[發明專利]一種硅橡膠高導熱材料

有效

• 申請號: 202011046095.2
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112080149B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張玉貞
• 申請（專利權）人: 惠州市帕克威樂新材料有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K7/18;C08K7/08;C09K5/14
• 代理公司: 深圳市鼎智專利代理事務所(普通合伙) 44411
• 代理人: 于娜

本發明涉及導熱硅橡膠技術領域，尤其涉及一種硅橡膠高導熱材料。硅橡膠的導熱性能與大多數聚合物一樣，導熱性能較差，導熱系數僅為0.2w/m·k，石墨烯簡單的分散到硅橡膠材料體系中，石墨烯與硅橡膠的相容性不是太好，且石墨烯粒子之間很容易團聚，對提高硅橡膠的導熱性十分不利。基于上述問題，本發明提供一種硅橡膠高導熱材料，采用特殊的鈦酸酯偶聯劑將石墨烯和石墨連接在一起，形成較大的導熱網絡，增加了石墨烯或石墨與硅橡膠材料之間的相容性，降低了石墨烯或石墨粒子本身團聚的概率，本發明又將不同粒徑的球形氧化鋁以及四針狀氧化鋅添加到硅橡膠體系中，導熱填料之間協同作用，大大提高了硅橡膠材料的導熱性能。

技術領域

本發明涉及導熱硅橡膠技術領域，尤其涉及一種硅橡膠高導熱材料。

背景技術

隨著現代電子工業、信息產業和高新技術的發展，特別是隨著微電子器件的小型化、密集化、和功率的不斷地增加，器件的散熱問題變得日益重要，因此人們對導熱材料提出了越來越高的要求，希望獲得具有良好導熱性能的材料以滿足實際需要。導熱硅橡膠具有耐高低溫、耐老化、耐化學腐蝕的優良特性，然而硅橡膠的導熱性能與大多數聚合物一樣，導熱性能較差，導熱系數僅為0.2w/m·k。要賦予硅橡膠優良的導熱性，可以通過混煉的方法在硅橡膠基體中加入無機導熱填料(如：三氧化二鋁、氮化硼等)可以明顯提高硅橡膠的導熱性能。然而根據這些導熱填料的形貌和導熱機理，要達到理想的導熱效果，導熱填料的用量通常要大于70-80wt％，這樣可能會劣化硅橡膠的力學性能，影響其它方面使用性能。

石墨烯是一種新興的碳材料，它不僅具有5300w/m·k的理論導熱系數，還具有很高的厚徑比，在硅橡膠中較少的添加量(小于0.1～5wt％)就可以構成有效的導熱網絡，提高硅橡膠的導熱性能，例如中國發明專利CN104327515A公開了一種含石墨烯的硅橡膠導熱復合材料，其將石墨烯直接添加到硅橡膠體系中以提高硅橡膠體系的導熱性能，將硅橡膠的導熱系數提高到4.98w/(m·k)(40℃)。但是，在實際的使用中發現，將石墨烯簡單的分散到硅橡膠材料體系中，石墨烯與硅橡膠的相容性不是太好，且石墨烯粒子之間很容易團聚，對提高硅橡膠的導熱性十分有限。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明要解決的技術問題是：硅橡膠的導熱性能與大多數聚合物一樣，導熱性能較差，導熱系數僅為0.2w/m·k，石墨烯簡單的分散到硅橡膠材料體系中，石墨烯與硅橡膠的相容性不是太好，且石墨烯粒子之間很容易團聚，對提高硅橡膠的導熱性十分不利。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明提供一種硅橡膠高導熱材料，主要包括硅橡膠和導熱填料，其質量組分如下：

具體地，所述石墨烯/石墨復合材料按照以下步驟制備：

(1)將150mgGO分散于10mL去離子水中，超聲分散10min，得到15mg/mL的GO分散液，加入50mg質量濃度為20％的硝酸銅水溶液，超聲分散均勻，180℃下水熱反應24h，將反應得到的產物置于冰箱冷凍成塊，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥2d，即得到Cu-G；

(2)稱取一定質量的鈦酸酯偶聯劑與乙醇均勻混合，配制成質量分數3％的鈦酸酯偶聯劑乙醇溶液，并不斷攪拌40min；

(3)將的Cu-G、石墨加入到配制好的鈦酸酯偶聯劑乙醇溶液中攪拌30min，Cu-G、石墨與鈦酸酯偶聯劑乙醇溶液的重量比為2:3:1，之后將產品置于100℃下干燥120min，得到石墨烯/石墨復合材料。

具體地，所述為鈦酸酯偶聯劑為TTOPP-38S或401。

具體地，所述石墨烯/石墨復合材料、球形微米氧化鋁、球形納米氧化鋁、四針狀氧化鋅四者的質量比為5:5:1:3。

具體地，所述硅橡膠為二甲基乙烯基硅橡膠或甲基苯基乙烯基硅橡膠。