1.本发明涉及导热材料领域，更具体地，本发明涉及一种单组分固化型导热凝胶组合物及其应用。
背景技术：
2.导热凝胶是以硅油中加入交联剂、催化剂、抑制剂、导热填料和各种助剂，经过搅拌、混合和封装制成的凝胶状导热材料。导热凝胶具有导热垫片和导热硅脂的某些优点，既能像导热垫一样保持固定形态而不像导热硅脂一样易从界面流出；又能像导热硅脂一样可任意变换形状而不像导热垫一样产生应力，较好的弥补了二者的弱点。此外，导热凝胶继承了硅胶材料亲和性好，绝缘性好等优点，同时可塑性强，能够满足不平整界面的填充，可满足各种应用下的传热需求。
3.然而，导热凝胶在低温存储性、可固化性、老化可靠性以及耐高低温冲击性能还不能满足目前生产的需求。
技术实现要素：
4.针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种单组分固化型导热凝胶组合物，按重量份计，其制备原料包括100份乙烯基硅油、5
‑
50份交联剂、1
‑
10份扩链剂、0.3
‑
3份催化剂、1500
‑
5000份导热填料。
5.作为本发明的一种优选的技术方案，所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷。
6.作为本发明的一种优选的技术方案，所述含活性氢基的聚硅氧烷为侧含氢聚硅氧烷。
7.作为本发明的一种优选的技术方案，所述侧含氢聚硅氧烷在25℃的粘度为50
‑
200cst，含氢量为0.80
‑
1.20mmoles/gm。
8.作为本发明的一种优选的技术方案，所述扩链剂为端含氢硅油。
9.作为本发明的一种优选的技术方案，所述端含氢硅油的含氢量为0.01
‑
0.1wt％。
10.作为本发明的一种优选的技术方案，所述端含氢硅油的粘度为10
‑
600mm2/s。
11.作为本发明的一种优选的技术方案，所述催化剂为微胶囊型铂催化剂，其铂含量为3000
‑
30000ppm。
12.作为本发明的一种优选的技术方案，所述单组分固化型导热凝胶组合物制备原料还包括0
‑
0.5重量份甲基乙烯基环硅氧烷，所述甲基乙烯基环硅氧烷的重量份不包括0。
13.本发明第二个方面提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物在电子集成板中的应用。
14.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
15.本发明提供的单组分固化型导热凝胶组合物具有优异的低温储存性能，其保质期大于9个月，同时在使用时具有合适的交联密度，赋予了产品优异的老化可靠性能，提供了优异的设备运行稳定性；同时，由于单组分固化型导热凝胶组合物固化后是具有10
‑
80shore oo的垫片，能够保证在高低温冲击下产品不滑移不开裂，赋予产品优异的耐老化性能；此外，导热系数能够达到3
‑
12w/(m*k)。
具体实施方式
16.本发明第一个方面提供了一种单组分固化型导热凝胶组合物，按重量份计，其制备原料包括100份乙烯基硅油、5
‑
50份交联剂、1
‑
10份扩链剂、0.3
‑
3份催化剂、1500
‑
5000份导热填料。
17.在一种实施方式中，所述单组分固化型导热凝胶组合物制备原料还包括0
‑
0.5重量份甲基乙烯基环硅氧烷，所述甲基乙烯基环硅氧烷的重量份不包括0。
18.在一种实施方式中，所述单组分固化型导热凝胶组合物制备原料还包括5
‑
20重量份偶联剂。
19.在一种实施方式中，按重量份计，所述单组分固化型导热凝胶组合物包括100份乙烯基硅油、20份交联剂、6份扩链剂、2份催化剂、3000份导热填料、0.4份甲基乙烯基环硅氧烷、10份偶联剂。
20.乙烯基硅油
21.在一种实施方式中，所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油。
22.优选的，所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为50
‑
1000mpa
·
s，乙烯基含量为0.3
‑
2wt％。
23.进一步优选的，所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为85
‑
230mpa
·
s，乙烯基含量为0.7
‑
1.6wt％。
24.更优选的，所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为190
‑
230mpa
·
s，乙烯基含量为0.7wt％。
25.交联剂
26.在一种实施方式中，所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷。
27.优选的，所述含活性氢基的聚硅氧烷为侧含氢聚硅氧烷；更优选的，所述侧含氢聚硅氧烷为聚二甲基甲基氢硅氧烷。
28.优选的，所述侧含氢聚硅氧烷在25℃的粘度为50
‑
200cst，含氢量为0.80
‑
1.20mmoles/gm。
29.更优选的，所述侧含氢聚硅氧烷在25℃的粘度为10
‑
20cst，含氢量为0.95
‑
1.05mmoles/gm。
30.扩链剂
31.在一种实施方式中，所述扩链剂为端含氢硅油。
32.优选的，所述端含氢硅油的含氢量为0.01
‑
0.1wt％；更优选的，所述端含氢硅油的含氢量为0.035
‑
0.04wt％。
33.优选的，所述端含氢硅油的粘度为10
‑
600mm2/s；更优选的，所述端含氢硅油的粘度为80
‑
100mm2/s。
34.催化剂
35.在一种实施方式中，所述催化剂为微胶囊型铂催化剂，其铂含量为3000
‑
30000ppm。
36.优选的，所述微胶囊型铂催化剂中铂含量为5000ppm。
37.本发明所述微胶囊型铂催化剂，在室温或较低温度下，由于铂催化剂被隔离，起不到催化作用，但温度升至60
‑
80℃，胶囊软化释放出铂催化剂催化加成反应。选择合适的催化剂和抑制剂，保证产品低温储存性(保质期＞9个月)和良好的可固化性。
38.导热填料
39.在一种实施方式中，所述导热填料选自所述导热材料选自氧化铝、氧化镁、氮化铝、氧化锌、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氢氧化铝、二氧化硅中一种或多种。
40.优选的，所述导热填料为氧化铝和氮化铝。
41.进一步优选的，所述氧化铝和氮化铝的重量比为(1
‑
5)：1；更优选的，所述氧化铝和氮化铝的重量比为3：1。
42.在一种实施方式中，所述氧化铝在25℃的体积密度为0.25
‑
1.24g/cm3。
43.优选的，所述氧化铝在25℃的体积密度为0.55g/cm3。
44.在一种实施方式中，所述氧化铝为球形。
45.在一种实施方式中，所述氮化铝在25℃的体积密度为0.15
‑
1.15g/cm3。
46.优选的，所述氮化铝在25℃的体积密度为0.15g/cm3。
47.甲基乙烯基环硅氧烷
48.甲基乙烯基环硅氧烷为无色透明液体，略带有特殊气味。能溶于苯、醚及醇，不溶于水。本品化学性质较为稳定，一般状态下不会和其他化合物反应，遇强酸或强碱则水解开环，形成线性物。
49.在一种实施方式中，所述甲基乙烯基环硅氧烷为四甲基二乙烯基二硅氧烷。
50.本申请人意外地发现，当所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷，尤其是侧含氢聚硅氧烷，特别是侧含氢聚硅氧烷在25℃的粘度为50
‑
200cst，含氢量为0.80
‑
1.20mmoles/gm，同时扩链剂为端含氢硅油，尤其是端含氢硅油的含氢量为0.01
‑
0.1％wt，粘度为17
‑
600mm2/s，特别是端含氢硅油的含氢量为0.035
‑
0.04％wt，粘度为80
‑
100mm2/s时，可以赋予产品合适的交联密度，赋予产品优异的老化可靠性能，同时具有优异的耐高低温冲击性能。
51.偶联剂
52.本发明所述偶联剂不作特别限制，本领域技术人员可作常规选择。
53.在一种实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
54.优选的，所述硅烷偶联剂为kh560。
55.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法，包括下面步骤：
56.(1)将偶联剂稀释到酒精中后置于高速分散机中，再加入导热填料，搅拌，干燥；
57.(2)步骤(1)得到的材料与乙烯基硅油、催化剂、交联剂、扩链剂、甲基乙烯基环硅氧烷混合，搅拌均匀，即得。
58.本发明第二个方面提供了一种单组分固化型导热凝胶组合物在电子集成板中的应用。
59.本发明所述电子集成板可用于led芯片、通信设备、手机cpu、内存模块、igbt及其它功率模块、功率半导体等散热领域。
60.实施例
61.在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是
示例的而非限制性的。如果没有其它说明，下面实施例所用原料都是市售的。
62.实施例1
63.本发明的实施例1提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，按重量份计，其制备原料为100份乙烯基硅油、20份交联剂、6份扩链剂、2份催化剂、3000份导热填料、0.4份甲基乙烯基环硅氧烷、10份偶联剂
64.所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油，所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为190
‑
230mpa
·
s，乙烯基含量为0.7wt％，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
65.所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷，所述含活性氢基的聚硅氧烷为聚二甲基甲基氢硅氧烷，在25℃的粘度为10
‑
20cst，含氢量为0.95
‑
1.05mmoles/gm，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
66.所述扩链剂为端含氢硅油，含氢量为0.035
‑
0.04wt％，粘度为80
‑
100mm2/s，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
67.所述催化剂为微胶囊型铂催化剂，所述微胶囊型铂催化剂中铂含量为3000ppm。
68.所述导热填料为氧化铝和氮化铝，重量比为1：1，所述氧化铝在25℃的体积密度为0.55g/cm3，所述氧化铝为球形，购自上海超威纳米科技有限公司；所述氮化铝在25℃的体积密度为0.15g/cm3，购自上海超威纳米科技有限公司。
69.所述甲基乙烯基环硅氧烷为四甲基二乙烯基二硅氧烷。
70.所述硅烷偶联剂为kh560。
71.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法，如下：
72.(1)将偶联剂稀释到酒精中后置于高速分散机中，再加入导热填料，搅拌，干燥；
73.(2)步骤(1)得到的材料与乙烯基硅油、催化剂、交联剂、扩链剂、甲基乙烯基环硅氧烷混合，搅拌均匀，即得。
74.所述单组分固化型导热凝胶组合物应用于集成电路板。
75.实施例2
76.本发明的实施例2提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，按重量份计，其制备原料为100份乙烯基硅油、5份交联剂、1份扩链剂、0.3份催化剂、1500份导热填料、0.1份甲基乙烯基环硅氧烷、5偶联剂。
77.所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油，所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为190
‑
230mpa
·
s，乙烯基含量为0.7wt％，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
78.所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷，所述含活性氢基的聚硅氧烷为聚二甲基甲基氢硅氧烷，在25℃的粘度为10
‑
20cst，含氢量为0.95
‑
1.05mmoles/gm，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
79.所述扩链剂为端含氢硅油，含氢量为0.012
‑
0.014wt％，粘度为400
‑
600mm2/s，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
80.所述催化剂为微胶囊型铂催化剂，所述微胶囊型铂催化剂中铂含量为30000ppm。
81.所述导热填料为氧化铝和氮化铝，重量比为5：1，所述氧化铝在25℃的体积密度为0.25g/cm3，所述氧化铝为球形，购自上海超威纳米科技有限公司；所述氮化铝在25℃的体积密度为0.15g/cm3，购自上海超威纳米科技有限公司。
82.所述甲基乙烯基环硅氧烷为四甲基二乙烯基二硅氧烷。
83.所述硅烷偶联剂为kh560。
84.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法，如下：
85.(1)将偶联剂稀释到酒精中后置于高速分散机中，再加入导热填料，搅拌，干燥；
86.(2)步骤(1)得到的材料与乙烯基硅油、催化剂、交联剂、扩链剂、甲基乙烯基环硅氧烷混合，搅拌均匀，即得。
87.实施例3
88.本发明的实施例3提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，按重量份计，其制备原料为100份乙烯基硅油、50份交联剂、10份扩链剂、3份催化剂、5000份导热填料、0.5份甲基乙烯基环硅氧烷、20偶联剂。
89.所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油，所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为190
‑
230mpa
·
s，乙烯基含量为0.7wt％，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
90.所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷，所述含活性氢基的聚硅氧烷为聚二甲基甲基氢硅氧烷，在25℃的粘度为10
‑
20cst，含氢量为0.95
‑
1.05mmoles/gm，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
91.所述扩链剂为端含氢硅油，含氢量为0.06
‑
0.08wt％，粘度为30
‑
50mm2/s，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
92.所述催化剂为微胶囊型铂催化剂，所述微胶囊型铂催化剂中铂含量为5000ppm。
93.所述导热填料为氧化铝和氮化铝，重量比为3：1，所述氧化铝在25℃的体积密度为1.24g/cm3，所述氧化铝为球形，购自上海超威纳米科技有限公司；所述氮化铝在25℃的体积密度为1.15g/cm3，购自上海超威纳米科技有限公司。
94.所述甲基乙烯基环硅氧烷为四甲基二乙烯基二硅氧烷。
95.所述硅烷偶联剂为kh560。
96.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法，如下：
97.(1)将偶联剂稀释到酒精中后置于高速分散机中，再加入导热填料，搅拌，干燥；
98.(2)步骤(1)得到的材料与乙烯基硅油、催化剂、交联剂、扩链剂、甲基乙烯基环硅氧烷混合，搅拌均匀，即得。
99.实施例4
100.本发明的实施例4提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述扩链剂为侧含氢硅油，含氢量为0.08
‑
0.1wt％，粘度为80
‑
100mm2/s，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
101.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法其具体实施方式同实施例3。
102.实施例5
103.本发明的实施例5提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述扩链剂为端含氢硅油，含氢量为0.1
‑
0.12wt％，粘度为20
‑
25mm2/s，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
104.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法其具体实施方式同实施例3。
105.实施例6
106.本发明的实施例6提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷。
107.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法其具体实施方式同实施例3。
108.实施例7
109.本发明的实施例7提供了一种所述单组分固化型导热凝胶组合物，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述交联剂为含活性氢基的聚硅氧烷，所述含活性氢基的聚硅氧烷为聚二甲基甲基氢硅氧烷，在25℃的粘度为10
‑
20cst，含氢量为0.35
‑
0.37mmoles/gm，购自宁波润禾高新材料科技股份有限公司。
110.所述单组分固化型导热凝胶组合物的制备方法其具体实施方式同实施例3。
111.性能评估
112.高低温冲击测试：分别将实施例1
‑
7得到的单组分固化型导热凝胶组合物夹在铝制工装(表面粗糙度一定，为1.6
±
0.2μm)与玻璃板之间，分别以垂直和水平的姿态依次放置于
‑
40℃～120℃冷热循环(其中，冷热循环过程为
‑
40℃
‑
120℃，升温15分钟，120℃维持30分钟；120℃
‑‑
40℃，降温15分钟，
‑
40℃维持30分钟，依次类推，进行1000个循环)，125℃高温烘烤1000h，85％rh 85℃1000h这三种环境下，若产品表面未出现明显裂纹，未出现明显滑动，未变干和未变粉，则记为合格，否则记为不合格。
113.表1
[0114] 高低温冲击测试实施例1合格实施例2合格实施例3合格实施例4不合格实施例5不合格实施例6不合格实施例7不合格
[0115]
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。