CN103342896A - 一种耐高温导热硅胶片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温导热硅胶片及其制备方法，其特征在于组分比例如下：乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷50～80份、乙烯基封端的甲基苯基硅油20～50份、含氢硅油0.3～10份、铂金催化剂2～6份、抑制剂0.2～0.6份、耐热添加剂5～100份、导热粉体：400～1200份。其制备方法包含：先将乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷与乙烯基封端的甲基苯基硅油在捏合机中混合均匀；加入分批加入处理过的或者未处理的导热粉体及耐热添加剂，待其混合均匀后加入含氢硅油、抑制剂，催化剂；混合均匀并在成型机中热固化成片材。本发明提供的耐热硅胶片在250℃，1000h老化，仍然能够有良好的使用性，即硬度、导热系数变化在可接受的范围内。

Description

一种耐高温导热硅胶片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐高温导热硅胶片，特别涉及一种大型的工业设备中所用的耐高温导热硅胶片。

背景技术

随着电子设备及工业设备集成程度越来越高，其发热量也越来越大，特别是对于某些大型的工业设备，其热量累积所产生的温度甚至长期超过250℃，基于理想的要求，设备所产生的热量可以尽快地散失出去，但通常这些大型的工业设备，公差配合间隙较大，导热性能好、耐热性能亦好的材料，如石墨片等难以满足大间隙的要求。故而能满足大间隙传热要求的材料仍以导热片为主。导热硅胶片耐热性能较好，但市场上现有的导热硅胶片，其长期耐温性能只能达到160℃，高的也只能达到200℃。一种长期耐250℃以上高温的导热片则成为了一种迫切的需求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种耐高温导热硅胶片，该硅胶片在250℃，1000h老化，仍然能够有良好的使用性，即硬度、导热系数变化在可接受的范围内。

本发明提供一种耐高温的导热硅胶片，其组分比例如下：

乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷：50～80

乙烯基封端的甲基苯基硅油：20～50份

含氢硅油：0.3～10份

铂金催化剂：2～6份

抑制剂：0.2～0.6份

耐热添加剂：5～100份

导热粉体：400～1200份

所述的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，其粘度在300～10000cps之间，优选500～5000cps之间，更优选500～2000cps之间。粘度低，利于添加剂及导热粉体的填充。当粘度低于300cps时，降低导热片的硬度会比较困难。

所述的乙烯基封端的甲基苯基硅油，其粘度在其粘度在2000～20000cps，乙烯基含量在2.5～5.5％(重量百分率)之间，苯基含量在10％～30％之间。苯基含量的增加可以提高最终成品的耐热性，但过高的苯基含量会影响其与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷的相容性。

所述的含氢硅油包括一种侧链含氢硅油或侧链含氢硅油与端含氢硅油的混合物。调节含氢硅油与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端的甲基苯基硅油的比例，可以调节不同硬度的导热硅胶片。

所述的铂金催化剂是将氯铂酸与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷或乙烯基封端的甲基苯基硅油络合后制成的。

所述的抑制剂可以是炔醇类、酰胺化合物、马来酸酯化合物中一种或它们的配合物。

所述的耐热添加剂可以是气相二氧化硅，氧化铁红，氧化铁黄，炭黑中的一种或几种。优选氧化铁红及炭黑。

所述的导热粉体可以是氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳纤维、石墨烯中的一种或多种的组合。其形状可以是片状的，针状的，球状的。

本发明所述耐高温导热硅胶片的制作方法：

先将乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷与乙烯基封端的甲基苯基硅油在捏合机中混合均匀，加入分批加入处理过的或者未处理的导热粉体及耐热添加剂，混合过程中可以加热也可以不加热，待其混合均匀后，在室温下依次加入含氢硅油、抑制剂，催化剂。混合均匀即可得到可成型的胶料。在成型机中热固化成片材。

在实际生产中，还可以添加阻燃剂来达到导热片阻燃的目的，常用的阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化钛等。

在实际生产中，还可以使用偶联剂来进行导热粉体的表面处理以提高导热粉体在硅油中的添加量，常用的偶联剂包括γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅油等。

在实际生产中，可以使用行星搅拌机、捏合机等混合设备进行胶料的混合，而后使用压延机或平板硫化机，进行成形，并热固化。

测试方法：

将成型后的导热片，导热片上下均为表面平整的铝板，放入恒温干燥箱中，250℃老化，分别在100h，200h，500h，750h，1000h时取出部分测试其硬度及热阻变化。

硬度的测试方法参照《ASTM D2240-2005橡胶硬度测试标准》

热阻的测试方法参照《ASTM D5470-2006热传导固体电绝缘薄材料热传导性能测试方法(10.02)》

发明有益效果：

本发明提供的耐高温硅胶片在250℃，1000h老化后，仍然能够有良好的使用性，即硬度、导热系数变化在可接受的范围内。

具体实施例

导热胶料制备

将规定量的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和乙烯基封端的甲基苯基硅油加入行星搅拌机中，混合均匀，而后分三次加入导热粉体以及耐热添加剂、偶联剂等助剂进行搅拌，同时将温度升至150℃，搅拌3小时后开始降温。在室温下依次加入含氢硅油、抑制剂。搅拌均匀后，备用。

成形

使用双棍压延机或多辊压延机，将制备好的胶料放入涂有离型剂的PET上，同时上层也覆上涂有离型剂的PET，压延至要求的厚度，在分离式或一体式加热隧道中加热硫化成形。

利用不同配方进行耐高温导热硅胶片的制备并分别在100h，200h，500h，750h，1000h时取出部分测试其硬度及热阻变化。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温导热硅胶片及其制备方法，其特征在于组分比例如下：

乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷50～80份、乙烯基封端的甲基苯基硅油20～50份、含氢硅油0.3～10份、铂金催化剂2～6份、抑制剂0.2～0.6份、耐热添加剂5～100份、导热粉体：400～1200份。

2.根据权利要求1所述的耐高温的导热硅胶片，其特征在于所述的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，其粘度在300～10000cps。

3.根据权利要求1所述的耐高温的导热硅胶片，其特征在于所述的乙烯基封端的甲基苯基硅油，其粘度在其粘度在2000～20000cps，乙烯基含量在2.5～5.5％，苯基含量在10％～30％之间。

4.根据权利要求1所述的耐高温的导热硅胶片，其特征在于所述的含氢硅油包括一种侧链含氢硅油或侧链含氢硅油与端含氢硅油的混合物。

5.根据权利要求1所述的耐高温的导热硅胶片，其特征在于所述的铂金催化剂是将氯铂酸与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷或乙烯基封端的甲基苯基硅油络合后制成的；

所述的耐高温的导热硅胶片，其特征在于所述的抑制剂可以是炔醇类、酰胺化合物、马来酸酯化合物中一种或它们的配合物。

6.根据权利要求1所述的耐高温的导热硅胶片，其特征在于所述的耐热添加剂可以是气相二氧化硅，氧化铁红，氧化铁黄，炭黑中的一种或几种；

所述的导热粉体可以是氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳纤维、石墨烯中的一种或多种的组合，其形状可以是片状的，针状的，球状的。

7.根据权利要求1所述的耐高温的导热硅胶片的制备方法，其特征在于包含以下步骤：先将乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷与乙烯基封端的甲基苯基硅油在捏合机中混合均匀；加入分批加入处理过的或者未处理的导热粉体及耐热添加剂，混合过程中可以加热也可以不加热；待其混合均匀后，在室温下依次加入含氢硅油、抑制剂，催化剂；混合均匀即可得到可成型的胶料；在成型机中热固化成片材。

8.根据权利要求7所述的耐高温的导热硅胶片的制备方法，其特征在于添加阻燃剂来达到导热片阻燃的目的，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、或氧化钛。

9.根据权利要求7所述的耐高温的导热硅胶片的制备方法，其特征在于使用偶联剂来进行导热粉体的表面处理以提高导热粉体在硅油中的添加量，所述偶联剂包括γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、和辛基三甲氧基硅油。

10.根据权利要求7所述的耐高温的导热硅胶片的制备方法，其特征在于在分散过程中添加偶联剂或分散剂，偶联剂可以是商品化的可以与铂金硫化机共用的偶联剂中的任意一种，分散剂为含氟的硅氧烷。