CN106589958A - 一种高导热硅橡胶泡沫材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高温硅橡胶发泡技术领域，涉及一种高导热硅橡胶泡沫材料及其制备方法。由以下质量份数的原料制备得到：硅橡胶生胶500份，补强剂50-75份，防结构化助剂20-40份，复合发泡剂40-80份，发泡助剂15～30份；硫化剂10-25份，导热填料100-350份，并且通过一定的加工工艺，制备得到了一种高导热硅橡胶泡沫材料，且原料廉价，加工工艺简单易实现。
Description
技术领域
本发明涉及硅橡胶发泡的技术领域，具体涉及一种高导热硅橡胶泡沫材料及其制备方法。
技术背景
导热橡胶广泛应用于航天、航空、电子电器领域中需要散热和传热的部位，同时可起到绝缘和减震的作用，绝缘导热橡胶具有较高的导热率，优良的电性能和耐老化性能，能够有效散去电子产品使用中产生的热量，对电子产品的密集化、小型化和提高其可靠性和寿命都有重要意义。高导热硅橡胶泡沫材料对于进一步提高减震效果，同时又不影响散热方面将发挥极大的作用。
发明内容
利用甲基乙烯基硅胶，纳米二氧化硅，羟基甲基乙基硅油，亚硝基化合物，碳酸盐，尿素衍生物，过氧化物硫化剂，纳米二氧化铝等，通过合理的配合及调整其加工工艺，制备出了一种高导热硅橡胶泡沫材料，所得泡沫泡孔均匀，导热系数高，并且加工工艺简单，对加工设备要求低，现有的设备完全可以实现生产。
本发明的目的之一是一种高导热硅橡胶泡沫材料。
为了实现上述技术目的，所采用的技术方案如下：
一种高导热硅橡胶泡沫材料，原料质量分数如下制得：硅橡胶生胶500份，补强剂50-75份，防结构化助剂20-40份，复合发泡剂40-80份，发泡助剂15～30份，硫化剂10-25份，导热填料100-350份。
其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅胶，乙烯基含量为0.15％，分子量为50万(称为胶I)和乙烯基含量为0.33％，分子量为50万(称为胶II)两种。
其中，所述补强剂为：纳米二氧化硅，粒径为30±5nm。
其中，所述防结构化助剂为羟基甲基乙基硅油，粘度为100-150mpa.s，羟基含量为5-8％。
其中，所述复合发泡剂为有机无机复合发泡剂，有机发泡剂为亚硝基化合物，无机发泡剂为碳酸盐类化合物；
其中，所述发泡助剂为尿素十六酸酯。
其中，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，包括：过氧化2-乙基己酸叔戊酯(TAPO)和3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯。
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，粒径为50±10nm。
的目的在于提供一种高导热硅橡胶泡沫材料的制备发法。
一种高导热硅橡胶泡沫材料的制备发法，其制备方法如下：
(1)将硅橡胶生胶250份，补强剂补强剂50-75份，防结构化助剂10-20份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，在烘箱175℃停放2小时，冷却至室温，停放36小时，称之为A组份。
(2)将硅橡胶生胶250.0份，防结构化助剂10-20份，复合发泡剂40-80份，发泡助剂15～30份；导热填料100-350份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，称之为B组份。
(3)在开炼机上依次加入A组份、B组份、硫化剂10-25份，45℃左右打两面三刀及三角包23次，至混合均匀，下片，制得胶片C。
(4)将C组份放在平板硫化机上，135℃一段硫化16分钟，在182℃烘箱内，二段硫化130分钟，冷却至室温，存放24小时后，再经烘箱后处理，处理工艺采用程序升温工艺，由室温升温至100℃，保温1小时，然后升温至130℃，保温1小时，然后继续升温至160℃，保温1小时，继续升温至170℃，保温1小时，最后升温至175℃，保温4小时，即制得高导热硅橡胶泡沫材料。
具体实施方式
以下为本发明的部分具体实施例，以助于对本发明的理解，但本发明的保护范围不局限于此。
实施例1
一种高导热硅橡胶泡沫材料，由以下质量分数的原料制备得到：
硅橡胶生胶500份；
补强剂50份，；
防结构化助剂20份；
复合发泡剂40份，；
发泡助剂15份；
硫化剂10份；
导热填料100份。
其中，所述硅橡胶生胶是胶I为250份和胶II为250份组成；
其中，所述补强剂为：纳米二氧化硅，粒径为30±5nm；
其中，所述防结构化助剂为羟基甲基乙基硅油，粘度为100-150mpa.s，羟基含量为5-8％；
其中，所述复合发泡剂为有机无机复合发泡剂，有机发泡剂为N，N’-2-二甲基-2-N，N’-2-二亚硝基对苯二甲酰胺，无机发泡剂为碳酸氢钠，有机发泡剂/无机发泡剂配比为2∶1：
其中，所述发泡助剂为尿素十六酸酯；
其中，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，包括：过氧化2-乙基己酸叔戊酯(TAPO)和3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯，比例为1∶1；
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，粒径为50±10nm。
一种高导热硅橡胶泡沫材料的制备发法如下：
(1)将硅橡胶生胶250份，补强剂50份，防结构化助剂10份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，在烘箱175℃停放2小时，冷却至室温，停放36小时，称之为A组份；
(2)将硅橡胶生胶250.0份，防结构化助剂10份，复合发泡剂40份，发泡助剂15份；导热填料100份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，称之为B组份；
(3)在开炼机上依次加入A组份、B组份、硫化剂10份，45℃左右打两面三刀及三角包23次，至混合均匀，下片，制得胶片C；
(4)将C组份放在平板硫化机上，135℃一段硫化16分钟，在182℃烘箱内，二段硫化130分钟，冷却至室温，存放24小时后，再经烘箱后处理，处理工艺采用程序升温工艺，由室温升温至100℃，保温1小时，然后升温至130℃，保温1小时，然后继续升温至160℃，保温1小时，继续升温至170℃，保温1小时，最后升温至175℃，保温4小时，即制得高导热硅橡胶泡沫材料。
制得的高导热硅橡胶泡沫，其密度为0.369g/cm3，导热系数为1.142W/m·K。
实施例2
一种高导热硅橡胶泡沫材料，由以下质量分数的原料制备得到：
硅橡胶生胶500份；
补强剂75份；
防结构化助剂40份；
复合发泡剂80份；
发泡助剂30份；
硫化剂25份；
导热填料350份。
其中，所述硅橡胶生胶是胶I300份和胶II为200份组成；
其中，所述补强剂为：纳米二氧化硅，粒径为30±5nm；
其中，所述防结构化助剂为羟基甲基乙基硅油，粘度为100-150mpa.s，羟基含量为5-8％；
其中，所述复合发泡剂为有机无机复合发泡剂，有机发泡剂为N，N’-2-二甲基-2-N，N’-2-二亚硝基对苯二甲酰胺，无机发泡剂为碳酸氢钠，有机发泡剂/无机发泡剂配比为3∶1；
其中，所述发泡助剂为尿素十六酸酯；
其中，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，包括：过氧化2-乙基己酸叔戊酯(TAPO)和3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯；。
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，粒径为50±10nm。
一种低密度硅橡胶泡沫材料的制备方法为：
(1)将硅橡胶生胶250份，补强剂75份，防结构化助剂20份，在密炼机中共混炼16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，在烘箱175℃停放2小时，冷却至室温，停放36小时，称之为A组份；
(2)将硅橡胶生胶250.0份，防结构化助剂20份，复合发泡剂80份，发泡助剂30份；导热填料350份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，称之为B组份；
(3)在开炼机上依次加入A组份、B组份、硫化剂25份，45℃左右打两面三刀及三角包23次，至混合均匀，下片，制得胶片C；
(4)将C组份放在平板硫化机上，135℃一段硫化16分钟，在182℃烘箱内，二段硫化130分钟，冷却至室温，存放24小时后，再经烘箱后处理，处理工艺采用程序升温工艺，由室温升温至100℃，保温1小时，然后升温至130℃，保温1小时，然后继续升温至160℃，保温1小时，继续升温至170℃，保温1小时，最后升温至175℃，保温4小时，即制得高导热硅橡胶泡沫材料。
制得的高导热硅橡胶泡沫，其密度为0.263g/cm3，导热系数为1.845W/m·K。
实施例3
一种高导热硅橡胶泡沫材料，由以下质量分数的原料制备得到：
硅橡胶生胶500份；
补强剂240份；
防结构化助剂30份；
复合发泡剂60份；
发泡助剂25份；
硫化剂15份；
导热填料8份。
其中，所述硅橡胶生胶是胶I200份和胶II为300份组成；
其中，所述补强剂为：纳米二氧化硅，粒径为30±5nm；
其中，所述防结构化助剂为羟基甲基乙基硅油，粘度为100-150mpa.s，羟基含量为5-8％；
其中，所述复合发泡剂为有机无机复合发泡剂，有机发泡剂为N，N’-2-二甲基-2-N，N’-2-二亚硝基对苯二甲酰胺，无机发泡剂为碳酸氢钠，有机发泡剂/无机发泡剂配比为1∶2；
其中，所述发泡助剂为尿素十六酸酯；
其中，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，包括：过氧化2-乙基己酸叔戊酯(TAPO)和3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯；
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，粒径为50±10nm。
一种低密度硅橡胶泡沫材料的制备方法为：
(1)将硅橡胶生胶250份，补强剂60份，防结构化助剂15份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，在烘箱175℃停放2小时，冷却至室温，停放36小时，称之为A组份；
(2)将硅橡胶生胶250.0份，防结构化助剂15份，复合发泡剂60份，发泡助剂24份；导热填料240份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，称之为B组份；
(3)在开炼机上依次加入A组份、B组份、硫化剂15份，45℃左右打两面三刀及三角包23次，至混合均匀，下片，制得胶片C；
(4)将C组份放在平板硫化机上，135℃一段硫化16分钟，在182℃烘箱内，二段硫化130分钟，冷却至室温，存放24小时后，再经烘箱后处理，处理工艺采用程序升温工艺，由室温升温至100℃，保温1小时，然后升温至130℃，保温1小时，然后继续升温至160℃，保温1小时，继续升温至170℃，保温1小时，最后升温至175℃，保温4小时，即制得高导热硅橡胶泡沫材料。
制得的高导热硅橡胶泡沫，其密度为0.293g/cm3，导热系数为1.632W/m·K。
以上实施例仅为本发明的较佳实施方案，但其实施方式并不受上述数实施例限制。故但凡在本方面范围内所做的任何修改及补充，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是，由以下质量份数的原料组成：
硅橡胶生胶500份；补强剂50-75份；防结构化助剂20-40份；复合发泡剂40-80份；发泡助剂15～30份；硫化剂10-25份；导热填料100-350份。
2.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是：所述硅橡胶为甲基乙烯基硅胶，乙烯基含量为0.15％，分子量为50万和乙烯基含量为0.33％，分子量为50万两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是：所述所述补强剂为：纳米二氧化硅，粒径为30±5nm。
4.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是：所述所述防结构化助剂为羟基甲基乙基硅油，粘度为100-150mpas，羟基含量为5-8％。
5.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是：所述复合发泡剂为有机无机复合发泡剂，有机发泡剂为亚硝基化合物，无机发泡剂为碳酸盐类化合物。
6.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是：所述发泡助剂为尿素十六酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是：所述硫化剂为过氧化物硫化剂为过氧化2-乙基已酸叔戊酯(TAPO)或3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯或过氧化2-乙基已酸叔戊酯(TAPO)和3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种高导热硅橡胶泡沫材料，其特征是所述导热填料为纳米氧化铝，粒径为50±10nm。
9.一种高导热硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征是包含如下步骤：
(1)将硅橡胶生胶250份，补强剂50-75份，防结构化助剂20-40份，在密炼机中共混炼16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，在烘箱175℃停放2小时，冷却至室温，停放36小时，制得A组份；
(2)将硅橡胶生胶250.0份，复合发泡剂40-80份，发泡助剂15～30份，导热填料100-350份，在密炼机中共混16分钟，再在开炼机上打23次两面三刀及三角包，至混合均匀下片，制得B组份；
(3)在开炼机上依次加入A组份、B组份、硫化剂，45℃左右打两面三刀及三角包23次，至混合均匀，下片，制得C组份；
(4)将C组份放在平板硫化机上，135℃一段硫化16分钟，在182℃烘箱内，二段硫化130分钟，冷却至室温，存放24小时后，再经烘箱后处理，处理工艺采用程序升温工艺，由室温升温至100℃，保温1小时，然后升温至130℃，保温1小时，然后继续升温至160℃，保温1小时，继续升温至170℃，保温1小时，最后升温至175℃，保温4小时，即制得高导热硅橡胶泡沫材料。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2015-10-15 CN CN201510689511.3A patent/CN106589958A/zh active Pending
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