[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711246176.5
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108034256A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐燕;蕭小月;于錦;李壽
• 申請（專利權(quán)）人: 青島德通納米技術(shù)有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K3/38;C08K3/36;C08K3/04
• 代理公司: 蘇州市新蘇專利事務(wù)所有限公司 32221
• 代理人: 孫懷香

本發(fā)明提供了一種高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片，按重量份計包括：100份的甲基乙烯基硅橡膠，200?400份的氧化鋁，10?20份的氮化硼，1?2份的硫化劑，20份的硅膠阻燃劑，3?6份的硅烷偶聯(lián)劑,3?6份的羥基硅油和5?20份的石墨烯。本發(fā)明還提供了一種高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片的制備方法。本發(fā)明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設(shè)備簡易，生產(chǎn)成本低，易于實現(xiàn)批量生產(chǎn)。通過本方法制備的高導(dǎo)熱低比重石墨烯復(fù)合鋰電池防爆硅膠墊片絕緣性良好，且其垂直導(dǎo)熱系數(shù)提高到1.6W/m·k以上，且其水平導(dǎo)熱系數(shù)提高到5W/m·k以上，比重低于2.0，硬度為40SHOREA以上，抗拉強度大于250PSI，回彈率達到50％以上，阻燃等級達到UL94V0要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硅膠墊片的制備方法，更具體涉及一種高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片的制備方法。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電子元器件越來越趨近于密集化和小型化，從而對電子器件的穩(wěn)定性提出了更高的要求，電子產(chǎn)品的可靠性及其性能在很大程度上取決于所采用的散熱材料及散熱方案是否合理。統(tǒng)計資料表明，電子元器件溫度每升高2℃，其可靠性下降10％，溫度降低8℃，電子元器件的壽命將增加一倍。因此，熱界面材料在信息技術(shù)領(lǐng)域所扮演的角色越來越重要。如何進一步提高熱界面材料的傳導(dǎo)性及降低熱阻，仍是目前電子封裝與散熱工面臨的一個相當重要的課題。目前所使用的封灌和封裝主要為合成的聚合物材料，其中以環(huán)氧樹脂，聚氨酯和橡膠的應(yīng)用最為廣泛。硅橡膠可在很寬的溫度范圍內(nèi)長期保持彈性、硫化時不會吸熱放熱，并具有優(yōu)良的電氣性能和化學穩(wěn)定性，是電子電氣組裝件灌封的首選材料。

硅橡膠是一種特種合成橡膠，以硅氧鍵為主鏈，而一般的橡膠是以C-C鍵為主鏈的結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了它具有耐高低溫、耐高電壓、耐臭氧老化、耐輻射性、高透氣性、以及對潤滑油等介質(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的化學惰性。此外，使用溫度范圍(-50-250℃)寬廣，彈性好、耐漏電起痕以及電蝕性能好，尤其是在其表面積污后仍具有優(yōu)良的憎水性能特點。因此，采用硅橡膠為導(dǎo)熱基體，與高導(dǎo)熱填料復(fù)合制成一種優(yōu)異性能的彈性導(dǎo)熱絕緣材料具有重要意義。

導(dǎo)熱填料的作用是在基底材料中形成導(dǎo)熱通路從而提高導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率，因此有效的導(dǎo)熱通路的形成對于材料熱導(dǎo)率的提升至關(guān)重要。提高導(dǎo)熱填料的添加量可有助于導(dǎo)熱通路的構(gòu)建，但是隨著導(dǎo)熱填料的增加，產(chǎn)品成本也相應(yīng)增加，機械性能也會隨之下降，目前所采用的導(dǎo)熱硅膠內(nèi)部導(dǎo)熱通道不足，造成了硅膠墊的導(dǎo)熱性能差，限制了其應(yīng)用范圍。選擇導(dǎo)熱性能更加優(yōu)異的導(dǎo)熱填料，是解決這一個問題的優(yōu)選方案之一。

石墨烯是有碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，導(dǎo)熱系數(shù)高達530W/(m.k)，并且這樣的二維結(jié)構(gòu)具有超大的比表面積以及良好的化學穩(wěn)定性。另一方面，面對電子元器件的輕質(zhì)化這一未來的發(fā)展趨勢要求，石墨烯的低密度將有助于其產(chǎn)品比重的明顯降低。顯然，這些優(yōu)良的性能使石墨烯成為一種理想的新型導(dǎo)熱填料。但是，石墨烯極易團聚，在填充基體內(nèi)部會因團聚而影響導(dǎo)熱通路的形成。本專利針對這一問題，提出了相應(yīng)的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)熱系數(shù)較高、導(dǎo)熱性能和絕緣阻燃性能較為優(yōu)良的高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片的制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片，按重量份計包括：100份的甲基乙烯基硅橡膠，200-400份的氧化鋁，10-20份的氮化硼，1-2份的硫化劑，20份的硅膠阻燃劑，3-6份的硅烷偶聯(lián)劑,3-6份的羥基硅油和5-20份的石墨烯。

一種高導(dǎo)熱低比重鋰電池防爆硅膠墊片的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、對氮化硼及石墨烯進行表面處理：以水跟乙醇1：1～2：1的體積比例配置乙醇水溶液，分別將氮化硼和石墨烯浸漬于硅烷偶聯(lián)劑水溶液內(nèi)，再經(jīng)均質(zhì)分散、抽濾、干燥、打粉，制得氮化硼粉體及石墨烯粉體；