一种高填充柔性导热硅橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及导热硅胶技术，具体设及一种高填充柔性导热娃橡胶及其制备方法， 该导热娃橡胶可应用于电子元器件及电子产品的散热。
【背景技术】
[0002] 由于集成技术和组装技术的迅速发展，电子元器件和集成电路的体积逐渐小型 化、轻型化，但功率度越来越高，运行过程中会产生大量的热量，元器件溫度每升高2°C，稳 定性下降10%，元器件工作溫度为50°C时的寿命只有25°C时的1 / 6。在使用环境溫度下， 为使电子元器件能高稳定性地正常工作，及时将热流传递出去已成为影响其使用寿命的重 要因素。因此热传导、散热、导热材料技术的发展越来越受到人们的关注。
[0003] 传统的导热材料多为金属和金属氧化物及其他非金属材料。金属导热材料由于刚 性接触、电绝缘性能较差，热膨胀系数大，作为高导热材料还需要做成复合材料，制作方法 相对较繁琐，成本较高，难W适应电子元器件的散热需求，因此新型高导热材料的开发成为 当务之急。非金属高分子导热娃脂材料虽然具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、柔软有弹 性、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等优点，但高分子材料本身的结构特点决定了 其热导率很低，操作不方便，需要用工具涂抹在电子元器件上面，而且要涂均匀，如果不均 匀散热性也不好。
[0004] 随着电子产品和电子仪器设备的集成轻薄化，照明用LED的大功率化，半导体热 环境向高溫方向变化，及时散热能力成为影响其使用性能的重要限制因素。目前，既具有导 热功能、又具备其他特殊功能的高分子复合材料已成为导热材料的研究热点。在聚合物中 填充高导热性的无机填料是制备导热高分子复合材料常用的方法。高分子复合导热材料具 有热导率较高、柔软、电绝缘性和密封性好等特点，将其用于电子元器件散热时能有效填充 界面间的空隙，驱除冷热界面间的空气，可将散热器功效提高40 % W上，运对于电子元器件 的小型化、密集化，提高其精度和寿命至关重要。
[0005] 导热硅胶具有良好压力应变性能，只需稍微加点压力，产品就会发生较大的形 变，能够起到很好的填缝作用，降低表面接触热阻，增多了导热通道，提高导热效果；另外 导热硅胶有不同导热系数，适合不同发热功率电子元器件的需求；导热硅胶片上下表面均 具有粘性，在使用中可W提供一定的粘接能力；并且具有优越的绝源阻燃性能，能够在电 子元器件中广泛应用；也具有良好柔初性，可W根据客户需要裁切成各种尺寸规格；另外 还具备一定减震功能。因此，导热硅胶的研究成为导热材料的研究热点。中国发明专利 CN201310078399. 0,导热硅胶片材及其制备方法，CN201310015610. 4导热硅胶皮的制作工 艺，CN201210014660. 6导热硅胶片及其制造方法，CN201210014673. 3导热硅胶卷及其制造 方法，CN200610052673. 7导热硅胶的生产方法都对导热硅胶及其制备方法进行了研究，其 工艺方法各自有其优缺点。 发明创造内容
[0006] 鉴于上述现有散热材料所存在的不足，本发明的目的在于提供一种高填充柔性导 热娃橡胶及其制备方法，通过填充导热填料，有效提高导热硅胶的机械性能、粘接性能和导 热率，可广泛应用于LED、液晶显示器、冰箱压缩机等电子元器件及电子产品的散热。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案来实现： 一种高填充柔性导热娃橡胶，其特征在于：该导热娃橡胶W质量分数计，原料组分组成 如下： 107室溫硫化娃橡胶20-30%，导热填料60-70%，硅烷偶联剂2. 8-4%，分散促进剂 0. 7-1%，多壁碳纳米管4-6%，固化引发剂1-2%。
[000引所述导热填料由粒径75 ym的氧化侣导热粉、粒径35 ym的碳化娃导热粉和粒径 2 y m的氧化侣导热粉按6:2:2的比例配比，所述硅烷偶联剂为双化咯烧酬硅烷，所述分散 促进剂为二月桂酸二下基锡，硅烷偶联剂与分散促进剂按4:1的量添加，所述多壁碳纳米 管的直径为60-80 ym，长度为5 ym，所述固化引发剂为过氧化苯甲酯与过氧化苯甲酯叔下 醋按质量比2:1混合而成。
[0009] 一种高填充柔性导热娃橡胶，其特征在于具有W下制备过程和步骤： (1) 将导热填料用硅烷偶联剂在常溫下浸泡预处理，过滤后于120°c下干燥8小时至恒 重； (2) 将107室溫硫化娃橡胶溶于甲苯溶液中，按一定比例加入步骤（1)预处理好的导热 填料、分散促进剂和多壁碳纳米管；置入真空捏合机中，充分揽拌均匀后，按一定比例加入 固化引发剂，再次揽拌均匀； (3) 将步骤（2)制得的胶料导入聚四氣乙締模具中，置于振动机中均匀振动，在室溫下 将振动好的胶料置于真空脱泡机中脱泡IOmin ; (4) 将步骤（3)制得的胶料用甲苯浸泡比，再置于真空干燥箱中进行干燥，真空压力参 数达到-0.1 kpa,去除甲苯残留； (5 )将步骤（4 )处理好的胶料于15化平板硫化机上将胶料模压硫化成型，硫化溫度为 100-110°C，压力为 10 Kg/cm2,硫化时间为 30-50S。
[0010] 相对于现有技术，本发明的有益效果是： 1、 本发明的导热硅胶通过填充导热填料，有效提高导热硅胶的机械性能、粘接性能和 导热率，利用硅烷偶联剂和分散促进剂对导热填料进行表面处理，增加填料间的相容性，添 加固化引发剂，提高导热硅胶固化速度，通过多壁碳纳米管提高机械性能，制作简单，成本 较低； 2、 本发明的导热硅胶的导热填料通过不同粒径的配比，大粒径导热填料能够提高过橡 胶的导热率，小粒径导热填料有效填充大粒径导热填料的间隙，形成更紧密的堆积，在提高 机械性能的同时，降低热阻，提高导热率； 3、 本发明导热系数高于3. 5 W/m ? k，化ore 00硬度在70-78之间，粘度在 1200-1300mPa ? S之间，具有良好的填孔性和渗透性，能够快速降低电子元器件的溫度，提 高其可靠性和使用寿命，可W电子元器件对高导热、超柔软材料的散热需求。
【具体实施方式】
[0011] 为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，运些实施例 仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。 阳〇1引 实施例1 一种高填充柔性导热娃橡胶，原料质量组分组成如下： 107室溫硫化娃橡胶20%，导热填料70%，硅烷偶联剂4%，分散促进剂1%，多壁碳纳米管 4%，固化引发剂1%。
[0013] 所述导热填料由粒径75 ym的氧化侣导热粉、粒径35 ym的碳化娃导热粉和粒径 2 y m的氧化侣导热粉按6:2:2的比例配比，所述硅烷偶联剂为双化咯烧酬硅烷，所述分散 促进剂为二月桂酸二下基锡，硅烷偶联剂与分散促进剂按4:1的量添加，所述多壁碳纳米 管的直径为60-80 ym，长度为5 ym，所述固化引发剂为过氧化苯甲酯与过氧化苯甲酯叔下 醋按质量比2:1混合而成。
[0014] 一种高填充柔性导热娃橡胶，通过W下步骤制备： (1) 将导热填料用硅烷偶联剂在常溫下浸泡预处理，过滤后于120°C下干燥8小时至恒 重； (2) 将107室溫硫化娃橡胶溶于甲苯溶液中，按一定比例加入步骤（1)预处理好的导热 填料、分散促进剂和多壁碳纳米管；置入真空捏合机中，充分揽拌均匀后，按一定比例加入 固化引发剂，再次揽拌均匀； (3) 将步骤（2)制得的胶料导入聚四氣乙締模具中，置于振动机中均匀振动，在室溫下 将振动好的胶料置于真空脱泡机中脱泡IOmin ; (4) 将步骤（3)制得的胶料用甲苯浸泡比，再置于真空干燥箱中进行干燥，真空压力参 数达到-0.1 kpa,去除甲苯残留； (5 )将步骤（4 )处理好的胶料于15化平板硫化机上将胶料模压硫化成型，硫化溫度为 100-110°C，压力为 10 Kg/cm2,硫化时间为 30-50S。 阳〇1引实施例2 一种高填充柔性导热娃橡胶，原料质量组分组成如下： 107室溫硫化娃橡胶30%，导热填料60%，硅烷偶联剂2. 8%，分散促进剂0. 7%，多壁碳纳 米管5%，固化引发剂1.5%。
[0016] 所述导热填料由粒径75 ym的氧化侣导热粉、粒径35 ym的碳化娃导热粉和粒径 2 y m的氧化侣导热粉按6:2:2的比例配比，所述硅烷偶联剂为双化咯烧酬硅烷，所述分散 促进剂为二月桂酸二下基锡，硅烷偶联剂与分散促进剂按4:1的量添加，所述多壁碳纳米 管的直径为60-80 ym，长度为5 ym，所述固化引发剂为过氧化苯甲酯与过氧化苯甲酯叔下 醋按质量比2:1混合而成。
[0017] -种高填充柔性导热娃橡胶，通过W下步骤制备： (1) 将导热填料用硅烷偶联剂在常溫下浸泡预处理，过滤后于120°C下干燥8小时至恒 重； (2) 将107室溫硫化娃橡胶溶于甲苯溶液中，按一定比例加入步骤（1)预处理好的导热 填料、分散促进剂和多壁碳纳米管；置入真空捏合机中，充分揽拌均匀后，按一定比例加入 固化引发剂，再次揽拌均匀； (3) 将步骤（2)制得的胶料导入聚四氣乙締模具中，置于振动机中均匀振动，在室溫下 将振动好的胶料置于真空脱泡机中脱泡IOmin ; (4)将步骤（3)制得的胶料用甲苯浸泡比，再置于真空干燥箱中进行干燥，真空压力参 数达到-0.1 kpa,去除甲苯残留； (5 )将步骤（4 )处理好的胶料于15化平板硫化机上将胶料模压硫化成型，硫化溫度为 100