[發(fā)明專利]一種絕緣導熱硅橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811493145.4
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109777113B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 汪雙鳳;孟珍珍;文秀芳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/06;C08K9/06;C08K9/02;C08K9/12;C08K3/36;H01B3/28;C09K5/14;B29C35/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發(fā)明公開了一種絕緣導熱硅橡膠復合材料及其制備方法，以質(zhì)量百分比計，絕緣導熱硅橡膠復合材料的原料組成為：甲基乙烯基硅橡膠30％～60％，氣相法白炭黑15％～25％，納米銀修飾的導熱填料20％～45％，硫化劑1.5％～2％，硅烷偶聯(lián)劑0.5％～1.5％，羥基硅油1％～1.5％。本發(fā)明能在相同的成本下制得25℃時導熱系數(shù)高于1.78W/m·K，體積電阻率＞10¹⁴Ω，撕裂強度高于15.6KN/m的高導熱性、絕緣性和機械性能的硅橡膠,且制備方法簡單。

技術領域

本發(fā)明涉及硅橡膠材料技術領域，特別涉及一種絕緣導熱硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展，在電子電器領域，電子產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡化、智能化、微型化的方向發(fā)展，使得電子元件、邏輯電路向全、輕、薄、小的方向發(fā)展，而且隨著電子器件的集成化程度越來越高，其發(fā)熱量也隨之增加，從而導致電子元器件的工作環(huán)境急劇向高溫方向變化。研究表明，一般的電子元器件溫度每升高2℃，其可靠性就會下降10％，因此散熱問題也就成了設備是否能夠正常運行的關鍵問題。為了解決這一問題，通常在接觸面之間填充導熱硅橡膠片，利用導熱硅橡膠片其材質(zhì)的柔軟性及在低壓迫力作用下的彈性變量，為其粗糙表面構造密合接觸，以便將熱量帶走，降低乃至消除種電子元件與散熱器之間接觸面處的空氣熱阻。普通硅橡膠的導熱性能較差，熱導率通常只有0.1-0.2W/m·K左右，加入導熱填料可提高硅橡膠的導熱性能,但是隨著導熱填料的增加，硅橡膠材料的熱導率增加，但同時硬度也隨之增加，這不利于充分發(fā)揮硅橡膠材料連接熱源與熱沉的傳熱通路。

中國發(fā)明專利CN201310253733.1公開了一種微納片層氮化硼/橡膠復合材料及其制備方法，其制備方法包括以下步驟：1.將微米片層氮化硼原料置于溶劑中超聲剝離制備納米片層氮化硼。2.將得到的納米片層氮化硼和微米片層氮化硼原料按比例與橡膠混合，并加入硫化劑，混煉均勻制備混煉膠。3.將氮化硼/橡膠混煉膠通過硫化獲得高導熱硅橡膠制品。微米片層氮化硼不易團聚，在橡膠中主要是起橋梁搭接作用，而制得的這種納米片層結構的氮化硼理論上具有遠超過普通氮化硼的導熱率。用該方法制備的氮化硼導熱橡膠可以在較低的填充份數(shù)下，具備較高的導熱性能；但其制備過程復雜，超聲剝離得到的納米片層氮化硼產(chǎn)率低，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

中國發(fā)明專利申請CN201611255630.9公開了一種利用改性氮化硼制得的導熱硅橡膠及其制備方法；導熱硅橡膠由A、B膠混合組成，其中：A膠包括：基料50～100份，導熱填料5～50份，補強填料5～20份，抑制劑0.1～1.0份；B膠包括：交聯(lián)劑2～10份，催化劑2～10份，導熱填料5～50份，補強填料5～20份；導熱填料為改性氮化硼。改性過的氮化硼顆粒作為導熱填料加入到硅橡膠中制得的絕緣導熱硅膠具有優(yōu)良的耐熱、耐候性能，以及高的導熱性能和優(yōu)良的流動特性，可用于汽車電池材料的封裝。所述的改性氮化硼的制備步驟如下：首先配制1mg/mL的乙烯基硅油/庚烷溶液，通過機械攪拌器攪拌均勻；然后在攪拌均勻的溶液中添加氮化硼顆粒直至溶液中的氮化硼顆粒達到飽和狀態(tài)；再將浸泡了氮化硼顆粒的液體進行機械攪拌和超聲分散；最后分散好的飽和液體在100℃～120℃的環(huán)境下干燥4～6小時即可得到改性過的氮化硼顆粒。所述的基料為乙烯基硅油；補強填料為氣相白炭黑、石英粉、碳酸鈣中的一種；交聯(lián)劑為含氫硅油。該技術所制備的硅橡膠復合材料僅用氮化硼做導熱填料，氮化硼本身熱導率較低；且利用乙烯基硅油/庚烷溶液進行改性，改性效果不明顯。因此所制備的硅橡膠復合材料熱導率不高，僅有0.73W/m·K。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的不足，本發(fā)明提供一種具有極好的導熱率，并具有良好的機械性能和電絕緣性的絕緣導熱硅橡膠復合材料及其制備方法。