[發(fā)明專利]一種金屬增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410774558.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN104530709A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永佳;張彥兵;楊小義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州力王佐信科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L83/04
• 分類號(hào): C08L83/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/38;C08K3/22;C08K3/08
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉廣生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料及其制備方法，屬于有機(jī)硅高分子材料改性、散熱材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅－氧（Si－O）鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的，所以有機(jī)硅產(chǎn)品具有熱穩(wěn)定性高、耐候性高、電器絕緣性能、低表面張力和低表面能、生理惰性等特點(diǎn)，由于有機(jī)硅具有上述這些優(yōu)異的性能，因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門的特種材料使用，而且也用于國民經(jīng)濟(jì)各部門，其應(yīng)用范圍已擴(kuò)到：建筑、電子電氣、紡織、汽車、機(jī)械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。

國內(nèi)外研究者對(duì)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料進(jìn)行了大量的研發(fā)和改性，逐漸形成一系列導(dǎo)熱硅材料，如導(dǎo)熱硅膠片、灌封膠、導(dǎo)熱硅脂等。近年來采用無機(jī)填料（玻璃纖維、碳纖維、晶須等）制備超高導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究越來越受到關(guān)注，并將其廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)。金屬由于具有熱傳導(dǎo)率高，耐高溫、強(qiáng)度高，易表面處理的優(yōu)點(diǎn)，與有機(jī)硅復(fù)合后使聚合物體系導(dǎo)熱性能得到很大的提高，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。

同時(shí)，在電子封裝和計(jì)算機(jī)芯片方面，設(shè)備的幾何尺寸不斷減小，能量輸出卻不斷增加，使得導(dǎo)熱絕緣材料的研究在這一領(lǐng)域變得越來越重要。通用導(dǎo)熱材料易加工成型、價(jià)格低廉，?但是熱導(dǎo)率較低。通過在有機(jī)硅材料中添加高熱導(dǎo)率的功能填料，如氮化鋁、氮化硼、氧化鎂和氧化鋁等，可望顯著提高聚合物的導(dǎo)熱性能，?同時(shí)又能保持聚合物的絕緣性能。

迄今為止，眾多專利已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了導(dǎo)熱硅膠的制備及其性能，但添加一定比例金屬材料，并采用有機(jī)硅樹脂為基體、高導(dǎo)熱填料，通過壓延制備金屬增強(qiáng)導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料情況在國內(nèi)卻極少。因此，開發(fā)一種金屬增強(qiáng)導(dǎo)熱材料意義重大，具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金屬增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料及制備方法，該導(dǎo)熱材料由有機(jī)硅樹脂、金屬、導(dǎo)熱劑、催化劑、固化劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑，經(jīng)過表面處理、真空密煉、壓延等工藝制成，通過添加金屬、導(dǎo)熱劑粉體，可提高材料的導(dǎo)熱系數(shù)的同時(shí)增加其力學(xué)性能，獲得力學(xué)性能優(yōu)異、導(dǎo)熱效果優(yōu)良的導(dǎo)熱復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用于電子、汽車、LED燈具等電子傳熱領(lǐng)域。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種金屬增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料由以下重量份數(shù)的組分組成：有機(jī)硅樹脂5~20份、金屬15~45份、導(dǎo)熱劑?20~80份、催化劑?0.1~2份、固化劑?0.1~2份、偶聯(lián)劑2~10份、阻燃劑0.1~5份，采用以下步驟制備：

（1）利用偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱劑進(jìn)行表面處理，使導(dǎo)熱劑表面均勻包覆一層偶聯(lián)劑；

（2）經(jīng)過表面處理的導(dǎo)熱劑和有機(jī)硅樹脂、金屬、阻燃劑裝入密煉機(jī)真空密煉1～2個(gè)時(shí)；

（3）將步驟（2）制得混合物、催化劑、固化劑分別加入分散攪拌機(jī)，攪拌0.5～2小時(shí)，經(jīng)過除氣后，經(jīng)壓延制得片狀的金屬增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料；

其中，所述金屬為球形鋁粉、銅粉中的一種或兩種的混合物。

優(yōu)選的，所述金屬為球形鋁粉，粒度為5~200微米。

所述導(dǎo)熱劑為滑石粉、氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、導(dǎo)熱石墨、碳纖維、碳納米管中的一種或幾種進(jìn)行復(fù)配。

所述導(dǎo)熱劑優(yōu)選氮化硼或氧化鋁。

?所述的催化劑為鉑金催化劑。

所述的固化劑為含氫硅油；優(yōu)選含氫硅油的含氫量在0.1～1.0%。

所述的表面處理方法可以是將偶聯(lián)劑與導(dǎo)熱劑直接混合一定的時(shí)間或是將偶聯(lián)劑采用噴霧的方式加入到導(dǎo)熱劑中，使得導(dǎo)熱劑表面均勻包覆一層偶聯(lián)劑。

所述偶聯(lián)劑優(yōu)選硅烷類或有機(jī)硅類偶聯(lián)劑。

所述有機(jī)硅樹脂優(yōu)選透明粘稠的液體有機(jī)硅。

本發(fā)明基于有機(jī)硅樹脂的表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，結(jié)合金屬優(yōu)異的熱性能，通過將金屬粉末與有機(jī)硅樹脂進(jìn)行復(fù)合，提高有機(jī)硅材料的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，增強(qiáng)其力學(xué)性能，；通過添加復(fù)配導(dǎo)熱劑，顯著提高其材料的導(dǎo)熱性能，可為需求日益旺盛的LED及電子傳熱領(lǐng)域提供更高效實(shí)用的有機(jī)硅導(dǎo)熱材料。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1采用以下配方制備本發(fā)明的金屬增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料：有機(jī)硅樹脂15份、粒度為100微米的球形金屬鋁粉15份、氮化硼?71.5份、鉑金催化劑?0.2份、含氫量0.5%的含氫硅油0.3份、硅烷偶聯(lián)劑3份、阻燃劑1份。