits of their content in the composition of the compound, as well as their quantitative ratios in the prepared components are optimal. This makes it possible to combine the required level of thermal conductivity with other technological and operational characteristics. Analysis of the data on the inventive heat-conducting compound and the achieved quantitative characteristics allows us to consider the technical problem of the invention solved.
Заявитель просит рассмотреть представленную заявку «Теплопроводящий компаунд» на предмет выдачи патента Российской Федерации на изобретение.The applicant asks to consider the submitted application "Heat-conducting compound" for the issue of a patent of the Russian Federation for an invention.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018129294A RU2720195C2 (en) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | Heat-conducting compound |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018129294A RU2720195C2 (en) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | Heat-conducting compound |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018129294A RU2018129294A (en) | 2020-02-10 |
RU2018129294A3 RU2018129294A3 (en) | 2020-02-10 |
RU2720195C2 true RU2720195C2 (en) | 2020-04-27 |
Family
ID=69415874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018129294A RU2720195C2 (en) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | Heat-conducting compound |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2720195C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU643978A1 (en) * | 1977-09-08 | 1979-01-25 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Electric insulation composition |
GB2060667A (en) * | 1979-09-14 | 1981-05-07 | Toray Silicone Co | A Silicone Rubber Composition for Drive Shaft Seals |
SU1078470A1 (en) * | 1982-08-17 | 1984-03-07 | Предприятие П/Я А-1120 | Electrical insulating compound |
RU2123021C1 (en) * | 1995-06-22 | 1998-12-10 | Акционерное общество закрытого типа "Дельтапласт" | Electroinsulating impregnating compound and method of making electroinsulating material |
CA2396949A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Silu Verwaltung Ag | Single-component sealant based on a vinyl polymer dispersion |
RU2003106692A (en) * | 2003-03-11 | 2004-10-10 | ОАО "НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова" | COMPOSITION FOR SEALING ELECTRICAL CONNECTORS |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229493C1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-05-27 | ОАО "НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова" | Electric connector sealing composition |
-
2018
- 2018-08-09 RU RU2018129294A patent/RU2720195C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU643978A1 (en) * | 1977-09-08 | 1979-01-25 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Electric insulation composition |
GB2060667A (en) * | 1979-09-14 | 1981-05-07 | Toray Silicone Co | A Silicone Rubber Composition for Drive Shaft Seals |
SU1078470A1 (en) * | 1982-08-17 | 1984-03-07 | Предприятие П/Я А-1120 | Electrical insulating compound |
RU2123021C1 (en) * | 1995-06-22 | 1998-12-10 | Акционерное общество закрытого типа "Дельтапласт" | Electroinsulating impregnating compound and method of making electroinsulating material |
CA2396949A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Silu Verwaltung Ag | Single-component sealant based on a vinyl polymer dispersion |
RU2003106692A (en) * | 2003-03-11 | 2004-10-10 | ОАО "НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова" | COMPOSITION FOR SEALING ELECTRICAL CONNECTORS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018129294A (en) | 2020-02-10 |
RU2018129294A3 (en) | 2020-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI683859B (en) | Thermally conductive polysiloxane composition and hardened material and composite sheet | |
TWI767007B (en) | Thermally conductive polyorganosiloxane composition | |
CN107001802B (en) | One-pack addition-curable silicone composition, method for storing same, and method for curing same | |
WO2018016566A1 (en) | Thermally conductive polysiloxane composition | |
KR20210098991A (en) | Cured product of thermally conductive silicone composition | |
RU2645533C1 (en) | Heat-conductive sealant | |
JP2013053218A (en) | Thermosetting resin composition and resin composition for sealing semiconductor | |
CN110317562B (en) | Organic silicon modified epoxy pouring sealant | |
CN104788911A (en) | Epoxy resin composite material, preparation method and application | |
WO2021109730A1 (en) | Two-component organosilicon potting sealant and application method therefor | |
JP2012162664A (en) | Thermosetting resin composition and resin composition for sealing semiconductor | |
JP7292941B2 (en) | Aluminum nitride composite filler | |
CN112105687B (en) | Controlled curing thermally conductive gap filling material | |
RU2720194C2 (en) | Composite heat-conducting material | |
RU2720195C2 (en) | Heat-conducting compound | |
JP2012224684A (en) | Thermosetting resin composition and resin composition for sealing semiconductor | |
RU2651178C1 (en) | Thermal conducting component for sealing | |
RU2610074C2 (en) | Composite material | |
JPH06505529A (en) | Resin compositions, especially casting resins | |
JP7320603B2 (en) | Highly conductive additive to reduce sedimentation | |
JP7010381B2 (en) | Silicone composition and its manufacturing method | |
JP6957864B2 (en) | Thermally conductive silicone composition and its cured product, electronic device and its manufacturing method | |
KR101864505B1 (en) | Silicone composition having excellent heat-radiating function | |
RU2761621C1 (en) | Composition of heat-conducting sealing material | |
RU2748798C1 (en) | Composite polymer material for sealing radio-electronic products |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200810 |