导热硅橡胶及其制备方法、激光投影设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种导热硅橡胶及其制备方法、包含该导热硅橡胶的激光投影设备。该导热硅橡胶的制备方法，包含以下步骤：步骤1、将导热填料分散至硅橡胶基体中；步骤2、将硫化剂分散至所述硅橡胶基体中；步骤3、使所述硫化剂与硅橡胶基体发生交联反应而得到导热硅橡胶；其中，所述导热填料为通过溶液混合法而将硅烷类聚合物与金属粉末复合而成的导热填料。根据本发明的导热硅橡胶的制备方法，使用的导热填料是预先将金属粉末与硅烷类聚合物复合而得到的导热填料，通过复合有金属粉末的硅烷类聚合物与硅橡胶基体的良好的相溶性，可以提高导热填料在硅橡胶基体中的均匀分散性。
【专利说明】
导热硅橡胶及其制备方法、激光投影设备
技术领域
[0001] 本发明涉及导热硅橡胶及其制备方法、包含该导热硅橡胶的激光投影设备。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶的主链由硅、氧原子构成，侧链为含碳基团。由于硅氧键的结合比较紧密， 所以硅橡胶的耐热、耐寒性能良好，且具有优异的耐气候性、耐臭氧性以及良好的绝缘性， 因此硅橡胶可以广泛应用于医疗、生活、工业等领域中。具体地，在电子组装领域中也经常 使用硅橡胶。然而近年来，电子组装正向密集化方向发展，导致电子元件的功率密度不断升 高，使用中容易导致温度过高，因此对于应用硅橡胶的场合而言，高导热性成为影响电子元 器件可靠性和使用寿命的重要因素。而且，为了减小界面之间的接触热阻，要求界面材料既 有较高的导热系数，还要求其具备良好的加工性能和力学性能，以便能更好的填充界面间 微小间隙。硅橡胶本身的导热性能很差，热导率通常只有〇. 13-0.25W/M · K左右，不能够满 足电子组装的功率密度的不断提高所带来的不断提高的导热性需求。因此已经提出的方案 是，通过向其中添加高导热性能的填料，来提高硅橡胶复合材料的导热性能，因此随着导热 性能的提高会带来散热性能的优化。
[0003] 目前，将高导热的填料加入至硅橡胶基体中的方法主要包括溶液共混、粉末混合、 熔融混合等方法。如上方法得到的导热硅橡胶价格低廉、易于加工成型，因而广泛应用于与 电子元器件接触的硅橡胶制品领域。作为一个例子，西安科技大学王妮在其论文《导热硅橡 胶的制备及性能表征》中公开了，选用石墨、碳化硅、氮化硼、氮化铝作为导热填料来制备导 热硅橡胶，其中氮化硼用量为30份时，制备的硅橡胶效果最佳，导热系数为0.647W/M · K(测 试标准:GB/T11205-2009)，拉伸强度为2.761MPa(测试标准:GB/T528-92)。
[0004] 然而，可以看出，为了形成高效的导热网链结构，需要添加大量导热填料，这会导 致硅橡胶的力学性能下降，不利于加工成型。而且，添加的大量导热填料不能均匀分散在硅 橡胶基体中，导致导热网链的中断，影响了散热效果。例如在专利文献CN102827480A中公开 了一种制备高导热硅橡胶复合材料的方法，其核心是将导热填料与去离子水、乙醇、甲苯、 二甲苯、四氢咲喃或/和丙酮配置成固含量为lwt%~20wt%的分散液，并在分散设备中，在 常压及室温条件下分散处理1小时至48小时，所得分散液可直接使用，或过滤所得分散液， 所得固相物经干燥后作为导热填料。
[0005] 发明人发现，上述专利文献CN102827480A中的方法虽然可以提高导热填料与硅橡 胶基体的接触性能，但是仍然存在分散不均匀的现象。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种导热硅橡胶的制备方法，利用该 导热硅橡胶的制备方法，能够制备出其中的导热填料得到均匀分散的导热硅橡胶。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
[0008] -种导热硅橡胶的制备方法，包含以下步骤：
[0009] 步骤1、将导热填料分散至硅橡胶基体中；
[0010] 步骤2、将硫化剂分散至所述硅橡胶基体中；
[0011] 步骤3、使所述硫化剂与硅橡胶基体发生交联反应而得到导热硅橡胶；
[0012] 其中，所述导热填料为按照如下方法制备得到的导热填料；
[0013] 步骤(a):使含有至少一个双键的硅烷氯化物、过量的硫醇化合物以及光引发剂在 第一有机溶剂中在光照的条件下反应，得到第一反应物，然后除去第一有机溶剂和未反应 的硫醇化合物得到第二反应物，将第二反应物溶解于第二有机溶剂中，得到第二反应物的 溶液；
[0014] 步骤(b):使金属粉末分散至所述第二反应物的溶液中，然后除去所述第二反应物 的溶液中的第二有机溶剂;得到所述金属粉末与所述第二反应物的复合体，所述复合体即 为导热填料。
[0015]优选地，所述硅橡胶基体的重均分子量为15万~100万;所述硅橡胶基体中的乙烯 基摩尔百分含量为〇. 05 %~2 % ;所述硅橡胶基体为硅氧烷类硅橡胶基体。
[0016] 优选地，所述硅橡胶基体和导热填料的份数分别为100份和10~40份;所述硫化剂 的份数为0.3~5份。
[0017] 优选地，在所述步骤1中，在将导热填料分散至硅橡胶基体中之后，进行包含第一 段混炼和第二段混炼的二段混炼;所述第一段混炼的条件是温度为60~70°C，时间为5~30 分钟;所述第二段混炼的条件是温度为75~85°C，时间为5~30分钟。
[0018]优选地，在所述步骤2中，所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基）己烷； 在步骤3中，所述交联反应的条件是温度为150~170°C，压力为10~lOOMPa，保持时间为10 ~80分钟。
[0019]优选地，在所述步骤(a)中，所述含有至少一个双键的硅烷氯化物为具有如下结构 的二氯硅烷：
[0021] 其中，办或此是具有至少一个-c = c-双键的基团；
[0022] 在所述步骤(a)中，所述硫醇化合物为3,6_二氧杂-1，8-辛烷二硫醇；
[0023] 在所述步骤(a)中，所述光引发剂为具有以下结构式的双酰基氧化膦：
[0025] 在所述步骤(a)中，所述光照的条件为在波长为365纳米的光下进行照射；
[0026] 在所述步骤(a)中，所述第一有机溶剂为四氢呋喃；
[0027]在所述步骤(a)中，所述第二有机溶剂为乙醇；
[0028] 在所述步骤(b)中，所述金属粉末为利用酸进行表面处理过的金属粉末。
[0029] 优选地，在所述步骤(b)中，所述酸为盐酸或硫酸;所述金属粉末选自铜粉、铁粉、 金粉、银粉、锌粉或其组合。
[0030]优选地，在所述步骤(b)中，所述金属粉末的粒径为200纳米~20微米。
[0031]优选地，在所述步骤(b)中，除去所述第二反应物的溶液中的第二有机溶剂的方式 是在惰性气体保护下进行干燥;所述干燥的温度为30~35°C。
[0032] 另外，本发明还提供一种导热硅橡胶，其为由上述任一项导热硅橡胶制备方法制 备得到的。
[0033] 另外，本发明还提供一种激光投影设备，包括上述的导热硅橡胶作为传热部件。
[0034] 根据本发明的导热硅橡胶的制备方法，能够制备出其中的导热填料得到均匀分散 的导热硅橡胶。之所以能够制备得到导热填料均匀分散于硅橡胶基体的导热硅橡胶，是因 为在本发明中，使用的导热填料是预先将金属粉末与硅烷类聚合物复合而得到的导热填 料，从而通过复合有金属粉末的硅烷类聚合物与硅橡胶基体的良好的相溶性，提高导热填 料在硅橡胶基体中的均匀分散性。另外，本发明的导热硅橡胶的制备方法所制备的硅橡胶， 加工性能良好，原因在于，金属粉末在硅橡胶中的分布均匀，不会因出现团聚等现象而影响 加工性能。
【附图说明】
[0035] 图1为利用本发明的导热硅橡胶的制备方法所制备的硅橡胶的第一个应用方式的 示意图。
[0036] 图2为利用本发明的导热硅橡胶的制备方法所制备的硅橡胶的第二个应用方式的 示意图。
[0037]图3为利用本发明的导热硅橡胶的制备方法所制备的硅橡胶的第三个应用方式的 示意图。
[0038] 图4为利用本发明的导热硅橡胶的制备方法所制备的硅橡胶的第四个应用方式的 示意图。
[0039] 图5为利用本发明的导热硅橡胶的制备方法所制备的硅橡胶的第五个应用方式的 示意图。
[0040] 附图标记说明：
[0041 ] 1印刷电路板
[0042] 2金属支架
[0043] 3导热硅橡胶
[0044] 4散热器
[0045] 5荧光粉轮马达
[0046] 6结构件
[0047] 7全内反射棱镜
[0048] 8激光器
[0049] 9液冷头
【具体实施方式】
[0050]为了本领域的技术人员能够更深入地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施 方式进行说明。
[0051 ] -种导热硅橡胶的制备方法，包含以下步骤：
[0052]步骤1、将导热填料分散至硅橡胶基体中；
[0053]步骤2、将硫化剂分散至所述硅橡胶基体中；
[0054]步骤3、使所述硫化剂与硅橡胶基体发生交联反应而得到导热硅橡胶；
[0055] 其中，所述导热填料为按照如下方法制备得到的导热填料；
[0056] 步骤(a):使含有至少一个双键的硅烷氯化物、过量的硫醇以及光引发剂在第一有 机溶剂中在光照的条件下反应，得到第一反应物，然后除去第一有机溶剂和未反应的硫醇 化合物得到第二反应物，将第二反应物溶解于第二有机溶剂中，得到第二反应物的溶液；
[0057] 步骤(b):使金属粉末分散至所述第二反应物的溶液中，然后除去所述第二反应物 的溶液中的第二有机溶剂;得到所述金属粉末与所述第二反应物的复合体，所述复合体即 为导热填料。
[0058]在本发明的导热硅橡胶的制备方法中，通过使用如上所述的导热填料，可以提高 导热填料在硅橡胶基体中的分散均匀性。因此，在上述的导热填料中，由于金属粉末与硅烷 类聚合物的复合，再利用硅烷类聚合物与硅橡胶基体的良好的相溶性，能够提高导热填料 在硅橡胶基体中的均匀分散性。由于上述橡胶类基体也是硅烷类聚合物，优选地，上述硅烷 类聚合物与上述硅橡胶基体是相同种类的聚合物。
[0059] 关于所述硅橡胶基体的重均分子量并没有特别的限制，例如可以15万以上，具体 可以为20万、30万、40万、50万、60万、70万左右，更优选为15万~100万。重均分子量的测定 方法可以使用特性粘数法等方法。
[0060] 另外，在所述硅橡胶基体中可以含有乙烯基，乙烯基的摩尔百分含量并没有特别 的限定。只要能够加强交联形成聚合物网络即可。具体地，乙烯基的摩尔百分含量优选为 0.05%~2%。如果乙烯基的摩尔百分含量小于0.05%，则不能够充分起到交联作用；并且 如果乙烯基的摩尔百分含量大于2%，则最终形成的硅橡胶的交联密度有可能过大，从而对 弹性有所降低。
[0061] 关于所述硅橡胶基体的种类，并没有特别的限定。可以使用一般的硅橡胶。具体为 硅氧烷类硅橡胶基体。作为硅橡胶，具体可以列举：甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基 苯基乙烯基硅橡胶等。
[0062] 关于所述硅橡胶基体和导热填料的配比，并没有特别的限定。导热填料的含量只 要能够起到增强导热性能即可。例如可以优选所述硅橡胶基体和导热填料的配比分别为 100份和10~40份，更优选所述硅橡胶基体和导热填料的配比分别为100份和15~35份，进 一步优选所述硅橡胶基体和导热填料的配比分别为100份和20~30份。具体而言，所述硅橡 胶基体和导热填料的配比分别为100份和25份。
[0063] 关于硫化剂的种类，并没有特定的限制，前提是能够起到交联硅橡胶的作用。可以 根据橡胶成分的种类使用惯用的成分，例如可以列举:金属氧化物(氧化镁、氧化锌等）、有 机过氧化物(^醜基过氧化物、过氧化醋、^烷基过氧化物等）、硫类硫化剂等。并且，硫类硫 化剂是常见的。作为硫类硫化剂，可以列举例如例如粉末硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高 分散性硫、氯化硫(一氯化硫、二氯化硫)等。这些交联剂可以单独使用或两种以上组合使 用。另外，金属氧化物可以与其他硫化剂(硫类硫化剂等)组合使用，金属氧化物和/或硫类 硫化剂可以单独使用或者与硫化促进剂组合使用。硫化剂的使用量可以根据硫化剂和橡胶 成分的种类从相对于橡胶成分100重量份为0.3重量份~20重量份的范围内选择，例如优选 为0.3重量份~5重量份。
[0064] 在硫化时，除了硫化剂以外，还可以使用其他的交联助剂或硫化促进剂。可以列举 公知的交联助剂，例如多官能（异)氰脲酸酯（例如，三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三烯丙基 氰脲酸酯(TAC)等）、聚二烯(例如，1，2_聚丁二烯等）、不饱和羧酸的金属盐(例如，（甲基)丙 烯酸锌、（甲基)丙烯酸镁等）、肟类(例如，醌二肟等）、胍类(例如，二苯基胍等）、多官能（甲 基)丙烯酸酯（例如，乙二醇二（甲基)丙烯酸酯、丁二醇二（甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三 (甲基）丙烯酸酯等）、双马来酰亚胺类(脂肪族双马来酰亚胺，例如，Ν,Ν'-12-亚乙基双马 来酰亚胺、1，6'_双马来酰亚胺_(2,2,4_三甲基)环己烷等；芳烃双马来酰亚胺或芳香族双 马来酰亚胺，例如，N-N'-间亚苯基双马来酰亚胺、4-甲基-1,3-亚苯基双马来酰亚胺、4,4'_ 二苯基甲烷双马来酰亚胺、2，2-双[4-( 4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、4，4 二苯基醚双 马来酰亚胺、4,4'_二苯基砜双马来酰亚胺、1，3_双(3-马来酰亚胺苯氧基)苯)等。这些交联 助剂可以单独使用或两种以上组合使用。这些交联助剂中，优选双马来酰亚胺类(N，N'_间 亚苯基双马来酰亚胺等芳烃双马来酰亚胺或芳香族双马来酰亚胺）。通过添加双马来酰亚 胺类，能够提高交联度，防止粘合磨损等。交联助剂的比例以固体成分换算计可以从相对于 100重量份的硅橡胶为例如0.01重量份~10重量份的范围内选择，例如可以为0.1重量份~ 5重量份(例如0.3重量份~4重量份），优选为0.5重量份~3重量份(例如0.5重量份~2重量 份)。
[0065] 作为硫化促进剂，可以列举例如秋兰姆类促进剂（例如，四甲基秋兰姆单硫化物 (TMTM)、四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四乙基秋兰姆二硫化物(TETD)、四丁基秋兰姆二硫 化物(TBTD)、双五亚甲基秋兰姆四硫化物(DPTT)、N，N ' -二甲基-N，N ' -二苯基秋兰姆二硫化 物等）、噻唑类促进剂(例如，2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基噻唑啉、二苯 并噻唑二硫化物、2-(4' -吗啉基二硫代)苯并噻唑等）、次磺酰胺类促进剂(例如，N-环己基- 2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、Ν，Ν' -二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等）、双马来酰亚胺类促 进剂(例如，Ν，Ν'_间亚苯基双马来酰亚胺、^-1，2-亚乙基双马来酰亚胺等）、胍类(二苯 基胍、二邻甲苯基胍等）、脲类或硫脲类促进剂（例如，亚乙基硫脲等）、二硫代氨基甲酸盐 类、黄原酸盐类等。这些硫化促进剂可以单独使用或两种以上组合使用。这些硫化促进剂 中，广泛使用TMTD、DPTT、CBS等。硫化促进剂的比例以固体成分换算计相对于100重量份硅 橡胶基体例如可以为〇. 1重量份~15重量份，优选为0.3重量份~10重量份，进一步优选为 0.5重量份~5重量份。
[0066] 另外，对于本发明的混炼方式，并没有特别的限定，只要能够起到将各硅橡胶的原 料混炼均匀即可。例如可以通过使用密炼机、开炼机等混炼机进行混炼。并且混炼的段数 (或者称为次数)并没有特别的限制。例如可以为一段混炼或者两段混炼。优选地，在所述步 骤1中，使用二段混炼。即，在将导热填料分散至硅橡胶基体中之后，可以进行包含第一段混 炼和第二段混炼的二段混炼。对于混炼的条件，也是没有特别的限定。从兼顾混炼效率和混 炼均匀性方面出发，所述第一段混炼的条件是温度为60~70°C，时间为5~30分钟。可以优 选所述第二段混炼的条件是温度为75~85°C，时间为5~30分钟。
[0067] 关于在所述步骤2中所使用的硫化剂，例如可以使用如上列举的硫化剂。优选使用 2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷作为硫化剂。
[0068] 关于在步骤3中的所述交联反应的条件，并没有特别的限定，只要能够提供足够的 能量使得引发交联反应即可。例如优选温度为150~170°C，压力为
[0069] 10~lOOMPa，保持时间为10~80分钟。
[0070] 另外，在所述步骤(a)中，所述含有至少一个双键的硅烷氯化物优选为具有如下结 构的二氯硅烷：
[0072]其中，心或仏为具有至少一个-C = C_双键的基团。R^R2可以相同或者不同。具体 地，心或办可以为带有一个-c=c-双键的烷基或烯基，例如可以为带有一个-c=C-双键的乙 基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、异己 基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
[0073] 在所述步骤(a)中，所述硫醇化合物可以为正十二烷基硫醇、乙基硫醇、丁基硫醇 等直链型硫醇，但并不限定于此。在本发明中，3,6_二氧杂-1，8-辛烷二硫醇可以作为优选 的示例。
[0074] 另外，在所述步骤(a)中，作为光引发剂，例如可以列举:苯偶酰、苯偶姻醚、苯偶姻 丁醚、苯偶姻丙醚、二苯甲酮、3,3'_二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲 酸的酯化物、4-苯甲酰基_4'_甲基二苯硫醚、苯偶酰二甲基缩酮、2-丁氧基乙基-4-甲氨基 苯甲酸酯、氯噻吨酮、甲基噻吨酮、乙基噻吨酮、异丙基噻吨酮、二甲基噻吨酮、二乙基噻吨 酮、二异丙基噻吨酮、二甲氨基甲基苯甲酸酯、1-(4-十二烷基苯基)-2_羟基-2-甲基丙烷_ 1- 酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟 基-2-甲基丙烷-1-酮、苯甲酰甲酸甲酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、 2- 苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、2,4_双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1，3,5-均三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-1，3,5-均三嗪、2,4-双(三溴甲基)-6-(4'-甲氧基苯 基)-1，3,5_均三嗪、2,4,6_三(三溴甲基)-1，3,5_均三嗪、2,4_双(三氯甲基)-6-(1,3-苯并 二氧戊环-5-基)-1，3，5-均三嗪、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、1 - (4-苯硫基苯基)丁烷-1，2-二 酮-2-肟-0-苯甲酸酯、1-(4-甲硫基苯基）丁烷-1，2-二酮-2-肟-0-乙酸酯、1-(4-甲硫基苯 基)丁烷-1-酮肟-0-乙酸酯、4,4'_双(二乙氨基)二苯甲酮、对二甲氨基苯甲酸异戊酯、对二 甲氨基苯甲酸乙酯、2,2'_双(0-氯苯基)-4,4'，5,5'_四苯基_1，2'_联咪唑、重氮萘醌类引 发剂等。另外，还优选使用氧化膦系光引发剂。例如可以优选使用具有以下结构式的双酰基 氧化膦：
.〇
[0076] 另外，在所述步骤(a)中，所述光照的条件并没有特别的限定。对于特定的光引发 剂，例如上述的双酰基氧化膦而言，优选为在波长为365纳米的光下进行照射。另外，在所述 步骤(a)中，所述第一有机溶剂优选为四氢呋喃。另外，在所述步骤(a)中，所述第二有机溶 剂优选为乙醇。
[0077] 关于上述步骤(b)，所述金属粉末优选为利用酸进行表面处理过的金属粉末。对于 所述酸并没有限制，例如可以为无机酸或者有机酸。只要能够去除金属粉末表面的污渍即 可。作为无机酸，可以列举:盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等。作为有机酸，可以列举：甲酸、乙 酸、丙酸、丁酸、没食子酸、琥珀酸等。其中，优选为盐酸或硫酸。关于盐酸或硫酸的浓度并没 有特别的限定，不过有一个前提，即，金属粉末能够与酸具有反应性时，例如金属粉末为铁 粉时，铁粉就可以与酸反应生成氢气，那么此时对酸的要求是浓度不能过高。例如作为盐酸 可以使用稀盐酸或稀硫酸，例如浓度不超过1%的稀盐酸或稀硫酸。在所述步骤(b)中，所述 金属粉末优选选自铜粉、铁粉、金粉、银粉、锌粉或其组合。对于所述步骤(b)中的所述金属 粉末的粒径并没有特别的限定，优选为200纳米~20微米。如果金属粉末的粒径小于200纳 米，则其非常容易团聚，从而影响操作性，而且也不容易分散至上述酸中。如果金属粉末的 粒径超过20微米，则容易发生沉降现象，而导致分散不均。另外，优选地，在所述步骤(b)中， 除去所述第二反应物的溶液中的第二有机溶剂的方式是在惰性气体保护下进行干燥。优选 地，所述干燥的温度为30~35°C。
[0078]以下，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0079]测试方法：
[0080]热导率的测试方法使用美国材料测试标准:ASTM D5470 [0081 ]拉伸强度的测试方法使用美国材料测试标准:ASTM D638 [0082] 化学品来源如下表1所示：
[0083]表 1
[0085] 需要说明的是，在本发明的实施方案(包括实施例）中，如果没有特殊说明，"份"指 的是"重量份"。
[0086] 实施例1
[0087]步骤1、将80份硅橡胶生胶（即，硅橡胶基体）、20份硅油、10份导热填料（导热填料 的制备方法如后所述)在60 °C下进行第一段混炼30分钟；后升温至75°C进行第二段混炼30 分钟；
[0088] 步骤2、向混炼后的原料中加入0.3份2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷；
[0089] 步骤3、在150°C、压力lOMPa下热压成型80分钟，即得到导热硅橡胶。
[0090] 导热填料的制备
[0091 ]本实施例中的导热填料的制备方法如下：
[0092] 步骤(a)将78份二氯硅烷、1份3，6_二氧杂-1,8-辛烷二硫醇、1份ΒΑΡ0依次加入到 四氢呋喃溶液中，在室温下搅拌，待反应物完全溶解后，保持搅拌状态在光照波长为365纳 米的光照下反应1小时。反应完毕后真空除去四氢呋喃，将反应产物在正己烷中沉淀三次， 利用透析袋在水溶液中透析三天除去未反应的硫醇化合物，真空干燥至恒重后溶于乙醇溶 液中，并用氩气鼓泡脱气30分钟，得到改性后的二氯硅烷溶液。
[0093]步骤(b)将1份粒径为20微米的Fe粉溶于浓度为2%的盐酸溶液中，搅拌15分钟后 过滤，用异丙醇冲洗三次，在氩气保护气氛中35°C下干燥后，加入到步骤(a)制得的改性后 的二氯硅烷溶液中，室温搅拌1小时后于35°C下干燥，得到导热填料。
[0094] 实施例2
[0095]步骤1、将100份硅橡胶生胶（即，硅橡胶基体）、40份导热填料（导热填料的制备方 法如后所述)在70°C下进行第一段混炼5分钟;后升温至85°C进行第二段混炼5分钟；
[0096] 步骤2、向混炼后的原料中加入5份2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷；
[0097] 步骤3、在170°C、压力lOOMPa下热压成型80分钟，即得到导热硅橡胶。
[0098] 导热填料的制备
[0099] 本实施例中的导热填料的制备方法如下：
[0100] 步骤(a)将100份二氯硅烷、10份3,6_二氧杂-1,8-辛烷二硫醇、10份ΒΑΡ0依次加入 到四氢呋喃溶液中，在室温下搅拌，待反应物完全溶解后，保持搅拌状态在光照波长为365 纳米的光照下反应24小时。反应完毕后真空除去四氢呋喃，将反应产物在正己烷中沉淀三 次，利用透析袋在水溶液中透析三天除去未反应的硫醇化合物，真空干燥至恒重后溶于乙 醇溶液中，并用氩气鼓泡脱气30分钟，得到改性后的二氯硅烷溶液。
[0101]步骤(b)将3份粒径为200纳米的Au粉溶于浓度为2%的盐酸溶液中，搅拌15分钟后 过滤，用异丙醇冲洗三次，在氩气保护气氛中30°C下干燥后，加入到步骤(a)制得的改性后 的二氯硅烷溶液中，室温搅拌16小时后于30°C下干燥，得到导热填料。
[0102] 实施例3
[0103] 步骤1、将90份硅橡胶生胶（即，硅橡胶基体）、10份硅油、30份导热填料(导热填料 的制备方法如后所述)在65°C下进行第一段混炼20分钟；后升温至80°C进行第二段混炼20 分钟；
[0104] 步骤2、向混炼后的原料中加入3份2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷；
[0105] 步骤3、在160°C、压力90MPa下热压成型60分钟，即得到导热硅橡胶。
[0106] 导热填料的制备
[0107] 本实施例中的导热填料的制备方法如下：
[0108] 步骤(a)将90份二氯硅烷、6份3，6_二氧杂-1,8-辛烷二硫醇、6份ΒΑΡ0依次加入到 四氢呋喃溶液中，在室温下搅拌，待反应物完全溶解后，保持搅拌状态在光照波长为365纳 米的光照下反应18小时。反应完毕后真空除去四氢呋喃，将反应产物在正己烷中沉淀三次， 利用透析袋在水溶液中透析三天除去未反应的硫醇化合物，真空干燥至恒重后溶于乙醇溶 液中，并用氩气鼓泡脱气30分钟，得到改性后的二氯硅烷溶液。
[0109]步骤(b)将2份粒径为10微米的Cu粉溶于浓度为2%的盐酸溶液中，搅拌15分钟后 过滤，用异丙醇冲洗三次，在氩气保护气氛中30°C下干燥后，加入到步骤(a)制得的改性后 的二氯硅烷溶液中，室温搅拌10小时后于30°C下干燥，得到导热填料。
[0110] 对于由实施例1~3制备得到的导热硅橡胶，按照美国材料测试标准:ASTM D5470 和ASTM D638,分别测试热导率和拉伸强度。结果如下表2所不。
[0111] 表2
[0113] 从表2结果可以看出，利用本发明的制备方法制备的导热硅橡胶，不仅热导率高， 而且拉伸强度也高。
[0114] 实施例4
[0115] 本实施例提供一种利用本发明的导热硅橡胶的制备方法(实施例1的制备方法)所 制备的硅橡胶的第一种应用场合。请参见图1。在印刷电路板1和金属支架2之间可以使用导 热硅橡胶3来连接，从而既可以保证印刷电路板1的热量迅速传递至金属支架2，又可以保证 导热硅橡胶3将印刷电路板1和金属支架2稳固地连接。此种连接方式可以适用于激光投影 设备中的印刷电路板1和金属支架2之间的连接。导热硅橡胶3视为激光投影设备中的一个 传热部件。图1中为了清楚表现各部件，示出的是印刷电路板1、金属支架2以及它们之间的 导热硅橡胶3的分解视图，并不是连接之后的视图。
[0116] 实施例5
[0117] 本实施例提供一种利用本发明的导热硅橡胶的制备方法(实施例1的制备方法)所 制备的硅橡胶的第二种应用场合。请参见图2。在印刷电路板1和散热器4之间可以使用导热 硅橡胶3来连接，从而既可以保证印刷电路板1的热量迅速传递至散热器4，又可以保证导热 硅橡胶3在印刷电路板1和散热器4之间形成较大的接触区域，提高散热效果。此种连接方式 可以适用于激光投影设备中的印刷电路板1和散热器4之间的连接。导热硅橡胶3视为激光 投影设备中的一个传热部件。图2中为了清楚表现各部件，示出的是印刷电路板1、散热器4 以及它们之间的导热硅橡胶3的分解视图，并不是连接后的视图。
[0118] 实施例6
[0119] 本实施例提供一种利用本发明的导热硅橡胶的制备方法(实施例1的制备方法)所 制备的硅橡胶的第三种应用场合。请参见图3。例如在激光投影设备中的荧光粉轮马达5上 通常安装有散热器4以利于荧光粉轮马达5的散热。此时，如果通过导热硅橡胶3而连接荧光 粉轮马达5和散热器4,则既可以保证荧光粉轮马达5的热量迅速传递至散热器4,又可以保 证导热硅橡胶3在荧光粉轮马达5和散热器4之间形成较大的接触区域，提高散热效果。导热 硅橡胶3视为激光投影设备中的一个传热部件。图3中为了清楚表现各部件，示出的是荧光 粉轮马达5、散热器4以及它们之间的导热硅橡胶3的分解视图，并不是连接后的视图。
[0120] 实施例7
[0121] 本实施例提供一种利用本发明的导热硅橡胶的制备方法(实施例1的制备方法)所 制备的硅橡胶的第四种应用场合。请参见图4。例如在激光投影设备中的结构件6和全内反 射棱镜(Total internal reflection prism，简称TIR)7之间设置有导热娃橡胶3。导热娃 橡胶3既可以保证结构件6和全内反射棱镜7的连接，又可以实现热量的迅速传递。所述结构 件6主要为承力构件，优选具有适当的强度和刚度。导热硅橡胶3视为激光投影设备中的一 个传热部件。图4中为了清楚表现各部件，示出的是结构件6、全内反射棱镜7以及它们之间 的导热硅橡胶3的分解视图，并不是连接后的视图。
[0122] 实施例8
[0123 ]本实施例提供一种利用本发明的导热硅橡胶的制备方法(实施例1的制备方法)所 制备的硅橡胶的第五种应用场合。请参见图5。例如在激光投影设备中的激光器8和液冷头9 之间设置有导热硅橡胶3。导热硅橡胶3既可以连接激光器8和液冷头9,又可以将激光器8所 产生的热量迅速地传递至液冷头9，从而可以充分利用液冷头9对激光器8进行冷却，确保激 光器8长期稳定作业。导热硅橡胶3视为激光投影设备中的一个传热部件。图5中为了清楚表 现各部件，示出的是激光器8、液冷头9以及它们之间的导热硅橡胶3的分解视图，并不是连 接后的视图。
[0124]虽然结合【具体实施方式】和具体实施例对本发明的技术方案进行了说明，但是对于 本领域技术人员而言，在不脱离本发明的精神和原理的前提下，还可以做出各种修改和变 更。因此，这些修改和变更应当视为在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种导热娃橡胶的制备方法，包含W下步骤： 步骤1、将导热填料分散至娃橡胶基体中； 步骤2、将硫化剂分散至所述娃橡胶基体中； 步骤3、使所述硫化剂与所述娃橡胶基体发生交联反应而得到导热娃橡胶； 其中，所述导热填料为按照如下方法制备得到的导热填料； 步骤(a):使含有至少一个双键的硅烷氯化物、过量的硫醇化合物W及光引发剂在第一 有机溶剂中在光照的条件下反应，得到第一反应物，然后除去第一有机溶剂和未反应的硫 醇化合物得到第二反应物，将第二反应物溶解于第二有机溶剂中，得到第二反应物的溶液； 步骤(b):使金属粉末分散至所述第二反应物的溶液中，然后除去所述第二反应物的溶 液中的第二有机溶剂;得到所述金属粉末与所述第二反应物的复合体，所述复合体即为导 热填料。2. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，所述娃橡胶基体的重均 分子量为15万~100万;所述娃橡胶基体中的乙締基摩尔百分含量为0.05%~2%;所述娃 橡胶基体为硅氧烷类娃橡胶基体。3. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，所述娃橡胶基体和导热 填料的份数分别为100份和10~40份;所述硫化剂的份数为0.3~5份。4. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，在将导 热填料分散至娃橡胶基体中之后，进行包含第一段混炼和第二段混炼的二段混炼;所述第 一段混炼的条件是溫度为60~70°C，时间为5~30分钟;所述第二段混炼的条件是溫度为75 ~85°C，时间为5~30分钟。5. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述硫 化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔下基过氧基）己烧;在步骤3中，所述交联反应的条件是溫度 为150~170°C，压力为10~lOOMPa，保持时间为10~80分钟。6. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述 含有至少一个双键的硅烷氯化物为具有如下结构的二氯硅烷：其中，Ri或R2是具有至少一个-C=C-双键的基团； 在所述步骤(a)中，所述硫醇化合物为3,6-二氧杂-1,8-辛烧二硫醇； 在所述步骤(a)中，所述光引发剂为具有W下结构式的双酷基氧化麟：在所述步骤(a)中，所述光照的条件为在波长为365纳米的光下进行照射； 在所述步骤(a)中，所述第一有机溶剂为四氨巧喃； 在所述步骤(a)中，所述第二有机溶剂为乙醇； 在所述步骤(b)中，所述金属粉末为利用酸进行表面处理过的金属粉末。7. 根据权利要求6所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述 酸为盐酸或硫酸;所述金属粉末选自铜粉、铁粉、金粉、银粉、锋粉或其组合。8. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述 金属粉末的粒径为200纳米~20微米。9. 根据权利要求1所述的导热娃橡胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，除去 所述第二反应物的溶液中的第二有机溶剂的方式是在惰性气体保护下进行干燥;所述干燥 的溫度为30~35 °C。10. -种导热娃橡胶，其为由权利要求1~9中任一项所述的导热娃橡胶制备方法制备 得到的。11. 一种激光投影设备，其特征在于，包括权利要求10所述的导热娃橡胶作为传热部 件。
【文档编号】C08K5/14GK105968822SQ201610474471
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】戴洁, 邢哲
【申请人】海信集团有限公司