一种双组分导热硅凝胶及其用途
【专利摘要】本发明涉及一种双组分导热硅凝胶，所述导热硅凝胶由A剂和B剂组成，其中，A剂包括端侧乙烯基硅油、导热填料和铂金催化剂；B剂包括：17.5～19.5wt％的端侧乙烯基硅油、53～57wt％的氧化锌、23～27wt％的氮化硼、1.3～1.6wt％的含氢硅树脂，以及0.00015～0.00025wt％的阻聚剂。本发明通过引入特定乙烯基含量和粘度的端侧乙烯基硅油，以及特定的含氢硅树脂，配合高导热填料(特别是氧化铝)植被得到了导热系数高达3.5w/mk的导热硅凝胶，其伸长率可达500％，具备非常好的韧性。
【专利说明】-种双组分导热括凝胶及其用途
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种双组分导热娃凝胶及其用途，所述双组分导热娃凝胶可用于电子 类灌封。
【背景技术】
[0002] 计算机（CPU)、晶体管、发光二极管（LED)等半导体在使用中发热，有时因该热使 得电子部件的性能下降。因此，在发热的电子部件上安装散热体。可是，因散热体大多为金 属而使得电子部件与散热部不能很好的密合。因此，采取了通过插入形成为片状的导热性 组合物来提高密合性的方法。
[0003] 传统的导热娃凝胶的导热系数一般为2. Ow/址。但近年来的电子器件的性能提 高非常惊人，随之的发热量也增大，因此，对导热聚合物组合物的导热率要求越来越高。现 有技术提高导热聚合物的导热率的手段是加大如氧化侣导热性无机粉体（如氧化侣）的 含量，但是，单纯加入导热性无机粉体，造成材料初性不足，硬度过高，易碎，伸长率不足 (《80% )。另外，现有技术的导热聚合物还存在粘度过高，导致使用前排泡困难，产文固化 时间较长，一般在2化左右，生产效率低。
[0004] 因此，本领域亟待开发一种具有高导热系数的导热娃凝胶，其应当具有较好的初 性，粘度适中，使用前方便排泡和操作，且固化时间较短。
【发明内容】
[00化]本发明的目的之一在于提供一种具有高导热系数（高达3. 5w/mk)的导热娃凝胶， 其具有较好的初性（伸长率可达500% )，粘度适中，使用前方便排泡和操作，且固化时间较 短。
[0006] 本发明目的之一是通过如下技术方案实现的：
[0007] 一种双组分导热娃凝胶，所述导热娃凝胶由A剂和B剂组成，其中，A剂包括端侧己 締基娃油、导热填料和销金催化剂；所述端侧己締基娃油和导热填料的质量比为1:3. 5? 1:4. 5,销金催化剂的添加量为端侧己締基娃油和填料质量之和的0. 0005?0. 0015% ; [000引 B剂包括；17. 5?19. 5wt %的端侧己締基娃油、53?57wt %的氧化锋、23? 27wt%的氮化棚、1. 3?1. 6wt%的含氨娃树脂，W及0. 00015?0. 00025wt%的阻聚剂； 其中，B剂的各组分含量W端侧己締基娃油、氧化锋、氮化棚和含氨娃树脂的质量之和为 100 %计。
[0009] 本发明所述端侧己締基娃油为在分子链的末端均有1个己締基和在支链其中一 侧有若干个己締基的聚二甲基娃烧。
[0010] 优选地，所述端侧己締基娃油的己締基含量为0. 15?0. 5wt%，例如0. 17wt %、 0. 19wt %、0. 21wt %、0. 23wt %、0. 26wt %、0. 28wt %、0. 30wt %、0. 31wt %、0. 35wt %、 0? 37wt%、0. 42wt%、0. 46wt%、0. 48wt%等，优选 0? 45wt%。
[0011] 其中，所述乙締基含量通过HG/T 3312-2000方法测定。
[0012] 优选地，所述端侧己締基娃油粘度为750cps。
[0013] 优选地，所述含氨娃树脂的含氨量为0. 2?0.45%，例如0. 21 %、0. 26%、0. 29%、 0. 32%、0. 37%、0. 43%等。
[0014] 其中，所述含氨量通过GB/T 1. 1-2000和GB/T 1. 3-2000方法测定。
[0015] 优选地，A剂所述销金催化剂的添加量为端侧己締基娃油和填料质量之和的 0. 001%。
[0016] 优选地，B剂所述阻聚剂的添加量为端侧己締基娃油、氧化锋、氮化棚和含氨娃树 脂的质量之和的0. 〇〇〇2wt%。
[0017] 本发明所述双组分导热娃凝胶的B组分中的含氨娃树脂，按重量份数包括如下组 分：
[001 引 甲基S甲氧基娃焼 700?750 四甲基二氨二娃氧烧 70?80 水 150。 160 催化剂 0.1?0.4 骄剂 150?300
[0019] 所述含氨娃树脂的制备方法为：
[0020] 将水和催化剂混合投入反应蓋，之后加入四甲基二氨二娃氧烧，揽拌回流，控温 28?32 °C时，滴加甲基S甲氧基娃烧，继续升温至48?52 °C，保温2-2.化反应完毕；随后 向反应蓋加入溶剂，水洗后过滤，滤液升温至l〇〇°C W上脱除低分子化合物，最后降温获得 无色透明液体，即含氨娃树脂。
[0021] 优选地，含氨娃树脂中的催化剂选自盐酸、浓硫酸或醋酸中的任意1种或至少2种 的组合，所述组合例如盐酸和浓硫酸的组合，盐酸和醋酸的组合等，优选盐酸，进一步优选 浓度为36 %的盐酸。
[0022] 优选地，所述含氨娃树脂中添加盐酸作为催化剂，其添加量为0. 25?0. 35重量 份；
[0023] 优选地，所述含氨娃树脂中添加浓硫酸作为催化剂，其添加量为0. 12?0. 17重量 份；
[0024] 优选地，所述含氨娃树脂中添加醋酸作为催化剂，其添加量为0. 15?0. 2重量份。
[0025] 所述溶剂为非极性溶剂，优选甲苯和/或环己烧，优选甲苯，进一步优选浓度 > 97%的甲苯；
[0026] 优选地，所述含氨娃树脂中添加甲苯作为溶剂，其添加量为200?300重量份；
[0027] 优选地，所述含氨娃树脂中添加环己烧作为溶剂，其添加量为160?230重量份。 [002引优选地，所述甲基=甲氧基娃烧的含量> 99% ;所述四甲基二氨二娃氧烧的含量 >99%。
[0029] 本发明导热填料加入是为了提高导热娃凝胶的导热率。典型但非限制性的导热 填料为氧化侣、氧化儀、氧化被、氧化铭、氧化性、氧化铁、结晶二氧化娃等金属氧化物，或者 导热填料为氮化棚、氮化娃、氮化侣等金属氮化物，或者碳化棚、碳化铁、碳化娃等金属碳化 物，氨氧化侣、氨氧化儀等金属氨氧化物，或者碳纳米管、碳纤维、石墨等碳材料。
[0030] 优选地，本发明所述导热填料为氧化侣；进一步优选球形氧化侣，特别优选全球型 氧化侣或内球形氧化侣。
[0031] 作为氧化侣，按照晶型分为a、丫、0 -氧化侣，本申请优选导热性较好的a -氧化 侣；从形状分鱗片状、球状、多面体等，本申请优选比表面积较小的球状氧化侣，特别优选全 球型氧化侣或内球形氧化侣。
[0032] 优选地，所述氧化侣的粒径为13?17 ym，优选15 ym。如果氧化侣的粒径过大， 氧化侣比表面积变小，不利于导热，如果粒径过小，导致过多的吸附销金催化剂，导致销金 催化剂失活。
[0033] 作为销金催化剂，典型但非限制性的包括氯销酸、金属销、销-醇改性络合物等。 优选地，本发明所述销金催化剂为氯销酸，优选浓度为5000ppm的氯销酸甲苯溶液。
[0034] 优选地，本申请所述阻聚剂为己诀基环已醇。
[0035] 本发明的目的之二是提供一种目的之一所述的双组分导热娃凝胶的使用方法，所 述方法为将目的之一所述的双组分导热娃凝胶的A剂和B剂按质量比1:1混合揽拌均匀， 在真空下排完泡后使用。
[0036] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0037] 本发明通过引入特定己締基含量和粘度的端侧己締基娃油，W及特定的含氨娃树 月旨，配合高导热填料（特别是氧化侣）植被得到了导热系数高达3. 5w/址的导热娃凝胶，其 伸长率可达500%，具备非常好的初性，粘度较低，方便排泡和操作，固化时间短，大大提高 了生产效率
【具体实施方式】
[003引为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的 实施例如下：
[0039] 实施例1
[0040] 一种双组分导热娃凝胶，由如下原料按照配比混合配制获得：
[0041] 原料质量份数配比：
[0042] A剂包括；
[00创端侧己締基娃油（己締基含量0. 45wt % ) 22g
[0044] 氧化侣（全球形，粒径15um) 78g
[0045] 销金催化剂巧000卵m) 0. OOlg
[0046] B剂包括；
[0047] 端侧玄娇基捷油（艺稀基含量0.45%) 18.7 氧化锋（99.5%) 57 氮化棚（99.5%) 23 含氨娃树脂（含氨量0.25%) 1.3
[0048] 阻聚剂（乙诀基环已醇） 0.0002
[0049] 其中，所述含氨娃树脂通过如下方法制备获得：
[0化0] (1)将155质量份的水和0. 30质量份的盐酸投入反应蓋，加入70质量份的四甲基 二氨二娃氧烧，揽拌回流，揽拌速度为250?300转/分；
[0化1] (2)开冷凝水进行回流，反应液升温至30°C时，滴入720质量份的甲基S甲氧基娃 烧，继续升温至50°C。
[005引 做当温度升至50 + 2°C时保温反应2?2. 5小时；反应完毕，加入170质量份的 甲苯，用常温水水洗3?5次后过滤2?3次，将滤液投入化玻璃瓶内，温度升至100°C后 真空脱低分子30min，降温出料，得到含氨娃树脂；
[0化3] 所述双组分导热娃凝胶的使用方法为：将A剂、B剂按质量比为1:1混合揽拌均 匀，然后在真空下排完泡后使用。
[0054] 实施例2
[0化5] -种双组分导热娃凝胶，由如下原料按照配比混合配制获得：
[0化6] 原料质量分数配比：
[0057] A剂包括；
[0化引端侧己締基娃油（己締基含量0. 45wt% ) 20g
[0059] 氧化侣（全球形，粒径15um) 80g
[0060] 销金催化剂巧000卵m) 0. OOlg
[0061] B剂包括；
[0062] 端侧乙帰基桂油（乙稀基含量化45%) 18 6 氧化粹（99.5%) 55 氮化娜（99.5%) 25 含氨桂树脂（含氨量0.25%) 1.4
[0063] 阻聚剂（乙诀基环已醇） 0.0002
[0064] 其中，所述含氨娃树脂通过如下方法制备获得：
[00化](1)将150质量份的水和0. 4质量份的盐酸投入反应蓋，加入70质量份的四甲基 二氨二娃氧烧，揽拌回流，揽拌速度为250?300转/分；
[0066] (2)开冷凝水进行回流，反应液升温至30°C时，滴入700质量份的甲基S甲氧基娃 烧，继续升温至50°C。
[0067] (3)当温度升至50 + 2°C时保温反应2?2. 5小时；反应完毕，加入200质量份的 甲苯，用常温水水洗3?5次后过滤2?3次，将滤液投入化玻璃瓶内，温度升至100°C后 真空脱低分子30min，降温出料，得到含氨娃树脂；
[0068] 所述双组分导热娃凝胶的使用方法为：将A剂、B剂按质量比为1:1混合揽拌均 匀，然后在真空下排完泡后使用。
[0069] 实施例3
[0070] 一种双组分导热娃凝胶，由如下原料按照配比混合配制获得：
[0071] 原料质量分数配比：
[007引 A剂包括；
[007引端侧己締基娃油（己締基含量0. 45wt % ) 18g
[0074] 氧化侣（全球形，粒径15um) 82g
[0075] 销金催化剂巧000卵m) 0. OOlg
[0076] B剂包括；
[0077] 端侧乙稀基旌油（乙稀基含量化45%) 18.4 氧化锋（99.5%) 53 氮化测（99.5%) 27 含氨桂树脂（含氨量0.25%) 1.6
[007引 阻聚剂（乙快基环已醇） 0.0002
[0079] 其中，所述含氨娃树脂通过如下方法制备获得：
[0080] (1)将160质量份的水和0. 1质量份的盐酸投入反应蓋，加入80质量份的四甲基 二氨二娃氧烧，揽拌回流，揽拌速度为250?300转/分；
[0081] (2)开冷凝水进行回流，反应液升温至30°C时，滴入750质量份的甲基S甲氧基娃 烧，继续升温至50°C。
[0082] (3)当温度升至50 + 2°C时保温反应2?2. 5小时；反应完毕，加入200质量份的 环己烧，用常温水水洗3?5次后过滤2?3次，将滤液投入化玻璃瓶内，温度升至100°C 后真空脱低分子30min，降温出料，得到含氨娃树脂；
[0083] 所述双组分导热娃凝胶的使用方法为：将A剂、B剂按质量比为1:1混合揽拌均 匀，然后在真空下排完泡后使用。
[0084] 性能测试；
[0085] 针对实施例1?3,进行性能测试，按GB/T 3399-1982测定导热系数；按HG/ T2580-94测定伸长率；测试结果见表1 ;
[0086] 表1实施例1?3制备的导热娃凝胶的性能测试结果
[0087]
【权利要求】
1. 一种双组分导热硅凝胶，其特征在于，所述导热硅凝胶由A剂和B剂组成，其中，A 剂包括端侧乙烯基硅油、导热填料和铂金催化剂；所述端侧乙烯基硅油和导热填料的质量 比为1:3. 5?1:4. 5,铂金催化剂的添加量为端侧乙烯基硅油和填料质量之和的0. 0005? 0. 0015% ； B剂包括：17· 5?19. 5wt%的端侧乙烯基硅油53?57wt%的氧化锌、23?27wt%的 氮化硼、1. 3?I. 6wt %的含氢硅树脂，以及0. 00015?0. 00025wt %的阻聚剂；其中，B剂的 各组分含量以端侧乙烯基硅油、氧化锌、氮化硼和含氢硅树脂的质量之和为100%计。
2. 如权利要求1所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述端侧乙烯基硅油为在分子链的 末端和支链均至少含有1个乙烯基的聚二硅氧烷。
3. 如权利要求2所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述端侧乙烯基硅油的乙烯基含量 为 0· 15 ?0· 5wt %，优选 0· 45wt % ; 优选地，所述端侧乙稀基娃油粘度为：500?lOOOcps ; 优选地，所述含氢娃树脂的含氢量为0. 2?0. 45%。
4. 如权利要求1?3之一所述的导热硅凝胶，其特征在于，A剂所述铂金催化剂的添加 量为端侧乙烯基硅油和填料质量之和的0. 001% ; 优选地，B剂所述阻聚剂的添加量为端侧乙烯基硅油、氧化锌、氮化硼和含氢硅树脂的 质量之和的〇· 0002wt%。
5. 如权利要求1?4之一所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述含氢硅树脂按重量份数 包括如下组分： 甲基三甲氧基硅烷 700?750 四甲基二氢二硅氧烷 70?80 水 150?160 催化剂 0.1?0.4 溶剂 150?300 所述含氢硅树脂的制备方法为： 将水和催化剂混合投入反应釜，之后加入四甲基二氢二硅氧烷，搅拌回流，控温28? 32°C时，滴加甲基三甲氧基硅烷，继续升温至48?52°C，保温2-2. 5h反应完毕；随后向反 应釜加入溶剂，水洗后过滤，滤液升温至100°C以上脱除低分子化合物，最后降温获得无色 透明液体，即含氢硅树脂。
6. 如权利要求5所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述催化剂选自盐酸、浓硫酸或醋酸 中的任意1种或至少2种的组合，优选盐酸，进一步优选浓度为36%的盐酸； 优选地，所述含氢硅树脂中添加盐酸作为催化剂，其添加量为0. 25?0. 35重量份； 优选地，所述含氢硅树脂中添加浓硫酸作为催化剂，其添加量为0. 12?0. 17重量份； 优选地，所述含氢硅树脂中添加醋酸作为催化剂，其添加量为0. 15?0. 20重量份。
7. 如权利要求5或6所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述溶剂为非极性溶剂，优选甲 苯和/或环己烷，优选甲苯，进一步优选浓度多97 %的甲苯； 优选地，所述含氢硅树脂中添加甲苯作为溶剂，其添加量为200?300重量份； 优选地，所述含氢硅树脂中添加环己烷作为溶剂，其添加量为160?230重量份。
8. 如权利要求5?7之一所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述甲基三甲氧基硅烷的含 量彡99% ;所述四甲基二氢二硅氧烷的含量多99%。
9. 如权利要求1?8之一所述的导热硅凝胶，其特征在于，所述导热填料为氧化铝； 优选地，所述氧化铝为球形氧化铝，优选全球型氧化铝或内球形氧化铝。 优选地，所述氧化错的粒径为13?17 μm，优选15 μm ; 优选地，所述铂金催化剂为氯铂酸，优选浓度为5000ppm的氯铂酸甲苯溶液； 优选地，所述阻聚剂为乙炔基环已醇。
10. -种如权利要求1?9之一所述的双组分导热硅凝胶的使用方法，其特征在于，所 述方法为将权利要求1所述的双组分导热硅凝胶的A剂和B剂按质量比1:1混合搅拌均匀， 在真空下排完泡后使用。
【文档编号】C08G77/08GK104513487SQ201410758830
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】陈正旺, 尹邦志, 黎忠林 申请人:东莞兆舜有机硅新材料科技有限公司