TW202231785A - 可交聯的導熱矽酮組合物、及其製備方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
一種可交聯的導熱矽酮組合物(Y)及其製備和用途,該可交聯的導熱矽酮組合物(Y)包含:
5至50體積%的可交聯矽酮組合物(S);以及
50至95體積%的至少一種導熱填料(Z),其具有至少5 W/mK的熱導率,條件是
可交聯的導熱矽酮組合物(Y)具有至少0.6 W/mK的熱導率,以及
作為導熱填料(Z)存在的至少20體積%的金屬矽顆粒滿足以下特徵:
a)它們的中位數直徑x50在30至150微米範圍內;
b)它們主要為圓形的,且特徵在於寬度/長度比(縱橫比w/l)為至少0.76;
c)它們的分佈範圍SPAN((x90-x10)/x50)為至少0.40;
d)它們含有最多1.5重量%的小於2微米的矽顆粒。
Description
本發明係關於導熱矽酮組合物、及其製備和用途。
導熱矽酮組合物廣泛用於汽車和電子產業中的熱管理。重要的呈現形式的實例包括導熱黏合劑、導熱墊、間隙填充物及封裝化合物。在所提及的應用中,電動車輛的鋰離子電池的間隙填充物是迄今為止體積方面的最大程度的應用。間隙填充物是導熱彈性體,其完全且可持續地填充由製造容許量(manufacture tolerance)、構建高度差異或不同的膨脹係數引起的空氣間隙,並最大限度地減少熱阻,例如電子元件與冷卻護套或散熱片之間的熱阻。
先前技術包括添加到矽酮中以增加其熱導率的不同導熱填料。然而,這些具有嚴重的缺點。陶瓷填料,例如氧化鋁,具有非常高的密度,因此非常顯著地增加了部件的重量。此外,它們相對昂貴。金屬填料,例如鋁粉或銀粉,是導電的,這對於許多應用而言是不可接受的。另外,許多金屬和合金相對昂貴。
許多其他的高熱導率填料,例如碳奈米管、氮化硼及氮化鋁,由於其相對高的成本,也僅可以有限程度的使用,或以少量使用或用於特定應用。
先前技術包括各種含有矽顆粒作為導熱填料的導熱矽酮組合物。這些相對輕且便宜。此外,作為半導體的矽具有極低的導電率。然而,根據先前技術的矽顆粒不適合用作電動車輛的鋰離子電池的間隙填充物:
先前技術中使用的Si顆粒通常是藉由研磨方法獲得。缺點是此類顆粒具有高表面積並結合非常大量的聚合物。這非常顯著地增加了矽酮組合物的黏度。能夠僅生產具有相對低填充水準及低熱導率的混合物。在較高填充水準的情況下,組合物變得非常堅硬且不能再藉由例如分配器(dispenser)之傳統方法來加工。還發現含有經研磨的矽顆粒的矽酮組合物具有相對高的可燃性。
使用小於20微米的矽顆粒是不利的,因為這種小顆粒具有相對低的最小點火能量,因此存在粉塵爆炸危險,且在工業加工中需要複雜且昂貴的安全預防措施。
JP2019131669A2教導使用尺寸為0.1至200微米並具有電絕緣塗層的金屬矽顆粒作為用於無矽氧烷有機樹脂的導熱填料。顆粒可以藉由熱分解或熔化或研磨方法製備,或由拋光或研磨方法獲得。在單獨的製程步驟中為顆粒提供電絕緣塗層。在實施例中,JP2019131669A2揭露含有至多65體積%的平均粒徑為32微米且熱導率為至多7 W/mK的經研磨Si顆粒的有機樹脂。缺點是使用具有相對高可燃性的經研磨顆粒。所揭露的硫化橡膠是非彈性的,因此不適合用作鋰離子電池中的間隙填充物。
US2016122611教導含有小於30微米,更佳2至8微米的導熱填料以及碳黑的導電且導熱矽酮彈性體。導熱填料可以是矽粉。實施例中揭露的是含有至多60重量%的平均粒徑為5微米的經研磨Si顆粒或者至多46重量%的平均粒徑為40微米的經研磨Si顆粒的組合物。該組合物的熱導率高達1.0 W/mK。缺點是使用具有相對高可燃性且僅允許具有相對低填充水準和低熱導率的組合物的研磨顆粒。
US2007135555教導熱交聯的導熱矽酮組合物,該組合物包含藉由熔融方法生產的球形金屬Si顆粒或經研磨的金屬Si顆粒,每個顆粒具有至多100微米,更佳2至25微米的平均粒徑。實施例中揭露的是含有至多71重量%的平均粒徑為12微米的經研磨Si顆粒或者至多71重量%的平均粒徑為5微米的球形Si顆粒(各自與例如Fe
2O
3或Al
2O
3的氧化填料組合)的組合物。該組合物的熱導率高達1.2 W/mK。缺點是使用相對高度可燃且僅允許具有相對低填充水準和低熱導率的組合物的非常小的Si顆粒。
US2007117920教導包含平均粒徑為2至100微米,更佳2至25微米的球形或經研磨的金屬Si顆粒的熱交聯導熱矽酮組合物。實施例中揭露的是含有至多67重量%的平均粒徑為5至12微米的經研磨Si顆粒作為唯一的填料或者與Al
2O
3組合的組合物。混合物的黏度在高達1.0 W/mK的熱導率下為在30000至260000毫帕•秒(mPa•s)的範圍內。缺點是使用相對高度可燃且僅允許具有相對高的黏度、低填充水準和低熱導率的組合物的非常小的Si顆粒。
US2001051673教導熱交聯的導熱矽酮彈性體組合物,其包含平均粒徑為0.1至350微米的片狀顆粒或平均粒徑為0.1至50微米,較佳0.5至20微米的圓形顆粒,這些顆粒由磁性含矽的Fe-Si合金組成,較佳為片狀。實施例中揭露的是含有30體積%的球形Fe-Si顆粒以及40體積%的Al
2O
3顆粒的組合物,該球形Fe-Si顆粒由97重量%的Fe和3重量%的Si組成,具有8微米的平均粒徑。熱導率為4.0 W/mK。缺點是使用具有非常高鐵含量的非常小的Fe-Si顆粒。結果,顆粒是導電的,具有相對高的密度且是相對高度可燃的。另一個缺點是使用大量的Al
2O
3,這意味著組合物的密度非常高。
US4292223教導含有平均粒徑為40至300微米的金屬顆粒(例如矽,較佳為合金)的可交聯導熱矽酮彈性體組合物。顆粒可以是球形或不規則形狀,具有高達8的長寬比(對應於根據ISO 9276-6的不小於0.125的縱橫比(w/l))。這導致對可能的顆粒形式的非常廣泛的定義,因為顆粒可以是球形的,對應於1的長寬比,或者是棒狀的,其中長度可能比寬度大8倍。所揭露的是含有28重量%的平均粒徑為44微米的經研磨Si顆粒的組合物,但沒有揭露w/l比。缺點是使用相對高度易燃的經研磨顆粒。此外,經研磨顆粒具有相對高的表面積,因此含有經研磨顆粒的組合物具有相對高的黏度且難以加工。交聯材料具有低的可撓性且易碎。
US2006228542描述包含二種不同尺寸的導熱填料的導熱彈性體。彈性體尤其可以是矽酮。第一導熱填料由電絕緣且導熱的陶瓷形成。作為合適的陶瓷材料的幾個例子之一,錯誤地列出了「矽酮」而不是「二氧化矽」。但是本領域技術人員在閱讀該揭露內容時完全清楚實際指的是二氧化矽陶瓷,因為矽金屬不是陶瓷,而熔融二氧化矽陶瓷(即SiO
2陶瓷)是眾所周知的。第一導熱填料另外具有單峰分佈和至少20微米的平均粒徑。揭露了第一填料顆粒為圓球形或球形,且也可以是中空的。它具有30至95微米的較佳平均粒徑,標準差為15至40微米。這是對可能分佈範圍的非常不具體的定義,因此顆粒可能具有非常窄或非常寬的分佈。
這藉由以下觀察以例示的方式示出:40微米的標準差與30微米的平均粒徑對應於非常寬的晶粒尺寸分佈,而15微米的標準差與95微米的平均粒徑對應於非常窄的粒徑分佈。US2006228542中沒有關於填料晶粒尺寸分佈的標準差對彈性體特性的影響的教導。
因此,本發明的一個目的是提供不顯示先前技術的上述缺點,且結合了低密度、低成本及高熱導率之特性的導熱矽酮彈性體組合物。
該目的係藉由本發明的可交聯導熱矽酮組合物(Y)實現,該組合物含有主要為圓形形式的平均粒徑為30至150微米的相對大Si顆粒,且其同時具有特別大或寬的顆粒分佈範圍。完全令人驚訝的是,在實驗中發現這些本發明的矽酮組合物(Y)具有明顯降低的可燃性。
在本發明的上下文中,「主要為圓形」形式的Si顆粒被理解為是指具有光滑表面的球形至橢圓形者。它們也可以稱為馬鈴薯狀。圖1以例示的方式示出本發明主要為圓形形狀的這些Si顆粒。非本發明的Si顆粒形狀由圖2以「濺射」顆粒示出,由圖3以「結節狀」顆粒示出,且由圖4以「有角」和「尖銳」顆粒示出。因此,本發明的金屬Si顆粒不是濺射的、結節狀的、有角的或尖銳的。但它們可能含有雜質程度的此類顆粒,而不會破壞它們的發明效果。
根據圖1至圖4的Si顆粒的特性另外顯示在下表中。
圖 | X50(微米) | w/l | SPHT | |
1 | 98 | 0.84 | 0.87 | 本發明 |
2 | 38 | 0.68 | 0.70 | 非本發明 |
3 | 73 | 0.67 | 0.72 | 非本發明 |
4 | 37 | 0.67 | 0.76 | 非本發明 |
本發明提供一種可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其包含:
5至50體積%的可交聯矽酮組合物(S);以及
50至95體積%的至少一種導熱填料(Z),其具有至少5 W/mK的熱導率,條件是
可交聯的導熱矽酮組合物(Y)具有至少0.6 W/mK的熱導率,以及
作為導熱填料(Z)存在的至少20體積%的金屬矽顆粒滿足以下特徵:
a)它們的中位數直徑x50在30至150微米範圍內;
b)它們主要為圓形的,且特徵在於寬度/長度比(縱橫比w/l)為至少0.76;
c)它們的分佈範圍SPAN ((x90-x10)/x50)為至少0.40;
d)它們含有至多1.5重量%的小於2微米的矽顆粒。
在本發明的上下文中,術語「導熱的」和「熱導的」是等同的。
本發明上下文中的導熱填料(Z)被理解為是指具有至少5 W/mK的熱導率的任何填料。
本發明上下文中的導熱矽酮組合物(Y)被理解為是指明顯超過不含填料和添加劑的聚二甲基矽氧烷的熱導率,通常為約0.2 W/mK的矽酮組合物,其特徵在於它們具有至少0.6 W/mK的熱導率。
在本發明的上下文中,描述粒徑(參數:中位數直徑x50)、粒徑分佈(參數:標準差σ和分佈範圍SPAN)或顆粒形狀(參數:縱橫比w/l和球度SPHT)的所有參數是基於體積的分佈。所提及的指數可以例如藉由根據ISO 13322-2和ISO 9276-6的動態圖像分析來確定,例如使用來自Retsch Technology的Camsizer X2。
本領域技術人員理解,標準差不是標準化的,且僅當比較樣品的平均粒徑大致相同時,它才是評估不同樣品的粒徑分佈的可行特徵。因此,為了描述本發明上下文中粒徑分佈的相對寬度,使用由中位數粒徑x50加權的粒徑分佈範圍,無因次分佈範圍SPAN定義為:
SPAN = (x90 - x10) / x50。
縱橫比用作描述顆粒形狀的指數。較早的先前技術經常以長寬比(l/w)來描述縱橫比。這導致不小於1的值。在最近的文獻中,例如根據ISO 9276-6,縱橫比是由寬度與長度的倒數比(w/l)計算出的。這導致不超過1的值。這二個指數可經由形成倒數來相互轉換。在本發明的上下文中,縱橫比定義為顆粒的寬度與長度的比值(w/l)。此處的顆粒寬度由x
c min給出,它是在顆粒投影中測量的所有最大弦(chord)中的最小值,且顆粒長度由x
Fe max給出,它是在顆粒中測量的所有Feret直徑中最長的Feret直徑。更多詳細資訊可參見例如「Operating Instructions / Manual Particle Size Analysis System CAMSIZER®」,Retsch Technology GmbH,42781 Haan;Doc. No. CAMSIZER V0115。這導致以下縱橫比公式:
w/l = x
c min/ x
Fe max
球度SPHT是根據以下公式由被分析的顆粒的投影面積A相對於投影顆粒的具有相同周長P的圓的面積計算出的(更詳細的資訊可參見例如「Operating Instructions / Manual Particle Size Analysis System CAMSIZER®」,Retsch Technology GmbH,42781 Haan;Doc. No. CAMSIZER V0115):
SPHT = 4πA / P
2根據ISO 9276-6,指數SPHT對應於圓度C的平方。
為了不使本發明的說明書頁數過多,以下僅詳細說明各個特徵的較佳實施態樣。然而,專業讀者將明確地理解這種揭露方式,使得不同偏好水準的任何組合也被明確地揭露和明確地期望。
可交聯矽酮組合物(
S
)
作為可交聯矽酮組合物(S),可以使用本領域技術人員從先前技術中已知的矽酮,諸如加成交聯、過氧化物交聯、縮合交聯或輻射交聯的矽酮組合物(S)。較佳使用加成交聯或過氧化物交聯的矽酮組合物(S)。
過氧化物交聯的矽酮組合物(S)早已為本領域技術人員所知。在最簡單的情況下,它們包含至少一種每分子具有至少2個如甲基或乙烯基之可交聯基團的有機聚矽氧烷,以及至少一種合適的有機過氧化物催化劑。如果根據本發明的組合物藉由自由基進行交聯,則使用的交聯劑是用作自由基之來源的有機過氧化物。有機過氧化物的實例是醯基過氧化物,諸如過氧化二苯甲醯、過氧化雙(4-氯苯甲醯)、過氧化雙(2,4-二氯苯甲醯)、及過氧化雙(4-甲基苯甲醯);烷基過氧化物及芳基過氧化物,諸如二-三級丁基過氧化物、2,5-雙(三級丁基過氧基)-2,5-二甲基己烷、過氧化二異丙苯、及1,3-雙(三級丁基過氧異丙基)苯;過縮酮(perketal),諸如1,1-雙(三級丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷;過酸酯(perester),諸如過氧化二碳酸二乙醯酯、過苯甲酸三級丁酯、過氧化異丙基碳酸三級丁酯、過氧化異壬酸三級丁酯、過氧化二碳酸二環己酯、及2,5-二甲基己烷2,5-二過苯甲酸酯。
可以使用一種有機過氧化物;也可以使用至少二種不同有機過氧化物的混合物。
特別較佳為使用加成交聯矽酮組合物(S)。
根據本發明使用的加成交聯矽酮組合物(S)在先前技術中是已知的,且在最簡單的情況下含有:
(A)至少一種具有帶有脂族碳-碳多鍵的基團的直鏈化合物,
(B)至少一種具有Si鍵合氫原子的直鏈有機聚矽氧烷,
或者,代替(A)和(B),
(C)至少一種直鏈有機聚矽氧烷,其具有帶有脂族碳-碳多鍵的SiC-鍵合基團和Si-鍵合氫原子,以及
(D)至少一種氫化矽烷化催化劑。
加成交聯矽酮組合物(S)可以是單組分矽酮組合物或雙組分矽酮組合物。
在雙組分矽酮組合物(S)中,根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)的二種組分可包含任何組合的所有成分,通常條件是一種組分不同時含有具有脂族多鍵的矽氧烷、具有Si鍵合氫的矽氧烷及催化劑,即實質上不同時含有成分(A)、(B)及(D),或(C)及(D)。
眾所周知,選擇在根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)中使用的化合物(A)及(B)或(C),使得交聯是可能的。例如,化合物(A)具有至少二個脂族不飽和基團以及(B)至少具有三個Si鍵合氫原子,或者化合物(A)具有至少三個脂族不飽和基團以及矽氧烷(B)具有至少二個Si鍵合氫原子,或者,使用具有上述比例的脂族不飽和基團及Si鍵合氫原子的矽氧烷(C) ,而不是化合物(A)及(B)。具有脂族不飽和基團及Si鍵合氫原子的上述比例的(A)及(B)及(C)的混合物也是可行的。
根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)通常含有30至99.0重量%,較佳40至95重量%,更佳50至90重量%的(A)。根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)通常含有1至70重量%,較佳3至50重量%,更佳8至40重量%的(B)。如果根據本發明的加成交聯矽酮組合物包含組分(C),則存在基於根據本發明的加成交聯組合物(S)的總量通常為至少30重量%,較佳至少45重量%,更佳至少58重量%的(C)。
根據本發明使用的化合物(A)可包含具有較佳至少二個脂族不飽和基團的無矽有機化合物,以及具有較佳至少二個脂族不飽和基團的有機矽化合物,或其混合物。
無矽有機化合物(A)的實例是1,3,5-三乙烯基環己烷、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、7-甲基-3-亞甲基-1,6-辛二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、1,5-己二烯、1,7-辛二烯、4,7-亞甲基-4,7,8,9-四氫茚、甲基環戊二烯、5-乙烯基-2-降莰烯、雙環[2.2.1]七-2,5-二烯, 1,3-二異丙烯基苯、含乙烯基的聚丁二烯、1,4-二乙烯基環己烷、1,3,5-三烯丙基苯、1,3,5-三乙烯基苯、1,2,4-三乙烯基環己烷、1,3,5-三異丙烯基苯、1,4-二乙烯基苯、3-甲基-1,5-庚二烯、3-苯基-1,5-己二烯、3-乙烯基-1,5-己二烯及4,5-二甲基-4,5-二乙基-1,7-辛二烯、N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺、1,1,1-三(羥甲基)丙烷三丙烯酸酯、1,1,1-三(羥甲基)丙烷三甲基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二烯丙基醚、二烯丙基胺、二烯丙基碳酸酯、N,N'-二烯丙基脲、三烯丙基胺、三(2-甲基烯丙基)胺、2,4,6-三烯丙基氧基-1,3,5-三嗪、三烯丙基-均-三嗪-2,4,6 (1H,3H,5H)-三酮、丙二酸二烯丙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、及聚(丙二醇)甲基丙烯酸酯。
根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)較佳含有至少一種脂族不飽和有機矽化合物作為成分(A),可以使用迄今為止在加成交聯組合物中使用的任何脂族不飽和有機矽化合物,例如具有脲鏈段的矽酮嵌段共聚物、具有醯胺鏈段及/或醯亞胺鏈段及/或酯醯胺鏈段及/或聚苯乙烯鏈段及/或矽伸芳基鏈段及/或碳硼烷鏈段的矽酮嵌段共聚物、以及具有醚基的矽酮接枝共聚物。
所使用的具有帶有脂族碳-碳多鍵的SiC鍵合基團的有機矽化合物(A)較佳為由通式(I)的單元組成的直鏈或支鏈有機聚矽氧烷
R
4 aR
5 bSiO
(4-a-b)/2(I)
其中
R
4 獨立為相同或不同且是不含脂族碳-碳多鍵的有機或無機基團,
R
5 獨立為相同或不同且是具有至少一個脂族碳-碳多鍵的單價、經取代或未經取代的SiC鍵合烴基,
a為0、1、2或3;以及
b為0、1或2,
條件是a + b的總和不超過3且每個分子至少有2個R
5自由基。
R
4基團可以是單價或多價基團,其中例如二價、三價或四價基團的多價基團然後可以將例如二個、三個或四個的多個式(I)的矽烷氧基單元彼此連接。
R
4的其他實例是單價基團-F、-Cl、-Br、OR
6、-CN、-SCN、-NCO、及SiC鍵合的經取代或未經取代的烴基(其可以被氧原子或-C(O)-基團中斷),以及在根據式(I)的任一端進行Si鍵合的二價基團。如果R
4基團包含SiC鍵合的經取代烴基,則較佳的取代基是鹵素原子、含磷基團、氰基、-OR
6、-NR
6-、-NR
6 2、-NR
6-C(O)-NR
6 2、-C(O)-NR
6 2、-C(O)R
6、-C(O)OR
6、-SO
2-Ph、及-C
6F
5。此處的R
6獨立為相同或不同且是氫原子或具有1至20個碳原子的單價烴基,且Ph是苯基。
基團R
4的實例是烷基,諸如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、新戊基、三級戊基、諸如正己基之己基、諸如正庚基之庚基、諸如正辛基、異辛基之辛基及2,2,4-三甲基戊基之辛基、諸如正壬基之壬基、諸如正癸基之癸基、諸如正十二烷基之十二烷基、及諸如正十八烷基之十八烷基;環烷基,諸如環戊基、環己基、環庚基、及甲基環己基;芳基,諸如苯基、萘基、蒽基、及菲基;烷芳基,諸如鄰-、間-、對-甲苯基、二甲苯基、及乙基苯基;以及芳烷基,諸如苄基、α-及β-苯乙基。
經取代的R
4基團的實例是鹵烷基,諸如3,3,3-三氟-正丙基、2,2,2,2’,2’,2’-六氟異丙基、七氟異丙基;鹵芳基,諸如鄰-、間-、及對-氯苯基、-(CH
2)-N(R
6)C(O)NR
6 2、-(CH
2)
o-C(O)NR
6 2、-(CH
2)
o-C(O)R
6、-(CH
2)
o-C(O)OR
6、-(CH
2)
o-C(O)NR
6 2、-(CH
2)-C(O)-(CH
2)
pC(O)CH
3、-(CH
2)-O-CO-R
6、-(CH
2)-NR
6-(CH
2)
p-NR
6 2、-(CH
2)
o-O-(CH
2)
pCH(OH)CH
2OH、-(CH
2)
o(OCH
2CH
2)
pOR
6、-(CH
2)
o-SO
2-Ph、及-(CH
2)
o-O-C
6F
5,其中R
6和Ph符合上述定義,o和p是0到10之間相同或不同的整數。
R
4作為在根據式(I)的任一端進行Si鍵合的二價基團的實例是衍生自以上針對R
4基團給出的單價實例者,其中經由氫原子取代存在一額外鍵;這種基團的實例是-(CH
2)-、-CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2-、-CH(CH
3)-CH
2-、-C
6H
4-、-CH(Ph)-CH
2-、-C(CF
3)
2-、-(CH
2)
o-C
6H
4-(CH
2)
o-、-(CH
2)
o-C
6H
4-C
6H
4-(CH
2)
o-、-(CH
2O)
p,、(CH
2CH
2O)
o、及-(CH
2)
o-O
x-C
6H
4-SO
2-C
6H
4-O
x-(CH
2)
o-,其中x為 0或1,且Ph、o和p具有上文給出的定義。
R
4基團較佳為不含脂族碳-碳多鍵且具有1至18個碳原子的單價SiC鍵合的視需要經取代的烴基,更佳為不含脂族碳-碳多鍵並具有1至6個碳原子的單價SiC-鍵合烴基,尤其是甲基或苯基。
R
5基團可以是任何可與SiH-官能化合物發生加成反應(氫化矽烷化)的基團。
如果R
5基團包含SiC鍵合的經取代烴基,則較佳的取代基是鹵素原子、氰基及-OR
6,其中R
6具有前文給出的定義。
R
5基團較佳包含具有2至16個碳原子的烯基及炔基,諸如乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、5-己烯基、乙炔基、丁二烯基、己二烯基、環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基、乙烯基環己基乙基、二乙烯基環己基乙基、降莰烯基、乙烯基苯基、及苯乙烯基,特別較佳係使用乙烯基、烯丙基、及己烯基。
成分(A)的分子量可以在很寬的限度內變化,例如在10
2與10
6公克/莫耳之間。例如,成分(A)可以是相對低分子量的烯基官能寡聚矽氧烷,例如1,2-二乙烯基四甲基二矽氧烷,但也可以是在鏈或末端位置具有Si鍵合乙烯基的高聚合聚二甲基矽氧烷,例如具有10
5公克/莫耳的分子量(藉由NMR測定的數均分子量)的高聚合聚二甲基矽氧烷。形成成分(A)的分子的結構也不是固定的;更具體地,大分子(即寡聚或聚合)的矽氧烷的結構可以是直鏈、環狀、支鏈、或樹脂狀及網路狀。直鏈和環狀聚矽氧烷較佳由式R
4 3SiO
1/2、R
5R
4 2SiO
1/2、R
5R
4SiO
1/2、及R
4 2SiO
2/2的單元組成,其中R
4和R
5具有前文給出的定義。支鏈和網狀聚矽氧烷另外包含三官能及/或四官能單元,較佳為式R
4SiO
3/2、R
5SiO
3/2、及SiO
4/2者。當然也可以使用滿足成分(A)之標準的不同矽氧烷的混合物。
作為組分(A),特別佳的是使用在25℃下的每種情況下黏度為10至100000毫帕•秒、更佳15至20000毫帕•秒、特別佳20至2000毫帕•秒的乙烯基官能、實質上直鏈的聚二有機矽氧烷。
作為有機矽化合物(B),可以使用迄今為止也已在可加成交聯組合物中使用的任何氫官能有機矽化合物。
使用的具有Si鍵合氫原子的有機聚矽氧烷(B)較佳為由通式(III)的單元組成的直鏈、環狀或支鏈有機聚矽氧烷
R
4 cH
dSiO
(4-c-d)/2(III)
其中
R
4 具有前文給出的定義,
c為0、1、2或3,以及
d為0、1或2,
條件是c + d的總和不超過3且每個分子至少有二個Si鍵合氫原子。較佳存在至少一種每分子具有至少三個、更佳至少四個Si鍵合氫原子的有機聚矽氧烷(B)。
基於有機聚矽氧烷(B)的總重量,根據本發明使用的有機聚矽氧烷(B)較佳含有在0.01至1.7重量百分數(重量%)範圍內,較佳在0.02至0.8重量%範圍內,更佳在0.03至0.3重量%範圍內的Si鍵合氫。
成分(B)的分子量可類似地在很寬的限度內變化,例如在10
2與10
6公克/莫耳之間。例如,成分(B)可以是相對低分子量的SiH-官能寡聚矽氧烷,例如四甲基二矽氧烷,但也可以是在鏈或末端位置具有SiH基團的高分子聚二甲基矽氧烷或具有SiH基團的矽酮樹脂。
形成成分(B)的分子的結構也不是固定的;更具體地,大分子(即寡聚或聚合)的含SiH的矽氧烷的結構可以是直鏈、環狀、支鏈或樹脂狀、及網路狀。直鏈及環狀聚矽氧烷(B)較佳由式R
4 3SiO
1/2、HR
4 2SiO
1/2、HR
4SiO
2/2、及R
4 2SiO
2/2的單元組成,其中R
4具有前文給出的定義。支鏈及網狀聚矽氧烷另外包含三官能及/或四官能單元,較佳為式R
4SiO
3/2、HSiO
3/2、及SiO
4/2者,其中R
4具有前文給出的定義。
當然也可以使用滿足成分(B)標準的不同矽氧烷的混合物。特別較佳係使用低分子量SiH-官能化合物,諸如四(二甲基矽烷氧基)矽烷及四甲基環四矽氧烷,以及較高分子量的含SiH矽氧烷,諸如聚(氫甲基)矽氧烷及聚(二甲基氫甲基)矽氧烷,或其中一些甲基已被3,3,3-三氟丙基或苯基取代的類似的含SiH化合物。
作為成分(B),特別較佳的是使用在25℃下的每種情況下黏度在1至100000毫帕•秒的範圍內、較佳在2至1000毫帕•秒的範圍內,更佳在3至750毫帕•秒的範圍內,特別較佳在5至500毫帕•秒的範圍內的含SiH、實質上直鏈的聚(氫甲基)矽氧烷及聚(二甲基氫甲基)矽氧烷。
組分(B)較佳以使得SiH基團與(A)中的脂族不飽和基團的莫耳比為0.1至10,更佳在0.5與5.0之間,特別是在0.5與3之間的量存在於根據本發明的可交聯矽酮組合物(S)中。
在特別較佳的實施態樣中,根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)含有:
- 至少一種,較佳直鏈的有機聚矽氧烷(B),其每個分子具有至少三個,更佳至少四個Si鍵合氫原子,以及同時
- 至少一種在任一端具有Me
2Si-H末端的直鏈聚二甲基矽氧烷(B),
其中基於有機聚矽氧烷(B)的總量,較佳存在至少50重量%的在任一端具有Me
2Si-H末端的直鏈聚二甲基矽氧烷(B)。
根據本發明使用的組分(A)和(B)是商業產品或可藉由標準化學方法製備。
除了組分(A)和(B),根據本發明的矽酮組合物(S)可含有同時含有脂族碳-碳多鍵及Si-鍵合氫原子的有機聚矽氧烷(C)。根據本發明的矽酮組合物(S)還可含有所有三種組分(A)、(B)及(C)。
如果使用矽氧烷(C),則其較佳為由通式(IV)、(V)及(VI)的單元組成者
R
4 fSiO
4/2(IV)
R
4 gR
5SiO
3-g/2(V)
R
4 hHSiO
3-h/2(VI)
其中
R
4 和
R
5 具有前文給出的,
f為0、1、2或3,
g為0、1或2,以及
h為0、1或2,
條件是每個分子至少有2個R
5基團及至少2個Si鍵合氫原子。
有機聚矽氧烷(C)的實例是由SO
4/2、R
4 3SiO
1/2、R
4 2R
5SiO
1/2、及R
4 2HSiO
1/2單元組成者,稱為MP樹脂,其中這些樹脂可另外含有R
4SiO
3/2及R
4 2SiO單元;以及主要由R
4 2R
5SiO
1/2、R
4 2SiO、及R
4HSiO單元(其中R
4和R
5如前文所定義)組成的直鏈有機聚矽氧烷。
有機聚矽氧烷(C)在25℃下的每種情況下較佳具有0.01至500000毫帕•秒,更佳0.1至100000毫帕•秒的平均黏度。有機聚矽氧烷(C)可藉由標準化學方法製備。
作為氫化矽烷化催化劑(D),可以使用先前技術已知的任何熱固化或UV固化催化劑。組分(D)可以是鉑系金屬(例如鉑、銠、釕、鈀、鋨或銥)、有機金屬化合物或其組合。組分(D)的實例是諸如六氯鉑(IV)酸、二氯化鉑、乙醯丙酮鉑的化合物,以及封裝在基質或核/殼型結構中的所述化合物的複合物。有機聚矽氧烷的低分子量鉑複合物包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑的複合物。進一步的實例是鉑-亞磷酸鹽複合物或鉑-膦複合物。對於光固化或UV固化組合物,例如可以使用烷基-鉑複合物,諸如環戊二烯基三甲基鉑(IV)、環辛二烯基二甲基鉑(II)的衍生物,或二酮複合物,例如雙乙醯丙酮鉑(II),以在光的幫助下起始加成反應。這些化合物可以封裝在樹脂基質中。
組分(D)的濃度足以催化組分(A)及(B)及(C)在接觸時的氫化矽烷化反應,以產生本文所述方法中所需的熱量。根據組分的總重量計,組分(D)的量可為介於0.1與1000 ppm之間、0.5與100 ppm之間、或1與25 ppm之間的鉑系金屬。當鉑系金屬的成分低於1 ppm時,固化速率可能低。使用超過100 ppm的鉑系金屬是不經濟的或降低矽酮組合物的儲存穩定性。
加成交聯矽酮組合物(S)可視需要包含迄今為止也已用於生產可加成交聯組合物的所有其它添加劑。可用作根據本發明的加成交聯矽酮組合物(Y)中之組分的未被導熱填料(Z)之定義涵蓋的活性增強填料(E)的實例是具有至少50平方公尺/公克(m
2/g)的BET表面積的發煙(fumed)或沉澱二氧化矽,以及碳黑和活性碳,諸如爐黑和乙炔黑,較佳的是具有至少50平方公尺/公克的BET表面積的發煙和沉澱二氧化矽。
所述二氧化矽填料(E)可以具有親水特性或已經藉由已知方法疏水化。作為表面處理的結果,較佳的填料(E)具有至少0.01重量%至最大20重量%,較佳0.1重量%至10重量%,更佳0.5重量%至6重量%的碳含量。
在根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)中,組分(E)較佳以單一精細分離(finely devided)填料的形式使用或同樣較佳以其二種或更多種的混合物的形式使用。根據本發明的可交聯矽酮組合物(S)中活性增強填料的含量為0重量%至50重量%,較佳0重量%至30重量%,更佳0重量%至10重量%。
可交聯的加成交聯矽酮組合物(S)更佳特徵在於填料(E)已被表面處理。表面處理係藉由先前技術中已知的用於精細分離填料的疏水化的方法來實現。
根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)可包含烷基三烷氧基矽烷(F)作為進一步的添加物以降低其黏度。如果它們存在,則它們較佳以基於矽酮組合物(S)總質量的0.1至8重量%,較佳0.2至6重量%的程度存在,其中烷基可以是具有2至20、較佳8至18個碳原子的飽和或不飽和、直鏈或支鏈的烷基,且烷氧基可以具有1至5個碳原子。烷氧基的實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、及丁氧基,特別較佳的是甲氧基及乙氧基。對於(F)特別較佳的是正辛基三甲氧基矽烷、正十二烷基三甲氧基矽烷、正十六烷基三甲氧基矽烷、及正十八烷基三甲氧基矽烷。
根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S)可視需要含有在每種情況下基於根據本發明的加成交聯矽酮組合物(S),比例為至多70重量%、較佳至多42重量%的其他添加劑作為成分,這些不同於根據本發明的導熱填料(Z)以及添加物(E)和(F)。例如,這些添加物可以是非活性填料、除矽氧烷(A)、(B)及(C)之外的樹脂狀聚有機矽氧烷、非增強填料、殺真菌劑、香料、流變添加劑、腐蝕抑制劑、氧化抑制劑、光穩定劑、阻燃劑、及用於影響電特性的組合物、分散助劑、溶劑、黏合促進劑、顏料、染料、塑化劑、有機聚合物、熱穩定劑等。
導熱填料(
Z
)
根據本發明的可交聯導熱矽酮組合物(Y)包含至少一種熱導率為至少5 W/mK的導熱填料(Z),條件是可交聯導熱矽酮組合物(Y)包含至少20體積%的金屬矽顆粒作為導熱填料(Z),該導熱填料(Z)仍必須滿足至少進一步的具體特徵a)至d),且導熱填料(Z)的總量為至少50體積%。
a)根據本發明的這些金屬矽顆粒(Z)的中位數直徑x50在30至150微米的範圍內,較佳在30至140微米的範圍內,更佳在40至130微米的範圍內,特別較佳在50至125微米的範圍內,尤其是在60至120微米的範圍內。
b)根據本發明的金屬矽顆粒(Z) 主要為圓形且較佳藉由熔融法生產。根據本發明的顆粒的主要圓形形狀的特徵在於寬度/長度比(縱橫比w/l)為至少0.76,較佳至少0.77,更佳至少0.78,尤其是至少0.79。
根據本發明的矽顆粒(Z)較佳具有至少0.75、較佳至少0.76、更佳至少0.78、尤佳至少0.79的球度值SPHT。
在尤佳的實施態樣中,根據本發明的矽顆粒(Z)具有至少0.76的縱橫比且同時具有至少0.75、較佳至少0.76、更佳至少0.78、尤佳至少0.79的球度值SPHT。
c)粒徑分佈範圍(SPAN)定義為SPAN = (x90 - x10) / x50。根據本發明的金屬矽顆粒(Z)的SPAN為至少0.4,較佳至少0.5,更佳至少0.6,尤佳至少0.7。在較佳的實施態樣中,SPAN在0.7與2.5之間,尤其是在0.75與2之間。在此,是否使用具有在根據本發明範圍內的SPAN的單一矽顆粒(Z)部分,或者是否混合二種或更多種矽顆粒部分並因此實現根據本發明矽顆粒(Z)之特徵c)的本發明粒徑分佈範圍是不重要的。如果混合二種或更多種矽顆粒部分,則這可以在與根據本發明的組合物之一或多個組分混合之前進行,或者矽顆粒部分也可以彼此分開地與根據本發明的組合物之一或多個組分混合。此處的添加順序並不重要。較佳地,混合不超過四種矽顆粒部分以實現根據本發明的分佈範圍,較佳混合不超過三種矽顆粒部分以實現根據本發明的分佈範圍,更佳使用不超過二種根據本發明的矽顆粒部分以實現根據本發明的分佈範圍,尤佳僅使用單一的矽粉。
d)本發明的矽顆粒(Z)含有至多1.5重量%,較佳至多1重量%,更佳至多0.5重量%的小於2微米的矽顆粒,在每種情況下均基於矽顆粒的總重量。特別較佳的矽顆粒為實質上不含小於2微米的顆粒部分。
根據本發明的矽顆粒(Z)較佳含有小於20重量%、較佳小於15重量%、更佳小於10重量%的直徑小於或等於20微米的顆粒部分,在每種情況下均基於矽顆粒的總量。
根據本發明的矽顆粒(Z)較佳包含小於15重量%、較佳小於10重量%、更佳小於5重量%的直徑小於或等於10微米的顆粒部分,在每種情況下均基於矽顆粒的總量。
在尤佳的實施態樣中,不特意添加平均直徑小於或等於10微米的矽顆粒。較佳地,不添加小於或等於15微米的矽顆粒。尤佳地,不特意添加平均粒徑小於或等於20微米的矽顆粒。
使用小於20微米的矽顆粒是不利的,因為這種小顆粒具有相對低的最小點火能量,因此存在粉塵爆炸危險,並且在產業加工中需要複雜且昂貴的安全預防措施。此外,含有這種精細分離鋁顆粒的間隙填充物不能實現根據UL94 V-0所要求的防火性能。非常細的矽顆粒或經研磨的矽顆粒的另一個缺點是這種顆粒具有相對高的表面積並結合非常大量的聚合物。這非常顯著地增加矽酮組合物的黏度。只能生產具有相對低填充水準並因此具有低熱導率的混合物。在較高填充水準的情況下,組合物變得非常堅硬且不能再藉由例如分配器的傳統方法來加工。還發現含有經研磨的矽顆粒的矽酮組合物具有相對高的可燃性。
金屬矽具有多種非常有利的特性,以用作導熱填料(Z)。例如,矽顆粒(Z)的異常高的熱導率提高了由此製備的導熱矽酮組合物(Y)的熱導率。矽顆粒(Z)的低密度降低了組合物和由其生產的部件的重量並有助於節省成本。低導電率使得能夠生產電絕緣部件並提高電擊穿電阻。矽顆粒(Z)的低莫氏硬度(Mohs hardness)減少了加工期間的磨損。本領域技術人員將清楚,所提到的優點會隨著矽純度的降低而全部或部分喪失。根據本發明的矽顆粒(Z)的純度以及因此矽含量為至少80%,較佳至少90%,更佳至少95%。
對於本領域技術人員來說還顯而易見的是,金屬矽顆粒在特定條件下是可燃的且粉塵存在爆炸風險。本領域技術人員還意識到與金屬粉末相關的粉塵形成風險、可燃性和爆炸風險隨著粒徑的減小而顯著增加。出於這個原因,低於30微米的非常小的矽顆粒不適用於許多應用,例如作為填料用於鋰離子電池中的間隙填充物。由於低的最小點火能量,此種顆粒處理起來很危險,且在產業加工中需要複雜且昂貴的安全預防措施。還發現,含有低於30微米的非常小的矽顆粒的組合物具有相對高的可燃性,且不符合用於鋰離子電池中的間隙填充物的UL94 V-0可燃性等級。
平均粒徑超過30微米的較大矽顆粒具有相對高的最小點火能量,因此在產業製程中更安全且可更容易加工。然而,發現含有大於30微米的非本發明的經研磨有角矽顆粒的組合物具有相對高的可燃性,且不符合用於鋰離子電池中的間隙填充物的UL94 V-0可燃性等級。
平均粒徑超過150微米的矽顆粒不適用於導熱矽酮組合物的許多應用,因為這種大粒矽顆粒通常不適合於例如必須用間隙填充物填充的細小間隙。此外,發現這種大粒矽顆粒也顯示出相對高的可燃性。
使用球形填料來改善填充聚合物的流動性和可加工性在先前技術中是充分地眾所周知的。然而,僅存在少數先前技術文獻係將球形矽顆粒用於導熱矽酮組合物中。所揭露的組合物僅含有平均粒徑小於25微米的非常小的球形矽顆粒,其缺點已被描述。
完全令人驚訝地發現,當根據本發明的可交聯矽酮組合物(Y)含有以所需的最小量同時滿足特徵a)至d)的根據本發明的金屬矽顆粒時,它們是導熱的且同時具有低可燃性。
根據本發明的可交聯矽酮組合物(Y)含有至少20體積%,較佳至少25體積%,更佳至少30體積%,尤佳至少35體積%的這種金屬矽顆粒(Z)。如果矽酮組合物(Y)包含較少量的金屬矽顆粒(Z),則不再充分提供金屬矽的所需有利效果,例如低密度和高熱導率。
先前技術包括生產具有圓形形狀的精細分離金屬顆粒的各種方法。根據本發明的矽顆粒(Z)較佳由熔融狀態生產,因此它們具有相對光滑的表面且實質上沒有裂縫、銳邊和尖角。以這種方式,它們不同於已轉化為最終形式的傳統經研磨顆粒,例如,藉由破碎、研磨或碾磨者。在此,顆粒是否在第一製程步驟中被冷粉碎(例如藉由研磨),然後藉由以高於熔點加熱(例如藉由在熱區中的熱處理,例如藉由電漿)而轉化為熔融形式,或者是否首先產生矽熔體並然後粉碎(例如藉由霧化(atomizing))是不重要的。根據本發明的矽顆粒較佳藉由噴射或霧化矽熔體然後冷卻而轉化為根據本發明的固體形式。
生產根據本發明的矽顆粒(Z)的合適方法是本領域技術人員已知的且描述於例如「Pulvermetallurgie: Technologien and Werkstoffe [粉末冶金:技術及材料(Powder Metallurgy: Technologies and Materials)], Schatt, Werner, Wieters, Klaus-Peter, Kieback, Bernd, p. 5-48, ISBN 978-3-540-681112-0, E-Book: https://doi.org/10.1007/978-3-540-68112-0_2」中的2.2章節。生產根據本發明的矽顆粒(Z)的較佳方法是惰性氣體霧化(也稱為氣體霧化)、壓水霧化(也稱為液體霧化或水霧化法),或熔體紡絲法(也稱為離心霧化或旋轉霧化)。
所描述的方法允許生產在非常不同的粒徑範圍內的金屬矽顆粒,尤其在從數微米到數毫米的平均粒徑範圍內。金屬矽顆粒也可以非常不同的顆粒形式生產,例如「濺射」,即,非常不規則、橢圓形或球形,並且具有非常可變的粒徑分佈範圍。完全令人驚訝地發現,根據本發明的有利特性,尤其是相對低的可燃性,僅由主要為圓形並同時滿足本發明特徵a)至d)的矽顆粒表現出。
根據本發明的金屬矽顆粒(Z)的生產方法應該較佳以如下方式進行:使得顆粒以根據本發明的其主要圓形的形式獲得,因此滿足特徵a)至d)且實質上不含飛濺、結節狀、有角或尖銳的顆粒。固化的顆粒可以在隨後的製程步驟中藉由標準方法(例如藉由篩選分類或藉由過篩)按尺寸分離。在這些方法中,能夠分離黏聚物和結合的顆粒,但實質上沒有顆粒被破壞。「主要為圓形」和「實質上不含」的意思是在根據本發明的顆粒(Z)中的 「雜質」的範圍內允許此類顆粒的存在並且不破壞它們的發明效果。
除了這些金屬矽顆粒(Z)之外,根據本發明的可交聯矽酮組合物(Y)還可包含熱導率大於5 W/mK的其他導熱填料(Z)。這種其他導熱填料(Z)的實例是氧化鎂、金屬鋁粉、金屬銀粉、氧化鋅、氮化硼、碳化矽、氮化鋁、氫氧化鋁、氧化鋁、石墨等。較佳的其他填料是鋁粉、氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鋅及氧化鋁。特別較佳的填料是氫氧化鋁及氧化鋁,其中氫氧化鋁是特別較佳的。所述其他填料的形狀基本上不受限制。例如,顆粒可以是球形、橢圓形、針狀、管狀、片狀、纖維狀或不規則形狀。它們較佳為球形、橢圓形或不規則形狀。所述其他導熱填料(Z)的平均直徑較佳在0.01至150微米的範圍內,較佳在0.1至100微米的範圍內,更佳在0.2至80微米的範圍內,尤其是在0.4至60微米的範圍內。
具有非常高密度的填料在使用中是不利的,例如在飛機和電動車輛中,因為它們非常顯著地增加部件的重量。其他導熱填料(Z)較佳具有不超過6.0公斤/立方公尺(kg/m
3),較佳不超過4.5公斤/立方公尺,更佳不超過3.0公斤/立方公尺的密度。
在許多應用中,導熱組合物的導電性是不期望的,因為這會導致例如短路。根據本發明的組合物(Y)較佳僅含有比電阻為至少1歐姆•平方毫米/公尺(Ω•mm²/m)的導熱填料(Z)。
根據本發明的較佳可交聯矽酮組合物(Y)含有作為導熱填料(Z)的根據本發明的金屬矽顆粒作為唯一的導熱填料(Z),或者與最多二種其他導熱填料(Z)的組合。至多5%的雜質在此不被視為所述其他填料(Z)。
如果根據本發明的較佳組合物含有根據本發明的金屬矽顆粒(Z)作為唯一的熱導率大於5 W/mK的導熱填料(Z),則較佳添加防止填料沉降的流變改質劑或增稠劑。合適的流變改質劑是本領域技術人員已知的,較佳為發煙二氧化矽,例如組分(E)。
根據本發明的可交聯導熱矽酮組合物(Y)中導熱填料(Z)的總量為50至95體積%,較佳60至90體積%,更佳65至88體積%。如果矽酮組合物(Y)含有更少量的導熱填料(Z),則導熱性不足;如果矽酮組合物(Y)含有更大量的導熱填料(Z),則組合物(Y)將難以加工,因為它具有高黏度甚至是脆的。
根據本發明的未交聯的導熱矽酮組合物(Y)具有至少0.6 W/mK,較佳至少0.8 W/mK,更佳至少1.2 W/mK,尤其是至少1.5 W/mK的熱導率。
根據本發明的未交聯的導熱矽酮組合物(Y)的黏度可以在很寬的範圍內變化並且與應用的要求相匹配。根據本發明的未交聯的導熱矽酮組合物(Y)的黏度較佳藉由來自先前技術的標準方法經由導熱填料(Z)的含量及/或矽酮組合物(S)的組成來調節。這些是本領域技術人員已知的。較佳藉由組分(A)、(B)及(C)的選擇和組合以及視需要添加流變改質劑及/或或活性填料(E) 及/或或烷基三烷氧基矽烷(F)來調節黏度。
在剪切速率D = 10 秒
-1和25°C下的每種情況下,根據本發明的未交聯的導熱矽酮組合物(Y)的動態黏度較佳在100至1000000毫帕•秒的範圍內,較佳在1000至750000毫帕•秒的範圍內,更佳在2000至500000毫帕•秒的範圍內,尤其是不超過250000毫帕•秒。
根據本發明的未交聯的矽酮組合物(Y)的密度小於3.5公斤/立方公尺,較佳小於3.0公斤/立方公尺,更佳小於2.5公斤/立方公尺,尤其是小於2.3公斤/立方公尺。
本發明進一步提供一種藉由混合各個組分來生產根據本發明的可交聯矽酮組合物(Y)的方法。
這些組分可藉由傳統的連續和批式的先前技術方法混合。合適的混合設備是任何已知設備。這些的實例是單軸或雙軸連續混合器、雙輥、Ross混合器、Hobart混合器、牙科混合器、行星式混合器、捏合機及Henschel混合器或類似的混合器。較佳在行星式混合器、捏合機或連續混合器中混合。可交聯矽酮組合物(Y)可視需要在混合過程中加熱,較佳在15至40℃的溫度範圍內混合。較佳的可加成交聯矽酮組合物(S)的製備方法也是本領域技術人員已知的。原則上,可以任何順序添加各組分。例如,組分e)和視需要的g)可預先混合,然後與組分a)及/或b)混合。在此也可以視需要加熱混合物。較佳將a)的至少一部分與烷氧基矽烷g)混合,然後在導熱填料(Z)中混合。所述生產較佳在沒有主動加熱的情況下進行。
根據本發明的可交聯矽酮組合物(Y)可以單組分、雙組分或多組分混合物的形式提供。實例是雙組分可熱固化組合物(Y)或單組分可UV固化組合物(Y)。這同樣早已為本領域技術人員所知。
根據本發明的可交聯矽酮組合物(Y)在流動性、間隙填充特性及層厚度控制方面具有非常好的加工特性,並且可以被精確地施加。
用於固化較佳可藉由氫化矽烷化反應固化的矽酮組合物(Y)的溫度條件不受限制,且通常在20至180℃的範圍內,較佳在20至150°C的範圍內,較佳在20至80°C的範圍內。
本發明進一步提供一種藉由分配(dispensing)或施加,然後交聯/固化可交聯矽酮組合物而獲得的矽酮產品。固化的矽酮產品(例如導熱元件)顯示出優異的導熱性和精確的層厚。
根據本發明的交聯的導熱矽酮組合物(Y)的硬度可以在很寬的範圍內變化並且與應用的要求相匹配。例如,對於作為間隙填充物的應用,較佳使用相對柔軟和可撓的產品,而例如對於作為導熱黏合劑的應用,較佳使用相對硬和堅固的產品。根據本發明的交聯導熱矽酮組合物(Y)的硬度較佳,藉由先前技術的標準方法由矽酮組合物(S)的組成來調節。這些是本領域技術人員已知的。較佳藉由組分(A)、(B)和(C)的選擇和組合以及視需要添加增強填料(E)來調節硬度。
固化的矽酮產品的硬度較佳在蕭氏00法(Shore 00 method)的2至蕭氏A法(Shore A method)的100的範圍內,較佳在蕭氏00法的10至蕭氏A法的85的範圍內。對於作為間隙填充物的應用,根據本發明的交聯導熱矽酮組合物的硬度特別較佳在蕭氏00法的15至蕭氏A法的65的範圍內。
交聯的矽酮產品具有至少0.6 W/mK,較佳至少0.8 W/mK,更佳至少1.2 W/mK,尤其是至少1.5 W/mK的熱導率。
本發明進一步提供可交聯矽酮組合物作為間隙填充物(=導熱元件)、導熱墊、導熱黏合劑和封裝化合物的用途。它們特別適合用作電動車輛的鋰離子電池的間隙填充物。
根據本發明的交聯矽酮產品(Y)的密度小於3.5公斤/立方公尺,較佳小於3.0公斤/立方公尺,更佳小於2.5公斤/立方公尺,尤其是小於2.3公斤/立方公尺。
根據本發明的交聯矽酮產品較佳符合UL94 V-0可燃性等級。
在較佳的實施態樣中,根據本發明的交聯矽酮產品的密度小於2.5公斤/立方公尺,熱導率大於1.8 W/mK,且可燃性滿足UL94 V-0,條件是在剪切速率D = 10秒
-1和25°C下的每種情況下,根據本發明的未交聯矽酮組合物的動態黏度小於500000毫帕•秒,尤其是小於250000毫帕•秒。
在特別較佳的實施態樣中,根據本發明的矽酮產品的密度小於2.3公斤/立方公尺,熱導率大於1.8 W/mK,較佳大於3.0 W/mK,且可燃性滿足UL94 V-0,條件是在剪切速率D = 10秒
-1和25°C下的每種情況下,根據本發明的未交聯矽酮組合物的動態黏度小於500000毫帕•秒,尤其是小於250000毫帕•秒。
測試方法
熱導率
λ
的測量
使用TIM測試儀(Steinbeis Transferzentrum Wärmemanagement in der Elektronik, Lindenstr. 13/1, 72141 Walddorfhäslach, Germany)根據ASTM D5470-12測定熱導率。這藉由恆定熱流測定2個測試圓筒之間的樣品的熱阻。樣品的層厚用於計算有效熱導率。
為了測量,在模板(stencil)的輔助下施加樣品,並手動將量筒縮小至1.9至2.0毫米的厚度,然後去除多餘的材料。在1.8 – 1.6 – 1.4 – 1.2 – 1.0毫米的恆定間隙下測量熱導率。評估是藉由綜合報告位置進行的。在合理性測試(直線測定係數 > 0.998)後,熱導率λ報告為以W/(m*K)為單位的有效熱導率。
動態黏度的測量
根據DIN EN ISO 3219: 1994和DIN 53019,使用Anton Paar MCR 302流變儀,藉由具有以下參數的流動曲線測量動態黏度:測量類型:T/D;溫度:25.0℃;測量元件:PP25;測量間隙:0.50毫米;剪切速率:0.1-10秒
-1;時間:120秒;測量:30。以毫帕•秒為單位報告的黏度是D = 10秒
-1的剪切速率下的內插值。
密度的測量
根據ISO 1183測定未交聯的導熱矽酮組合物的密度,並根據ISO 1184測定交聯的導熱矽酮組合物的密度。
粒徑和顆粒形狀分析
根據ISO 13322-2和ISO 9276-6(分析方法:粉末和顆粒的乾式測量;測量範圍:0.8微米至30毫米;使用「X-Jet」進行壓縮空氣分散;分散壓力 = 0.3巴),使用來自Retsch Technology的Camsizer X2(測量原理:動態圖像分析)來分析粒徑(中位數直徑x50)、粒徑分佈(參數:標準差σ和分佈範圍SPAN)及顆粒形狀(參數:縱橫比w/l和球度SPHT)。評估是基於體積並藉由x
c min模型。
以下實施例描述本發明的基本可實施性,但本發明不限於其中揭露的內容。
在以下實施例中,除非另有說明,否則所有份數和百分比數均基於重量。除非另有說明,否則以下實施例是在周圍大氣壓力(即約1000百帕)下,以及室溫(即約20°C) 下進行或在沒有額外的加熱或冷卻下於室溫下結合反應物所建立的溫度下進行。
實施例
所使用之本發明和非本發明矽粉和矽粉混合物的概述
表1總結實施例中使用的本發明和非本發明矽粉的性質。
本發明實施例1至6使用本發明矽粉,該本發明矽粉係藉由惰性氣體霧化而獲得,因此主要為圓形的,且另外具有根據本發明的相對寬的粒徑分佈。
非本發明比較例V1至V4使用非本發明矽粉,該非本發明矽粉係藉由惰性氣體霧化而獲得,因此主要為圓形的,但具有相對窄的非本發明粒徑分佈且不滿足本發明特徵c)。
非本發明比較例V8使用非本發明矽粉,該非本發明矽粉係藉由惰性氣體霧化而獲得,但具有非常不規則的結節形式,且不滿足本發明特徵b)。
非本發明比較例V5至V7使用非本發明矽粉,該非本發明矽粉具有相對寬的粒徑分佈,但係藉由研磨方法獲得,並因此實質上是有角的,具有銳利邊緣,且不滿足本發明的特徵b)。比較例V7具有3.8重量%的小於2微米的矽顆粒含量,因此另外不滿足特徵d)。
實施例
7
:矽粉混合物
7
(本發明)的製備
用商用RW 28實驗室攪拌器系統(IKA®-Werke GmbH & CO. KG, 79219 Staufen, Germany)將以下成分均勻混合:100公克的來自比較例V2的非本發明矽粉;200公克的來自比較例V3的非本發明矽粉;400公克的x50為105.4微米、SPAN為0.35、w/l為0.83且SPHT為0.92的非本發明矽粉;200公克的x50為133.8微米、SPAN為0.25、w/l為0.82且SPHT為0.94的非本發明矽粉;以及100公克的來自比較例V4的非本發明矽粉。所獲得的是x50為107.8微米、SPAN為0.75、w/l為0.83且SPHT為0.91且滿足本發明特徵a)至d)的本發明矽粉混合物。
比較例
V9
:矽粉混合物
V9
(非本發明)的製備
用商用RW 28實驗室攪拌器系統(IKA®-Werke GmbH & CO. KG, 79219 Staufen, Germany)將300公克的x50為133.8微米、SPAN為0.25、w/l為0.82且SPHT為0.94的非本發明矽粉,以及600公克的來自比較例V4的非本發明矽粉均勻混合。所獲得的是x50為155.1微米、SPAN為0.41、w/l為0.82且SPHT為0.94且不滿足本發明特徵a)的非本發明矽粉混合物。
縮寫:Ex. 實施例
V 比較例
PS 顆粒形狀
r 主要為圓形
e 有角
n 結節狀
I 本發明
NI 非本發明
n.d. 未測得
表1:所使用矽粉的概述
*表示在測量精度範圍內,小於2微米的矽顆粒的含量為0.0重量%。**表示小於2微米的矽顆粒的含量為3.8重量%。
Ex. | x10 (微米) | x50 (微米) | x90 (微米) | SPAN | σ (微米) | SPHT | PS | w/l | 評論 |
特徵a) | 特徵c) | 特徵b) | |||||||
1* | 17.2 | 31.5 | 43.5 | 0.83 | 10 | 0.83 | r | 0.83 | I |
2* | 18.3 | 36.1 | 55.5 | 1.03 | 14 | 0.79 | r | 0.86 | I |
3* | 21.8 | 49.1 | 69 | 0.96 | 38 | 0.79 | r | 0.86 | I |
4* | 29.2 | 66.2 | 95.3 | 1.00 | 25 | 0.82 | r | 0.85 | I |
5* | 55.7 | 82.9 | 125.8 | 0.85 | 53 | 0.86 | r | 0.83 | I |
6* | 100.6 | 136.8 | 169.2 | 0.50 | 55 | 0.94 | r | 0.82 | I |
7* | 72.5 | 107.8 | 152.9 | 0.75 | 32 | 0.91 | r | 0.83 | I |
V1 | 42.9 | 52.1 | 62.5 | 0.38 | 13 | 0.82 | r | 0.85 | NI |
V2 | 61.1 | 68.6 | 74.7 | 0.20 | 13 | 0.84 | r | 0.85 | NI |
V3 | 72.6 | 82.1 | 92.2 | 0.24 | 12 | 0.89 | r | 0.83 | NI |
V4 | 145 | 162.1 | 181.4 | 0.22 | 16 | 0.94 | r | 0.82 | NI |
V5 | 10.8 | 36.9 | 84.9 | 2.01 | 29 | 0.76 | e | 0.67 | NI |
V6 | 20.1 | 95.3 | 187.5 | 1.76 | 65 | 0.78 | e | 0.63 | NI |
V7** | 3.1 | 5.9 | 8.8 | 0.97 | 2 | 0.86 | e | 0.75 | NI |
V8 | 47.0 | 72.6 | 116.1 | 0.95 | 35 | 0.72 | n | 0.67 | NI |
V9 | 126.3 | 155.1 | 180.1 | 0.41 | 21 | 0.94 | r | 0.82 | NI |
用於製備交聯的、導熱的、含矽粉的矽酮成型體的一般方法
1
(
GM1
)(本發明實施例
8
至
14
和非本發明實施例
V10
至
V22
)
步驟1:製備可加成交聯的、導熱的、含矽粉的矽酮組合物
藉由SpeedMixer DAC 400 FVZ(Hauschild & Co KG, Waterkamp 1, 59075 Hamm, Germany)將24.5公克的黏度為1000毫帕•秒的乙烯基二甲基矽烷氧基封端的聚二甲基矽酮、16.3公克的黏度為1000毫帕•秒的氫化二甲基矽烷氧基封端的聚二甲基矽氧烷、1.0公克的由二甲基矽烷氧基單元及甲基氫化矽烷氧基單元及三甲基矽烷氧基單元組成並具有200毫帕•秒的黏度和0.18重量%的Si鍵合氫含量的共聚物以2350 rpm均化25秒。此後,在每種情況下以根據表2的比例添加矽粉並藉由SpeedMixer以2350 rpm混合25秒。用抹刀攪拌含矽顆粒的矽酮組合物以混入來自容器邊緣的矽粉殘餘物。接下來藉由SpeedMixer以2350 rpm再均化25秒並冷卻至室溫。
對於交聯,添加4.18公克的ELASTOSIL® CAT PT(購自Wacker Chemie AG, Hanns-Seidel-Platz 4, 81737 Munich, Germany),對應於1份催化劑溶液與10份矽酮組合物的混合比,而不計算導熱填料(Z)的比例。將混合物藉由SpeedMixer以2350 rpm混合三次,持續10秒,每次在混合操作之間用刮刀攪拌樣品。所得到的是一種反應性糊狀物質,它只能儲存數個小時,並且直接進一步加工。
步驟2: 製備交聯的、導熱的、含矽粉的矽酮成型體
藉由標準先前技術方法在不銹鋼模具中在165℃和380牛頓/平方公分(N/cm
2)下壓縮硫化5分鐘來生產尺寸為207毫米 x 207毫米 x 2毫米的成型體。然後使硫化橡膠(vulcanizate)經受200℃下的熱處理4小時。所得到的是均勻且有彈性的成型體。
實施例
15
可燃性測試
以基於UL 94 V的簡化測試來測試可燃性,UL 94 V是來自Underwriters Laboratories用於測試能夠藉由塑膠的阻燃性對塑膠進行分類的垂直燃燒的標準。該方法是用於分類阻燃塑膠的最常用測試。
從根據實施例8至14的本發明的矽酮成型體及根據比較例V10至V14和V19至V19至V22的非本發明矽酮成型體中衝壓出每一個長度為5英寸(127毫米)且寬度為0.5英寸(12.7毫米)的測試件。在其上端1/4英寸長度處,將板固定在垂直位置。在測試板下方12英寸(305毫米)處放置一塊棉絨。調節燃燒器使得形成長度為3/4英寸的藍色火焰。火焰從3/8英寸(9.5毫米)的距離被引導到塑膠板的下邊緣。接觸10秒後,移去火焰。記錄試樣的續焰時間(總續焰時間和餘輝時間)。樣品應在火焰移開後立即熄滅,並再燃燒不超過4秒。對5個不同的測試件進行測試,並確定續焰時間的平均值。結果可見於表2中。
在分別包含62.5體積%的根據比較例V5至V8的非本發明矽顆粒(其更特別不滿足特徵b))的非本發明比較實驗V15至V18中,形成黏度非常高的矽酮組合物,其不能壓製成合適的矽酮成型體。
表2:含矽粉的矽酮組合物的組成和可燃性
Ex. | 根據表1的矽粉 | 可交聯矽酮組合物 | 矽酮成型體 | |||||
Ex. | 量 (公克) | 含量 (體積%) | 黏度 (帕•秒) | 密度 (公斤/立方公尺) | 硬度 | 熱導率 | 續焰時間(秒) | |
8 | 1 | 184.0 | 62.5 | 6.1 | 1.82 | 74 | 1.7 | 3 |
9 | 2 | 184.0 | 62.5 | 6.3 | 1.82 | 72 | 2.0 | 1 |
10 | 3 | 184.0 | 62.5 | 5.9 | 1.82 | 71 | 1.9 | 0 |
11 | 4 | 184.0 | 62.5 | 5.0 | 1.82 | 70 | 2.0 | 2 |
12 | 5 | 184.0 | 62.5 | 4.8 | 1.82 | 74 | 1.8 | 0 |
13 | 6 | 184.0 | 62.5 | 3.8 | 1.82 | 83 | 1.8 | 2 |
14 | 7 | 184.0 | 62.5 | 4.1 | 1.82 | 74 | 1.9 | 2 |
V10 | V1 | 184.0 | 62.5 | 10.1 | 1.82 | 75 | 1.9 | 6 |
V11 | V2 | 184.0 | 62.5 | 12.5 | 1.82 | 72 | 1.9 | 15 |
V12 | V3 | 184.0 | 62.5 | 15.3 | 1.82 | 81 | 1.9 | 5 |
V13 | V4 | 184.0 | 62.5 | 13.2 | 1.82 | 83 | 2.0 | 9 |
V14 | V9 | 184.0 | 62.5 | 5.2 | 1.82 | 78 | 1.9 | 20 |
V15 | V5 | 184.0 | 62.5 | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. |
V16 | V6 | 184.0 | 62.5 | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. |
V17 | V7 | 184.0 | 62.5 | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. |
V18 | V8 | 184.0 | 62.5 | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. |
V19 | V5 | 107.3 | 49.2 | 12.7 | 1.64 | 4 | 1.1 | 21 |
V20 | V6 | 107.3 | 49.2 | n.d. | 1.64 | 12 | 1.2 | 23 |
V21 | V7 | 107.3 | 49.2 | n.d. | 1.64 | 31 | 1.1 | 70 |
V22 | V8 | 107.3 | 49.2 | n.d. | 1.64 | n.d. | n.d. | 121 |
在可燃性測試中,發現包含根據比較例V1至V9的非本發明矽粉或非本發明矽粉混合物(其不滿足特徵a)至d)中的一個或多個)的比較例V10至V14和V19至V22顯示出相對高的可燃性。特別值得注意的是含有平均粒徑小於20微米的矽粉的非本發明比較樣品V21的可燃性,以及含有具有非常不規則的結節狀顆粒形狀的矽粉的非本發明比較樣品V22的可燃性。在火焰被移除後,該二個樣品都繼續燃燒,直到成型體完全燒掉。
完全出乎意料的是,發現同時滿足特徵a)至d )的矽粉顯示出降低可燃性的發明優勢。此外,在發明實施例14中,完全令人驚訝地發現,混合多種非本發明矽粉可以產生具有根據本發明的低可燃性之有利性質的本發明矽粉混合物,條件是所得混合物滿足特徵a)至d)。相較之下,來自比較例V8的非本發明矽粉混合物不滿足特徵a)至d)且也未顯示根據本發明的優點。
實施例 16根據UL 94 V的完全可燃性測試
將來自發明實施例11及12的本發明矽酮成型體以及來自非本發明比較例V11、V12及V20的非本發明矽酮成型體根據UL 94 V進行完全可燃性測試並分類為V-0、V-1或V-2。對於許多工產業應用,特別是用作電動車輛的間隙填充物,需要V-0分類。結果可見於表3中。
表3:根據UL 94 V的可燃性測試
Ex. | UL 94 V分類 | 評論 |
11 | V-0 | I |
12 | V-0 | I |
V11 | V-1 | NI |
V12 | V-1 | NI |
V20 | V-2 | NI |
實施例 17製備含有二種矽粉的原位(in situ)混合物(本發明)的交聯的、導熱的矽酮成型體
根據一般方法GM1,藉由如下來製備本發明的可交聯導熱矽酮組合物:單獨使164.90公克的來自實施例1的本發明矽粉(基於導熱矽酮組合物的總量為37.6體積%)以及161.74公克的x50為105.4微米、SPAN為0.35、w/l為0.83且SPHT為0.92的非本發明矽粉(基於導熱矽酮組合物的總量為36.8體積%)作為矽粉,並將它們原位混合以形成本發明的矽粉混合物。
所獲得的是本發明的反應性矽酮組合物,其具有74.4體積%的本發明矽顆粒含量,以及64 800毫帕•秒的在剪切速率D = 10秒
-1和25℃下的動態黏度。熱導率為4.98 W/mK,且密度為1.97公斤/立方公尺。根據本發明的物質具有良好的可加工性、高導熱性和低密度,且非常適合用作間隙填充物。一般方法GM1用於製備本發明的交聯矽酮成型體。根據實施例15的續焰時間為1.3秒。實施例16得到UL94 V‑0分類。
比較例 V23製備含有二種矽粉的原位混合物(非本發明)的交聯矽酮成型體
根據發明實施例17製備交聯矽酮成型體,不同之處在於使用19.0體積%的來自實施例1的矽粉以及18.6體積%的x50為105.4微米、SPAN為0.35、w/l為0.83且SPHT為0.92的矽粉。
非本發明矽酮成型體具有37.6體積%的非本發明的導熱填料(Z)的總含量且具有0.5 W/mK的熱導率。實施例16得到UL94 V 1分類。該組合物不適合用作間隙填充物。
實施例 18二組分間隙填充物(本發明)
A組分的製備
在配備有二個棒式攪拌器和汽提器的商用Labotop行星式混合器(PC Laborsystem GmbH, Maispracherstrasse 6, 4312 Magden, Switzerland)中,將115.4公克的黏度為120毫帕•秒的乙烯基二甲基矽烷氧基封端的聚二甲基矽氧烷及1.1公克的WACKER® CATALYST EP (purchasable from Wacker Chemie AG, Hanns-Seidel-Platz 4, 81737 Munich, Germany)在室溫和300 rpm的攪拌器速度下混合5分鐘。添加308.5公克的DAW-05球形氧化鋁(可購自Denka Company Limited, Nihonbashi Mitsui Tower, 1-1, Nihonbashi-Muromachi 2-chome, Chuo-ku, Tokyo 103-8338, JAPAN),並在輕微減壓(950毫巴)下以300 rpm均勻摻和10分鐘。隨後,分二部分添加總計578.8公克的x50為78.8微米、SPAN為1.64、w/l為0.81且SPHT為0.84的本發明矽粉(第一部分:385.9公克,第二部分:192.9公克),每次添加之後在輕微減壓(950毫巴)下以300 rpm混合10分鐘。將所得糊狀物質在輕微減壓(950毫巴)下以300 rpm再均化10分鐘。獲得本發明矽顆粒含量為55.5體積%且導熱填料總含量為73.1體積%的本發明A組分。糊狀組合物具有2.25公斤/立方公尺的密度,在剪切速率D = 10秒
-1和25℃下59 100毫帕•秒的動態黏度,以及3.3 W/mK的熱導率,並且因此非常適合用作間隙填充物。
B組分的製備
在配備有二個棒式攪拌器和汽提器的商用Labotop行星式混合器(PC Laborsystem GmbH, Maispracherstrasse 6, 4312 Magden, Switzerland)中,將106.5公克的黏度為120毫帕•秒的乙烯基二甲基矽烷氧基封端的聚二甲基矽氧烷以及9.0公克的由二甲基矽烷氧基單元及甲基氫化矽烷氧基單元及三甲基矽烷氧基單元組成並具有200毫帕•秒的黏度和0.18重量%的Si鍵合氫含量的共聚物在室溫和300 rpm的攪拌器速度下混合5分鐘。添加306.0公克的DAW-05球形氧化鋁(可購自Denka Company Limited, Nihonbashi Mitsui Tower, 1-1, Nihonbashi-Muromachi 2-chome, Chuo-ku, Tokyo 103-8338, JAPAN),並在輕微減壓(950毫巴)下以300 rpm均勻摻和10分鐘。隨後,分二部分添加總計574.0公克的x50為78.8微米、SPAN為1.64、w/l為0.81且SPHT為0.84的本發明矽粉(第一部分:382.7公克,第二部分:191.3公克),每次添加之後在輕微減壓(950毫巴)下以300 rpm混合10分鐘。將所得糊狀物質在輕微減壓(950毫巴)下以300 rpm再均化10分鐘。獲得本發明矽顆粒含量為55.5體積%且導熱填料總含量為73.1體積%的本發明B組分。糊狀組合物具有2.25公斤/立方公尺的密度,37 900毫帕•秒的在剪切速率D = 10秒
-1和25℃下的動態黏度,以及3.7 W/mK的熱導率,並且因此非常適合用作間隙填充物。
成型體的製備
藉由將1重量份的本發明A組分與1重量份的本發明B組分均勻混合,然後根據一般方法GM1硫化來製備本發明交聯試樣。所得成型體具有1.4的蕭氏A硬度。實施例16得到UL94 V 0分類。該組合物非常適合用作間隙填充物。
無
圖1示出本發明主要為圓形形狀的矽顆粒。
圖2以「濺射」顆粒示出非本發明的矽顆粒。
圖3以「結節狀」顆粒示出非本發明的矽顆粒。
圖4以「有角」和「尖銳」顆粒示出非本發明的矽顆粒。
Claims (12)
- 一種可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其包含: 5至50體積%的可交聯矽酮組合物(S);以及 50至95體積%的至少一種導熱填料(Z),其具有至少5 W/mK的熱導率,條件是 該可交聯的導熱矽酮組合物(Y)具有至少0.6 W/mK的熱導率,以及 作為導熱填料(Z)存在的至少20體積%的金屬矽顆粒滿足以下特徵: a)它們的中位數直徑x50在30至150微米範圍內; b)它們多數為圓形,且特徵在於寬度/長度比(縱橫比w/l)為至少0.76; c)它們的分佈範圍SPAN ((x90-x10)/x50)為至少0.40;以及 d)它們含有至多1.5重量%的小於2微米的矽顆粒。
- 如請求項1所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其係加成交聯矽酮組合物。
- 如請求項1或2所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其中,其含有至少25體積%的金屬矽顆粒作為導熱填料(Z)。
- 如請求項1或2所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其中除了該金屬矽顆粒之外,其僅包含一種或二種其他導熱填料(Z)。
- 如請求項1或2所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其中該金屬矽顆粒(Z)具有至少0.75的球度值SPHT。
- 如請求項1或2所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其中該金屬矽顆粒的中位數直徑x50在40至130微米的範圍內。
- 如請求項1或2所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其具有至少0.8 W/mK的熱導率。
- 如請求項1或2所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y),其在剪切速率D = 10秒 -1和25℃下的每種情況下具有1,000至750,000 毫帕•秒(mPa•s)的動態黏度。
- 一種製備如請求項1至8中任一項所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y)的方法,其包括混合各組分。
- 一種矽酮產品,其係藉由分配(dispensing)或施加然後固化如請求項1至8中任一項所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y)來獲得。
- 一種如請求項1至8中任一項所述的可交聯的導熱矽酮組合物(Y)的用途,其係用作為間隙填充物、導熱墊、導熱黏合劑、及封裝化合物。
- 如請求項11所述的用途,其係用作電動車輛的鋰離子電池的間隙填充物。
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