一種新型單組份高導熱硅凝膠及其制備方法和應用技術

本發明專利技術屬于導熱界面材料技術領域，具體涉及一種新型單組份高導熱硅凝膠及其制備方法和應用。所述新型單組份高導熱硅凝膠包括如下重量份數的組分：乙烯基硅油80～100份、含氫硅油交聯劑0.1～5份、導熱填料300～2000份，納米線50～200份、處理劑1～20份、催化劑1～4份和顏料1～8份。本發明專利技術將新型納米線引入到導熱粉體中構成熱量傳遞速度更快的聲子傳播通道，以此為原料所得的新型單組分高導熱硅凝膠與目前市面上使用較多的同類型凝膠相比，不僅具有更高的導熱系數以及更低的密度，而且能夠保證導熱凝膠具有很好的點膠效率。導熱凝膠具有很好的點膠效率。導熱凝膠具有很好的點膠效率。

【技術實現步驟摘要】
一種新型單組份高導熱硅凝膠及其制備方法和應用


[0001]本專利技術屬于導熱界面材料
，具體涉及一種新型單組份高導熱硅凝膠及其制備方法和應用。

技術介紹

[0002]全球工業領域，從汽車電子和消費電子到電力運輸和航空航天應用，幾乎所有的電子設備都需要有效的熱管理——幫助電子零部件轉移熱量、降低功耗、保證正常功能。而在電子設備多功能化和小型化需求的推動下，無論是現代功率半導體元件還是電控單元，它們的發展方向都是將更多的功能集成在更小的模塊中。這就導致電子設備的工作溫度不斷上升。因此，熱管理的重要性越發凸顯，其中導熱界面材料(Thermal Interface Materials，TIM)更是發揮了不容小覷的作用。導熱界面材料是一種普遍用于電子封裝和電子散熱的材料，主要用于填補兩種材料接合或接觸時產生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，減少傳熱接觸熱阻，提高器件散熱性能。空氣的熱導率為0.024W/mK，是熱的不良導體，嚴重阻礙熱傳導。高導熱界面材料用于填充間隙，排除空氣，建立有效熱傳輸通道，大幅度降低熱阻，充分發揮散熱器作用。因此，在電子封裝中導熱界面材料是必不可少的。導熱界面材料主要包括導熱脂、導熱凝膠、導熱墊片和相變化材料。導熱凝膠憑借著高導熱系數、較強的材料內聚力、形狀可恢復、不易析油、長期儲存穩定等特點廣泛應用于導熱界面材料。目前隨著新能源汽車逐漸替代燃油車，新能源汽車上的汽車電子應用日益劇增，但考慮到新能源汽車的續航問題，從而對導熱材料要求在高導熱的前提下實現輕量化，要求產品在滿足性能的前提下密度越低越好。然而，目前傳統導熱硅凝膠存在導熱性能不佳、密度偏大以及點膠性能較差的不足之處，因此還需對其進行優化。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的在于克服現有技術中導熱硅凝膠存在導熱性能不佳、密度偏大以及點膠性能較差的缺陷，而提供了一種具有良好導熱系數、密度較小以及點膠性能好的新型單組分高導熱硅凝膠。
[0004]具體地，本專利技術提供了一種新型單組份高導熱硅凝膠，所述新型單組份高導熱硅凝膠包括如下重量份數的組分：乙烯基硅油80～100份、含氫硅油交聯劑0.1～5份、導熱填料300～2000份、納米線50～200份、處理劑1～20份、催化劑1～4份和顏料1～8份。
[0005]本專利技術還提供了上述新型單組份高導熱硅凝膠的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0006]S1.將所述乙烯基硅油、含氫硅油交聯劑、導熱填料、納米線、處理劑和顏料混合均勻，得到預混料；
[0007]S2.將預混料與催化劑混合均勻后升溫至100～200℃，在真空條件下攪拌反應1～10h，然后冷卻到室溫，得到新型單組分高導熱硅凝膠。
[0008]本專利技術還提供了上述新型單組份高導熱硅凝膠作為導熱界面材料的應用。
[0009]傳統的導熱凝膠提高導熱系數基本都是通過提高導熱粉體的填充比例得以實現，但是這樣會使得導熱凝膠密度增大，而本專利技術將新型納米線引入到導熱粉體中構成熱量傳遞速度更快的聲子傳播通道，能夠在未增加粉體填充量以及密度的前提下，大大有效地提高了凝膠的導熱效率。綜上，本專利技術提供的新型單組分高導熱硅凝膠與目前市面上使用較多的同類型凝膠相比，不僅具有更高的導熱系數以及更低的密度，而且能夠保證導熱凝膠具有很好的點膠效率。
附圖說明
[0010]圖1為實施例1所采用的納米線的透射電鏡圖；
[0011]圖2為實施例1所采用的納米線的原子力顯微鏡圖。
具體實施方式
[0012]本專利技術提供的新型單組份高導熱硅凝膠包括乙烯基硅油、含氫硅油交聯劑、導熱填料、納米線、處理劑、催化劑和顏料。其中，所述乙烯基硅油的含量為80～100重量份，如80、82、85、88、90、92、95、98、100重量份等；所述含氫硅油交聯劑的含量為0.1～5重量份，如0.1、0.2、0.5、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0重量份等；所述導熱填料的含量為300～2000重量份，如300、400、500、800、1000、1200、1500、1800、2000重量份等；所述納米線的含量為50～200重量份，如50、80、100、120、150、180、200重量份等；所述處理劑的含量為1～20重量份，如1、2、5、8、10、12、15、18、20重量份等；所述催化劑的含量為1～4重量份，如1、2、3、4重量份等；所述顏料的含量為1～8重量份，如1、2、3、4、5、6、7、8重量份等。
[0013]在一種優選的實施方式中，所述乙烯基硅油選自乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端的聚甲基苯基硅氧烷和甲基封端且側鏈含乙烯基的聚硅氧烷中的至少一種。
[0014]在一種優選的實施方式中，所述乙烯基硅油中乙烯基含量為0.1～0.5mmoles/g，如0.1mmoles/g、0.2mmoles/g、0.3mmoles/g、0.4mmoles/g、0.5mmoles/g或它們之間的任意數值。
[0015]在一種優選的實施方式中，所述乙烯基硅油在25℃下的粘度為50～300cSt，如50cSt、80cSt、100cSt、120cSt、150cSt、180cSt、200cSt、220cSt、250cSt、280cSt、300cSt或它們之間的任意數值。
[0016]在一種優選的實施方式中，所述含氫硅油交聯劑為端含氫硅油交聯劑和/或側含氫硅油交聯劑。
[0017]在一種優選的實施方式中，所述端含氫硅油交聯劑中Si
?
H的含量為1.0～1.5mmoles/g，如1.0mmoles/g、1.1mmoles/g、1.2mmoles/g、1.3mmoles/g、1.4mmoles/g、1.5mmoles/g或它們之間的任意數值。
[0018]在一種優選的實施方式中，所述側含氫硅油交聯劑中Si
?
H的含量為1.8～2.5mmoles/g，如1.8mmoles/g、1.9mmoles/g、2.0mmoles/g、2.1mmoles/g、2.2mmoles/g、2.3mmoles/g、2.4mmoles/g、2.5mmoles/g或它們之間的任意數值。
[0019]在一種優選的實施方式中，所述含氫硅油交聯劑在25℃下的粘度為30～100cSt，如30cSt、40cSt、50cSt、60cSt、70cSt、80cSt、90cSt、100cSt或它們之間的任意數值。
[0020]在一種優選的實施方式中，所述導熱填料選自金屬填料、碳材料和無機導熱粒子
中的至少一種，具體實例包括但不限于：鋁粉、金剛石、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋅、氫氧化鋁和硅微粉中的至少一種。
[0021]在一種優選的實施方式中，所述導熱填料為粒徑尺寸為0.3～150μm的球形或類球形導熱粒子，更優選為粒徑尺寸為0.1～40μm的球形或類球形導熱粒子，最優選地，粒徑尺寸為0.1～3μm的球形或類球形導熱粒子占總量的1～40％，粒徑尺寸為5～15μm的球本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種新型單組份高導熱硅凝膠，其特征在于，所述新型單組份高導熱硅凝膠包括如下重量份數的組分：乙烯基硅油80～100份、含氫硅油交聯劑0.1～5份、導熱填料300～2000份、納米線50～200份、處理劑1～20份、催化劑1～4份和顏料1～8份。2.根據權利要求1所述的新型單組份高導熱硅凝膠，其特征在于，所述乙烯基硅油選自乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端的聚甲基苯基硅氧烷和甲基封端且側鏈含乙烯基的聚硅氧烷中的至少一種；優選地，所述乙烯基硅油中乙烯基的含量為0.1～0.5mmoles/g；優選地，所述乙烯基硅油在25℃下的粘度為50～300cSt。3.根據權利要求1所述的新型單組份高導熱硅凝膠，其特征在于，所述含氫硅油交聯劑為端含氫硅油交聯劑和/或側含氫硅油交聯劑；優選地，所述端含氫硅油交聯劑中Si
?
H的含量為1.0～1.5mmoles/g；優選地，所述側含氫硅油交聯劑中Si
?
H的含量為1.8～2.5mmoles/g；優選地，所述含氫硅油交聯劑在25℃下的粘度為30～100cSt。4.根據權利要求1所述的新型單組份高導熱硅凝膠，其特征在于，所述導熱填料選自金屬填料、碳材料和無機導熱粒子中的至少一種；優選地，所述導熱填料為粒徑尺寸0.3～150μm的球形或類球形導熱粒子；優選地，所述導熱填料中粒徑尺寸為0.3～5μm的球形或類球形導熱粒子占總量的1～40％，粒徑尺寸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳長敬，
申請(專利權)人：韋爾通科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：