本发明涉及一种导热垫片及其制备方法，尤其涉及一种低密度高强度的导热垫片及其制备方法，属于新能源技术领域。
背景技术：
近年来，由于具有无污染、噪声低、能源效率高、多样化、结构简单、维修方便等优点，电动汽车等新能源汽车将成为未来汽车行业发展的新趋势。特别是，我国电动汽车经过十年一剑的历程，已初步从研究开发的阶段进入了产业化的阶段。其中，电池的导热是新能源汽车应用中的关键难点和重要关键技术。众所周知，减轻汽车自身的重量可以有效地降低汽车排放，实现汽车燃烧效率的提高。汽车的自重每减少10％，燃油的消耗可降低6％～8％。
可见，汽车减重可以降低能耗、提高车速、改善安全和减少污染，而新能源汽车中电池包的重量在整车中占有很大比例，因此电池包的轻量化设计也是未来新能源领域一个重要发展方向。
新能源汽车中的电池包发热后产生的热量经导热垫片导出，因此要求所使用的导热垫片的密度达到2.0g/cm3以下，并且力学性能不能有明显损失，但随着大量导热和力学强度等功能填料在导热垫片中的使用，虽然可以很好地实现汽车电池的阻燃和减震功能，但是这些导热硅胶都是高密度的，进而导致电动汽车的电池重量大幅增加，限制了其在电动汽车中的广泛应用。
基于上述现状，新能源汽车领域亟待开发一种导热性能好、力学强度高并且密度能够达到2.0g/cm3以下的导热垫片。
技术实现要素：
本发明针对新能源汽车的电池包中使用的导热垫片密度高的现状，提供一种低密度高强度的导热垫片及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种低密度高强度的导热垫片，按重量份计，包括如下组分：
甲基硅油100份、低粘度乙烯基硅油10～20份、高粘度乙烯基硅油10～20份、含氢硅油5～10份、铂催化剂2～5份、偶联剂3～8份、油酸改性氢氧化铝600～800份、氧化铝60～90份、氢化蓖麻油5～10份；
所述低粘度乙烯基硅油的粘度为100～1000mpa˙s，乙烯基含量为0.05～0.3wt％；
所述高粘度乙烯基硅油的粘度为50000～100000mpa˙s，乙烯基含量为0.10～0.15wt％；
所述油酸改性氢氧化铝的制备方法如下：
将1000份氢氧化铝加入到搅拌釜中，于15～20rpm的速度下搅拌，后将油酸雾化后从搅拌釜上部喷淋到搅拌釜中，喷淋速度控制在0.10～0.13份/min，喷淋时间30～40min，然后升温到50～60℃，保温1.5～2小时，冷却到室温出料，所得粉状物即为油酸改性氢氧化铝。
进一步，所述含氢硅油是指活泼氢含量为0.2～0.5wt％的甲基含氢硅油、苯基含氢硅油、羟基含氢硅油中的一种或两种以上的混合物。
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
进一步，所述甲基硅油的粘度为450～650mpa˙s。
进一步，所述氢氧化铝的粒径为10～25μm。
进一步，所述氧化铝的粒径为8～15μm。
进一步，所述氢化蓖麻油的熔点为85～88℃。
本发明导热垫片的产品设计思路为：
在导热产品的设计中，导热填料一般首选氧化铝，因为氧化铝的性价比高、导热率高且产品的力学强度高，但缺点是密度大；氢氧化铝的阻燃效果好，缺点是导热率和产品力学强度低，但密度较小。根据计算，如果产品密度达到2.0g/cm3的话，要求氧化铝的含量要低于35％，而氢氧化铝的含量要达到70％以上，如果是这样配比的话，则产品的导热性能和力学性能又达不到要求。本发明使用的是经油酸进行表面改性后的氢氧化铝，经油酸表面改性后可大量用于导热填料，在偶联剂的作用下，体系固化后强度较高，导热垫片的导热系数可达2.0w/m·k，密度为1.98g/cm3，拉伸断裂强度达0.3mpa，可以用于新能源汽车领域。
本发明的有益效果是：
经油酸进行表面改性后的氢氧化铝提高了氢氧化铝的导热率，同时具有氢氧化铝密度小的优势，大量使用油酸改性的氢氧化铝配合少量的氧化铝作为导热填料可同时具有优良的导热性和低密度，另在偶联剂的作用下固化后力学强度高，可适用于新能源汽车领域。
上述低密度高强度导热垫片的制备方法如下：
将甲基硅油、低粘度乙烯基硅油、高粘度乙烯基硅油、含氢硅油、催化剂和偶联剂加入到搅拌釜中，于转速为50～70rpm下搅拌均匀，后向其中加入油酸改性氢氧化铝，于转速为20～50rpm下搅拌均匀；然后向其中加入氧化铝，于转速为50～70rpm下搅拌均匀，然后将氢化蓖麻油加热到90℃后，趁热加入到搅拌釜中于转速为50～70rpm下搅拌均匀得膏状物，最后将所得膏状物压延成2mm厚度后在125℃固化0.5小时即得所述低密度高强度导热垫片。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1～5中油酸改性氢氧化铝的制备方法为：
将1000g氢氧化铝加入到搅拌釜，搅拌速度15～20rpm，将油酸雾化后从搅拌釜上部喷淋到搅拌釜中，喷淋速度控制在0.10～0.13g/min，喷淋时间30～40min，然后升高温度到50～60℃，保温1.5～2小时，冷却到室温出料。所得粉状物即为油酸改性氢氧化铝。
实施例1：
一种低密度高强度导热垫片，按重量份计，包括如下组分：
粘度为450mpa˙s的甲基硅油100g、粘度为200mpa˙s乙烯基含量为0.2wt％的端乙烯基硅油10g、粘度为50000mpa˙s乙烯基含量为0.3wt％的乙烯基硅油10g、活泼氢含量为0.3wt％的甲基含氢硅油5g、铂催化剂2g、偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷kh-5603g、油酸改性氢氧化铝600g、粒径为8～15μm的氧化铝60g、熔点为85～88℃的氢化蓖麻油5g。
实施例2：
一种低密度高强度导热垫片，按重量份计，包括如下组分：
粘度为550mpa˙s的甲基硅油100g、粘度为100mpa˙s乙烯基含量为0.3wt％的端乙烯基硅油20g、粘度为100000mpa˙s乙烯基含量为0.1wt％的乙烯基硅油15g、活泼氢含量为0.5wt％的羟基含氢硅油8g、铂催化剂5g、偶联剂甲基丙烯酰氧基官能团硅烷kh-5705g、油酸改性氢氧化铝700g、粒径为15～30μm的氧化铝75g、熔点为85～88℃的氢化蓖麻油7g。
实施例3：
一种低密度高强度导热垫片，按重量份计，包括如下组分：
粘度为650mpa˙s的甲基硅油100g、粘度为500mpa˙s乙烯基含量为0.1wt％的端乙烯基硅油15g、粘度为70000mpa˙s乙烯基含量为0.2wt％的乙烯基硅油10g、活泼氢含量为0.2wt％的苯基含氢硅油5g、铂催化剂3g、偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷kh-5508g、油酸改性氢氧化铝800g、粒径为8～15μm的氧化铝90g、熔点为83～85℃的氢化蓖麻油5g；
实施例4：
一种低密度高强度导热垫片，按重量份计，包括如下组分：
粘度为1000mpa˙s的甲基硅油100g、粘度为1000mpa˙s乙烯基含量为0.05wt％的端乙烯基硅油15g、粘度为60000mpa˙s乙烯基含量为0.15wt％的乙烯基硅油20g、活泼氢含量为0.1wt％的甲基含氢硅油10g、铂催化剂3份、偶联剂甲基三乙酰氧基硅烷nq18015g、油酸改性氢氧化铝600g、粒径为30～50μm的氧化铝85g、熔点为85～88℃的氢化蓖麻油10g。
实施例5：
一种低密度高强度导热垫片，按重量份计，包括如下组分：
粘度为800mpa˙s的甲基硅油100g、粘度为800mpa˙s乙烯基含量为0.1wt％的端乙烯基硅油20g、粘度为80000mpa˙s乙烯基含量为0.3wt％的乙烯基硅油10g、活泼氢含量为1.0wt％的甲基含氢硅油6g、铂催化剂4g、偶联剂3-氟丙基甲基二乙氧基硅烷nq545g、油酸改性氢氧化铝700g、粒径为8～15μm的氧化铝65g、熔点为85～88℃的氢化蓖麻油8g。
实施例1～5的导热垫片的制备方法如下：
将甲基硅油、低粘度乙烯基硅油、高粘度乙烯基硅油、含氢硅油、催化剂和偶联剂加入到搅拌釜中，于转速为50～70rpm下搅拌均匀，后向其中加入油酸改性氢氧化铝，于转速为20～50rpm下搅拌均匀；然后向其中加入氧化铝，于转速为50～70rpm下搅拌均匀，然后将氢化蓖麻油加热到90℃后，趁热加入到搅拌釜中于转速为50～70rpm下搅拌均匀得膏状物，最后将所得膏状物压延成2mm厚度后在125℃固化0.5小时即得所述低密度高强度导热垫片。
实施例1～5所得导热垫片进行了导热性、力学强度及密度的测试，导热性按照astmd5470测试，力学强度按照astmd412测试，密度按照氦气真密度法测试。
具体测试结果如表1所示：
表1实施例1～5所得导热垫片的测试结果
由表1中的数据可以看出，使用本发明配方所得的导热垫片密度为1.96～1.98g/cm3，拉伸强度为0.30～0.33mpa，导热系数在2.0w/m·k以上，同时具有了低密度、高强度和优良的导热性，可适用于新能源汽车领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。