一种导电导热硅胶复合材料及其制备方法与流程

文档序号:23462656发布日期:2020-12-29 12:43阅读:185来源:国知局

本发明涉及到于电力系统应用,特别涉及到一种导电导热硅胶复合材料及其制备方法。



背景技术:

随着5g的发展,在高工作频率下,半导体工作环境向高温方向迅速移动,此时,电子元器件产生的热量迅速积累、增加,在使用环境温度下,要使电子元器件仍能高可靠性地正常工作,及时散热能力成为限制其使用寿命的关键因素。为保障元器件运行可靠性,需使用高可靠性、高导热性能等综合性能优异的材料,迅速、及时地将发热元件积聚的热量传递给散热设备,保障电子设备正常运行。

应用于电磁屏蔽环境中的导热需求越来越多,本发明提供的复合导电导热胶应用到电子路封装外壳的接合处,可以将热量均匀的传递出去,不造成热量的累积,起到散热效果和屏蔽效能,具有广泛的应用前景。



技术实现要素:

鉴于所述问题,提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种导电导热硅胶复合材料及其制备方法,包括:

一种导电导热硅胶复合材料,包括,以重量份数算:

聚硅氧烷50~100份;导电导热粉体200~600份;固化剂0.1~10份;抑制剂0.1~2份;催化剂0.01~5份;助剂0~10份;有机稀释剂0~50份。

进一步地,所述聚硅氧烷包括聚甲基乙烯基硅氧烷、二甲基硅油、羟基硅油及液体硅橡胶中的至少一种。

进一步地,所述导电粉体包括纯金粉、纯银粉、纯铜粉、纯铝粉、纯镍粉、镀金镍粉、镀银镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃粉、镀镍铜粉、镀镍铝粉及镀镍石墨粉中的至少一种。

进一步地,所述导热粉体包括三氧化二铝、氧化镁、氮化硼、氮化铝及氢氧化铝中的至少一种,且所述导热粉体的粒径为0.1μm-60μm。

进一步地,所述固化剂为粘度为10cps-500cps,氢原子的质量百分含量为0.1%~1.6%的含氢硅油。

进一步地,所述含氢硅油的单个分子链上至少有两个或以上的硅氢键。

进一步地,所述抑制剂包括3-甲基-1丁炔-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇、1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇及2-乙炔基异丙醇中的至少一种。

进一步地,所述催化剂为铂金络合物催化剂;

所述助剂包括增粘剂、触变剂、防老剂及阻燃剂中的至少一种。

进一步地,所述有机稀释剂包括甲苯、二甲基苯、乙醇、丙酮、正癸烷、正十一烷、挥发性硅氧烷、挥发性甲基硅氧烷及d40溶剂油中的至少一种。

一种导电导热硅胶复合材料的制备方法,包括以下步骤:

分别将聚硅氧烷与导电粉体、导热粉体、固化剂、抑制剂、助剂及有机溶剂在25-90℃搅拌混合均匀,并冷却至室温;

将催化剂加入冷却至室温后的混合物搅拌均匀,并进行抽真空排气泡处理;

将进行抽真空排气泡处理后的混合物进行胶或者压延成片处理,然后在100~150℃下烘烤0.5~2小时定型。

本申请具有以下优点:

在本申请的实施例中,通过以重量份数算:聚硅氧烷50~100份;导电导热粉体200~600份;固化剂0.1~10份;抑制剂0.1~2份;催化剂0.01~5份;助剂0~10份;有机稀释剂0~50份。本发明的导电导热硅胶材料,兼具良好密封性和导电、导热性能,而且制备方法简单,固化成型方便,易于现场施工,具有很强的实用性和广泛的适用性。

具体实施方式

为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在本发明实施例中,本发明提供一种导电导热硅胶复合材料,包括,以重量份数算:

聚硅氧烷50~100份;导电导热粉体200~600份;固化剂0.1~10份;抑制剂0.1~2份;催化剂0.01~5份;助剂0~10份;有机稀释剂0~50份。

在本申请的实施例中,通过以重量份数算:聚硅氧烷50~100份;导电粉体200~400份;导热粉体0~200份;固化剂0.1~10份;抑制剂0.1~2份;催化剂0.01~5份;助剂0~10份;有机稀释剂0~50份。本发明的导电导热硅胶材料,兼具良好密封性和导电、导热性能,而且制备方法简单,固化成型方便,易于现场施工,具有很强的实用性和广泛的适用性。

下面,将对本示例性实施例中导电导热硅胶复合材料及其制备方法作进一步地说明。

在可选的实施例中,所述聚硅氧烷包括聚甲基乙烯基硅氧烷、二甲基硅油、羟基硅油及液体硅橡胶中的至少一种,优选为聚甲基乙烯基硅氧烷。

在可选的实施例中,所述导电粉体包括纯金粉、纯银粉、纯铜粉、纯铝粉、纯镍粉、镀金镍粉、镀银镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃粉、镀镍铜粉、镀镍铝粉及镀镍石墨粉中的至少一种,优选为镀镍石墨粉或镀银铜粉。

在可选的实施例中,所述导热粉体包括三氧化二铝、氧化镁、氮化硼、氮化铝及氢氧化铝中的至少一种,且所述导热粉体的粒径为0.1μm-60μm。

在可选的实施例中,所述固化剂为粘度为10cps-500cps,氢原子的质量百分含量为0.1%~1.6%的含氢硅油。

在优选的实施例中,所述含氢硅油的单个分子链上至少有两个或以上的硅氢键。

在可选的实施例中,所述抑制剂包括3-甲基-1丁炔-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇、1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇及2-乙炔基异丙醇中的至少一种。

在可选的实施例中,所述催化剂为铂金络合物催化剂;

所述助剂包括增粘剂、触变剂、防老剂及阻燃剂中的至少一种。

在可选的实施例中,所述有机稀释剂包括甲苯、二甲基苯、乙醇、丙酮、正癸烷、正十一烷、挥发性硅氧烷、挥发性甲基硅氧烷及d40溶剂油中的至少一种。

在本发明实施例中,本发明还提供一种导电导热硅胶复合材料的制备方法,包括以下步骤:

分别将聚硅氧烷与导电粉体、导热粉体、固化剂、抑制剂、助剂及有机溶剂在25-90℃搅拌混合均匀,并冷却至室温;

将催化剂加入冷却至室温后的混合物搅拌均匀,并进行抽真空排气泡处理;

将进行抽真空排气泡处理后的混合物进行胶或者压延成片处理,然后在100~150℃下烘烤0.5~2小时定型。

在下列实施例1-4中,所述导电导热硅胶复合材料按照下列步骤进行制备:

分别将聚硅氧烷与导电粉体、导热粉体、固化剂、抑制剂、助剂及有机溶剂采用行星搅拌机或高速离心行星搅拌混合均匀,其中,采用行星搅拌机时,搅拌温度为:45-90℃,搅拌时间为:60-120min;采用高速离心行星搅拌机时,搅拌温度为:25-30℃,搅拌时间为:6-10min,混合均匀后冷却至室温;

将催化剂加入冷却至室温后的混合物搅拌均匀,并进行抽真空排气泡处理,然后灌装备用。

将进行抽真空排气泡处理后的混合物进行胶或者压延成片处理,然后在150℃下烘烤30min定型。

定型后进行相关性能测试,其中,采用施德n5234b-200网络分析仪进行屏蔽效能测试;采用瑞领lw-938导热性能仪测试仪进行导热系数测试,性能结果见下表1。

所述导电导热硅胶复合材料各组分比例如下:

实施例1:

甲基乙烯基聚硅氧烷100份、镀镍石墨粉200~300份、3000ppm铂金络合物催化剂0.1份、1-乙炔基-1-环己醇抑制剂0.1份、粘度500cps含氢硅油固化剂2.5份、硅烷偶联剂类增粘剂0.2份、挥发性甲基硅氧烷机稀释剂30份。

实施例2:

甲基乙烯基聚硅氧烷100份、镀镍石墨粉200~300份、三氧化二铝导热粉体80份、30cps粘度的含氢硅油固化剂0.1份、1-乙炔基-1-环己醇抑制剂0.1份、5000ppm铂金络合物催化剂0.05份、挥发性甲基硅氧烷有机稀释剂26份。

实施例3:

甲基乙烯基聚硅氧烷100份、镀镍石墨粉250~300份、三氧化二铝导热粉体130份、30cps粘度的含氢硅油固化剂固化剂0.1份、1-乙炔基-1-环己醇抑制剂0.1份、5000ppm铂金络合物催化剂0.05份、硅烷偶联剂类增粘剂2份、挥发性甲基硅氧烷有机稀释剂47份。

实施例4:

甲基乙烯基聚硅氧烷100份、镀银铜粉250~350份、导热粉体105份、30cps粘度的含氢硅油固化剂0.1份、1-乙炔基-1-环己醇抑制剂0.1份、5000ppm铂金络合物催化剂0.05份、挥发性甲基硅氧烷有机稀释剂15份。

表1

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种导电导热硅胶复合材料及其制备方法,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

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