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低热阻导热硅脂及其制备方法与流程

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询

低热阻导热硅脂及其制备方法与流程

1.本发明属于有机导热材料技术领域,尤其涉及一种低热阻导热硅脂及其制备方法。


背景技术:

2.科技进步促进了社会生产力的提高,国民生活水平得到了极大的提高,老百姓的物质需求日新月异。在当今社会背景下,智能家电、大功率led、新能源汽车、5g通讯产业等均得到了快速的发展,但产品智能化越高,应用过程中产生的热量越大,如果无法快速释放,将严重影响产品的性能,从而制约行业的发展。导热硅脂是一种具有用量少、涂布厚度薄、热阻低等优点的热界面材料,广泛应用于电脑、通讯、led、电子消费产品等领域的散热,但国内导热硅脂的研究仍然停留在导热系数技术层面,热阻非常大,且耐老化能力弱,导致了中兴、华为、格力及美的等品牌大企业均采用国外的材料,如道康宁、信越及霍尼韦尔等优质硅脂。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种低热阻导热硅脂及其制备方法,旨在解决现有技术中的导热硅脂热阻大的技术问题。
4.为实现上述目的,本发明实施例提供的一种低热阻导热硅脂,由以下质量份的各组分组成:二甲基硅油10~100份、乙烯基硅油2~20份、含氢硅油0.25~2份、偶联剂0.5~5份、导热粉125~400份和半固化凝胶200~450份。
5.可选地,所述二甲基硅油的粘度范围为100cps~1000cps,所述乙烯基硅油的粘度范围为100cps~1000cps。
6.可选地,所述含氢硅油的含氢量在0.1%~0.36%。
7.可选地,所述低热阻导热硅脂还包括反应抑制剂和铂金催化剂,所述反应抑制剂包括1-乙炔基-1-环己醇,所述1-乙炔基-1-环己醇的含量为10%~99.8%。
8.可选地,所述铂金催化剂的铂金含量在1000ppm~5000ppm。
9.可选地,所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或两种以上混合物。
10.可选地,所述导热粉体选自α球形氧化铝、氮化铝、铝粉中的一种或两种以上混合物,所述导热粉体的粒径范围为0.3μm~3μm。
11.可选地,所述低热阻导热硅脂还包括色母,所述色母含量为0.01%~0.1%。
12.可选地,所述半固化凝胶选自油粉混合物。
13.本发明实施例提供的低热阻导热硅脂中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一:低热阻导热硅脂不仅具有较低的热阻性能,而且还具有优异的耐老化能力及涂布性能。该产品在常温储存下不会发生任何化学反应,从而实现产品应用时具有优异的涂布性能。在产品在使用过程中,会随着温度升高而发生弱化学反应,促进材料增稠和增粘,防止硅油扩散和挥发,有效抑制硅脂粉化,从而提高材料的耐老化能力;本发明的低
热阻导热硅脂注重热阻性能及耐老化能力,综合性能优异,能有效替代国外材料,保障产业链的健康发展。
14.本发明还提供一种低热阻导热硅脂的制备方法,包括以下步骤:
15.s001:将所述二甲基硅油、所述乙烯基硅油、所述偶联剂、所述导热粉体和所述半固化凝胶按比例混合并搅拌20min,得到预混合物;
16.s002:110℃真空快速搅拌1h,泄压处理并降温至常温;
17.s003:将所述含氢硅油、所述反应抑制剂、所述铂金催化剂添加到所述预混合物中,真空快速搅拌20min后进行泄压处理,获得所述低热阻导热硅脂。
18.本发明实施例提供的制备方法得出的低热阻导热硅脂中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一:低热阻导热硅脂不仅具有较低的热阻性能,而且还具有优异的耐老化能力及涂布性能。该产品在常温储存下不会发生任何化学反应,从而实现产品应用时具有优异的涂布性能。在产品在使用过程中,会随着温度升高而发生弱化学反应,促进材料增稠和增粘,防止硅油扩散和挥发,有效抑制硅脂粉化,从而提高材料的耐老化能力;本发明的低热阻导热硅脂注重热阻性能及耐老化能力,综合性能优异,能有效替代国外材料,保障产业链的健康发展。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例提供的制备方法的步骤图。
具体实施方式
21.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明的实施例,而不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明实施例的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
23.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
24.在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以
是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
25.实施例一
26.在本发明的实施例中,提供一种低热阻导热硅脂,由以下质量份的各组分组成:二甲基硅油10~100份、乙烯基硅油2~20份、含氢硅油0.25~2份、偶联剂0.5~5份、导热粉125~400份和半固化凝胶200~450份。
27.本发明实施例提供的低热阻导热硅脂不仅具有较低的热阻性能,而且还具有优异的耐老化能力及涂布性能。该产品在常温储存下不会发生任何化学反应,从而实现产品应用时具有优异的涂布性能。在产品在使用过程中,会随着温度升高而发生弱化学反应,促进材料增稠和增粘,防止硅油扩散和挥发,有效抑制硅脂粉化,从而提高材料的耐老化能力;本发明的低热阻导热硅脂注重热阻性能及耐老化能力,综合性能优异,能有效替代国外材料,保障产业链的健康发展。
28.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述二甲基硅油的粘度范围为100cps~1000cps,所述乙烯基硅油的粘度范围为100cps~1000cps;二甲基硅油和乙烯基硅油进行混合得到混合硅油,相比普通硅油具有更好的特性,提高耐热性,促进材料增稠和增粘。
29.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述含氢硅油的含氢量在0.1%~0.36%;在上述的混合硅油中添加含氢硅油,混合多类不同的硅油,大大提高低热阻导热硅脂的综合性能。
30.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂包括反应抑制剂和铂金催化剂,所述反应抑制剂包括1-乙炔基-1-环己醇,所述1-乙炔基-1-环己醇的含量为10%~99.8%;在添加含氢硅油过程中增加反应抑制剂,抑制乙烯基硅油和含氢硅油发生的反应,从而保留各自的特性,提高低热阻导热硅脂的综合性能。
31.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述铂金催化剂的铂金含量在1000ppm~5000ppm;添加铂金催化剂增快反应效率,缩减制备时间。
32.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或两种以上混合物,从而提高低热阻导热硅脂的耐磨性和耐老化性能。
33.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述导热粉体选自α球形氧化铝、氮化铝、铝粉中的一种或两种以上混合物,所述导热粉体的粒径范围为0.3μm~3μm;提高低热阻导热硅脂的导热系数,增强散热效果。
34.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述低热阻导热硅脂还包括色母,所述色母含量为0.01%~0.1%,根据对产品的需求添加色母,对低热阻导热硅脂进行调色。
35.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的所述半固化凝胶选自油粉混合物,半固化凝胶通过粉和油混合制备,避免混合过程中发生不均匀问题,提高均匀度,在通过导热材料的使用,降低热阻,并且工艺也不需要研磨捏合,工艺更为简单,实用性强。
36.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂的各成分含量为:二甲基硅油2%~20%、乙烯基硅油0.4%~4%、含氢硅油0.05%~0.4%、偶联剂0.1%~1%、导热粉25%~80%和半固化凝胶40%~90%。
37.在本发明的实施例中,该低热阻导热硅脂经过150℃50000h高温老化测试,热阻值
的变化如下表所示:
[0038][0039][0040]
从高温老化数据来看,经过1000h的150℃高温烘烤,热阻值仅从0.026℃*in2/w升到0.029℃*in2/w,热阻变化不大,说明材料的热稳定性比较强。此外,从表格来看,三组材料平行老化测试,经过1000h高温烘烤,材料都没有出现开裂和粉化现象,也佐证了材料的热稳定性比较高。
[0041]
实施例二
[0042]
本发明实施例中提供一种低热阻导热硅脂的制备方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0043]
步骤s001:将所述二甲基硅油、所述乙烯基硅油、所述偶联剂、所述导热粉体和所述半固化凝胶按比例混合并搅拌20min,得到预混合物;在二甲基硅油和乙烯基硅油的混合过程中增加半固化凝胶,避免在初混合过程中发生不均匀问题,提高均匀度,不需要进行额外的研磨捏合工序,通过在该阶段增加半固化凝胶,在该预混合物中形成分散体系,大大改善预混合物的均匀度,便于后序与其他材料继续进行混合。
[0044]
步骤s002:对步骤s001的预混合物进行110℃真空快速搅拌1h,泄压处理并降温至常温。
[0045]
步骤s003:将所述含氢硅油、所述反应抑制剂、所述铂金催化剂添加到所述预混合物中,真空快速搅拌20min后进行泄压处理,获得所述低热阻导热硅脂。
[0046]
本发明实施例提供的低热阻导热硅脂不仅具有较低的热阻性能,而且还具有优异的耐老化能力及涂布性能。该产品在常温储存下不会发生任何化学反应,从而实现产品应用时具有优异的涂布性能。在产品在使用过程中,会随着温度升高而发生弱化学反应,促进材料增稠和增粘,防止硅油扩散和挥发,有效抑制硅脂粉化,从而提高材料的耐老化能力;本发明的低热阻导热硅脂注重热阻性能及耐老化能力,综合性能优异,能有效替代国外材料,保障产业链的健康发展。
[0047]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。