导热有机硅组合物的制作方法

文档序号:34370218发布日期:2023-06-05 01:35阅读:40来源:国知局
导热有机硅组合物的制作方法

本发明涉及新型的通过聚加成交联的有机聚硅氧烷组合物,其旨在用于生产特别用于汽车领域、尤其用于电动车辆领域的导热元件。


背景技术:

1、导热有机硅弹性体以其显著的传热、对热和对冷的热阻性以及电绝缘性能而著称。它们特别被用在电气和电子应用以及汽车领域中。特别是在汽车领域中,导热有机硅弹性体被用在电动车辆和混合动力车辆(按照英文术语简称为“ev”和“hev”)的电池处,以用于从车载电子设备和电池组块的电池单体排出热量。

2、现有技术中已经描述了导热有机硅的配制剂。早在1981年,专利us 4,292,223描述了包含有机聚硅氧烷、颗粒填料和粘度调节剂的导热弹性体。该颗粒填料包含二氧化硅和导热金属粉末。然而,金属粉末的重量含量以粉末/聚合物的质量比计仅为0.5:1至2.5:1,并且所获得的最大热导率仅为11.7×10-4cal/s.cm.℃,即0.5w/m.k,这对于所需的应用来说是不足的。目前希望获得大于2.0w/m.k、优选至少3.0w/m.k的热导率。

3、传统上使用金属氧化物的粉末来改善弹性体的热导率,例如三水合铝(ath)、氧化铝和/或氧化镁(参见例如专利申请us 2019/0161666)。然而,以非常高的浓度添加这些导热填料会导致弹性体的密度增加。对于目标应用领域(如汽车)来说,弹性体材料的密度是非常重要的性能。期望获得密度优选小于4g/cm3、更优选小于3g/cm3、更优选小于2.5g/cm3且再更优选小于2g/cm3的导热弹性体材料。

4、专利申请jp 2000-063670描述了一种包含金属硅作为导热填料的导热有机硅弹性体。专利ep 1.788.031还描述了金属硅粉末在有机硅弹性体中作为导热填料用于获得高热导率和良好储存稳定性的用途。然而,在该文献中获得的最大热导率在0.6w/m.k和1.0w/m.k之间。类似地,专利申请jp 2007-311628描述了一种导热弹性体膜,其中金属硅粉末被用作导热填料和电绝缘物。优选地,所述金属硅粉末具有小于20μm的粒度。专利申请kr20120086249描述了一种用于制备导热有机硅弹性体的方法,该弹性体包含粉末形式的导热填料和中空有机树脂填料。根据该文献,优选使用具有直径为3-15μm的粒子的导热粉末。其指出,所获得的有机硅弹性体可具有的热导率为0.15w/m.k至3.0w/m.k。然而,在实施例中,热导率不超过0.41w/m.k。

5、在另一技术领域中,专利jp524573描述了导热的热熔带和辊,其使用包含金属硅粉末的有机硅弹性体层。所获得的热导率为2w/m.k。

6、期望提供一种导热有机硅弹性体,其同时具有优选大于2.0w/m.k或3.0w/m.k的高热导率以及优选小于3g/cm3或小于2g/cm3的低密度。而且还必需的是,这种有机硅弹性体所具有的稠度(consistance)要使得其能够在所需的技术领域中实施和应用。这是因为,本发明人已经发现,如果填料选择不当,组合物可能会变成粉末状,并且弹性体的制备则变得不可能。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种新型的导热有机聚硅氧烷组合物,其解决了以上提及的问题,并且同时具有高热导率、低密度和良好的加工性能。

2、本发明的概述

3、本发明的主题在于一种有机聚硅氧烷组合物x,其包含:

4、-至少一种有机聚硅氧烷a,其每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基,

5、-至少一种有机聚硅氧烷b,其每分子具有至少两个sih单元,

6、-催化有效量的至少一种氢化硅烷化催化剂c,和

7、-导热填料d,

8、其特征在于

9、所述导热填料d包含至少40重量%的金属硅,

10、所述导热填料d包含3%-22%的直径小于或等于2μm的粒子,并且所述粒子的尺寸分布使得所述填料的比率d90/d10大于或等于20。

11、本发明的另一主题涉及一种双组分体系p,其是如上定义的有机聚硅氧烷组合物x的前体并且包含如上定义的成分a、b、c和d,所述双组分体系p的特征在于,其呈现分开的两个部分p1和p2的形式,两个部分p1和p2旨在进行混合以形成所述有机聚硅氧烷组合物x,并且部分p1或p2之一包含催化剂c且不包含有机聚硅氧烷b,而另一个部分p1或p2包含有机聚硅氧烷b且不包含催化剂c。

12、本发明的另一主题涉及能够通过交联和/或固化如上定义的有机聚硅氧烷组合物x获得的有机硅弹性体,以及该有机硅弹性体作为特别用于汽车领域、尤其用于电动车辆领域的涂覆或填充导热材料的用途。

13、本发明的另一主题涉及制备有机硅弹性体的方法,包括以下步骤:

14、a)提供包含如上定义的有机聚硅氧烷组合物x的所有成分的双组分体系p;

15、b)混合所述双组分体系p的两个部分以获得有机聚硅氧烷组合物x;和

16、c)使所述有机聚硅氧烷组合物x交联和/或固化以获得所述有机硅弹性体。

17、最后,本发明的主题涉及一种中间组合物,其包含:

18、-至少一种有机聚硅氧烷a,其每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基,和

19、-导热填料d,

20、其特征在于

21、所述导热填料d包含至少40重量%的金属硅,

22、所述导热填料d包含3%-22%的直径小于或等于2μm的粒子,并且所述粒子的尺寸分布使得所述填料的比率d90/d10大于或等于20。

23、本发明的详细描述

24、除非另有指出,在本公开中所考虑的有机硅油的所有粘度均对应于25℃下的“牛顿”动态粘度量,即在使得所测量的粘度与速度梯度无关的足够低剪切速度梯度下利用brookfield粘度计以本身已知的方式测量的动态粘度。

25、根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x包含至少以下成分a、b、c和d:

26、-有机聚硅氧烷a,其每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基,

27、-有机聚硅氧烷b,其每分子具有至少两个sih单元,

28、-氢化硅烷化催化剂c,和

29、-导热填料d。

30、每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基的有机聚硅氧烷a可尤其由以下单元形成:

31、-至少两个下式的甲硅烷氧基单元:yar1bsio(4-a-b)/2

32、其中:

33、y是c2-c6烯基,优选乙烯基,

34、r1是具有1-12个碳原子的一价烃基基团,优选选自具有1-8个碳原子的烷基基团如甲基、乙基、丙基,具有3-8个碳原子的环烷基基团和具有6-12个碳原子的芳基基团,并且

35、a=1或2,b=0、1或2且a+b=1、2或3;以及

36、-任选地,下式的单元:r1csio(4-c)/2

37、其中r1具有与上述相同的含义并且c=0、1、2或3。

38、应理解,在上述式中,如果存在多个基团r1,则它们可以彼此相同或不同。

39、这些有机聚硅氧烷a可具有线性结构,基本上由以下单元形成:甲硅烷氧基单元“d”,选自甲硅烷氧基单元y2sio2/2、yr1sio2/2和r12sio2/2以及末端甲硅烷氧基单元“m”,选自甲硅烷氧基单元yr12sio1/2、y2r1sio1/2和r13sio1/2。符号y和r1如上所述。

40、作为末端单元“m”的实例,可以提及三甲基甲硅烷氧基、二甲基苯基甲硅烷氧基、二甲基乙烯基甲硅烷氧基或者二甲基己烯基甲硅烷氧基基团。

41、作为单元“d”的实例,可以提及二甲基甲硅烷氧基、甲基苯基甲硅烷氧基、甲基乙烯基甲硅烷氧基、甲基丁烯基甲硅烷氧基、甲基己烯基甲硅烷氧基、甲基癸烯基甲硅烷氧基或者甲基癸二烯基甲硅烷氧基基团。

42、可以是根据本发明的有机聚硅氧烷a的线性有机聚硅氧烷的实例是:

43、-具有二甲基乙烯基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷);

44、-具有二甲基乙烯基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷-共-甲基苯基硅氧烷);

45、-具有二甲基乙烯基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷-共-甲基乙烯基硅氧烷);

46、-具有三甲基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷-共-甲基乙烯基硅氧烷);以及

47、-环状聚(甲基乙烯基硅氧烷)。

48、在最推荐的形式中,有机聚硅氧烷a包含末端二甲基乙烯基甲硅烷基单元,并且更优选地,有机聚硅氧烷a是具有二甲基乙烯基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷)。

49、有机硅油通常具有粘度为1mpa.s至2 000 000mpa.s。优选地,所述有机聚硅氧烷a是动态粘度为20mpa.s至100 000mpa.s、优选在25℃下20mpa.s至80 000mpa.s并且更优选100mpa.s至50 000mpa.s的油。

50、任选地,有机聚硅氧烷a还可包含甲硅烷氧基单元“t”(r1sio3/2)和/或甲硅烷氧基单位“q”(sio4/2)。符号r1如上所述。在这种情况下,有机聚硅氧烷a具有支化结构。可以是根据本发明的有机聚硅氧烷a的支化有机聚硅氧烷的实例是:

51、-具有三甲基甲硅烷基和二甲基乙烯基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷)(甲基硅氧烷),由三甲基甲硅烷氧基“m”、二甲基乙烯基甲硅烷氧基“m”、二甲基甲硅烷氧基“d”和甲基甲硅烷氧基“t”单元组成;

52、-由三甲基甲硅烷氧基“m”、二甲基乙烯基甲硅烷氧基“m”和“q”单元组成的树脂;和

53、-由三甲基甲硅烷氧基“m”、甲基乙烯基甲硅烷氧基“d”和“q”单元组成的树脂。

54、不过,根据一种实施方案,有机聚硅氧烷组合物x不包含含有c2-c6烯基单元的树脂或支化有机聚硅氧烷。

55、优选地,有机聚硅氧烷化合物a具有的烯基单元的质量含量为0.001%-30%,优选0.01%-10%,优选0.02-5%。

56、有机聚硅氧烷组合物x优选包含相对于有机聚硅氧烷组合物x的总重量计为5%-30%的有机聚硅氧烷a,更优选8%-15%的有机聚硅氧烷a,以重量计。

57、有机聚硅氧烷组合物x可包含单一的有机聚硅氧烷a或者多种具有例如不同粘度和/或不同结构的有机聚硅氧烷a的混合物。

58、有机聚硅氧烷b是每分子包含至少两个且优选至少三个氢基甲硅烷基官能团或单元si-h的有机氢基聚硅氧烷化合物。有机聚硅氧烷组合物x可包含单一的有机氢基聚硅氧烷b或者多种具有例如不同粘度和/或不同结构的有机氢基聚硅氧烷b的混合物。

59、有机氢基聚硅氧烷b可有利地是下述的有机聚硅氧烷:该有机聚硅氧烷包含至少两个、优选至少三个下式的甲硅烷氧基单元:hdr2esio(4-d-e)/2

60、其中:

61、-基团r2,相同或不同,表示具有1-12个碳原子的一价基团,

62、-d=1或2,e=0、1或2且d+e=1、2或3;

63、以及任选地,其他的下式单元:r2fsio(4-f)/2

64、其中r2具有与上述相同的含义,并且f=0、1、2或3。

65、应理解,在上述式中,如果存在多个基团r2,则它们可彼此相同或不同。优选地,r2可表示一价基团,选自任选地被至少一个卤素原子如氯或氟取代的具有1-8个碳原子的烷基基团;具有3-8个碳原子的环烷基基团;以及具有6-12个碳原子的芳基基团。r2可有利地选自甲基、乙基、丙基、3,3,3-三氟丙基、二甲苯基、甲苯基和苯基。

66、在上式中,符号d优选等于1。

67、有机氢基聚硅氧烷b可具有线性、支化或环状的结构。聚合度优选大于或等于2。通常,它小于5000。

68、当涉及线性聚合物时,其基本上由选自下式d:r22sio2/2或d’:r2hsio2/2的单元的甲硅烷氧基单元以及选自下式m:r23sio1/2或m’:r22hsio1/2的单元的末端甲硅烷氧基单元构成,其中r2具有与上述相同的含义。

69、可以是根据本发明的包含至少两个与硅原子键合的氢原子的有机氢基聚硅氧烷b的有机氢基聚硅氧烷的实例是:

70、-具有氢基二甲基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷);

71、-具有三甲基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷-共-甲基氢基硅氧烷);

72、-具有氢基二甲基甲硅烷基末端的聚(二甲基硅氧烷-共-甲基氢基硅氧烷);

73、-具有三甲基甲硅烷基末端的聚(甲基氢基硅氧烷);和

74、-环状聚(甲基氢基硅氧烷)。

75、当有机氢基聚硅氧烷b具有支化的结构时,它优选选自下式的有机硅树脂:

76、-m’q,其中与硅原子键合的氢原子由基团m携带,

77、-mm’q,其中与硅原子键合的氢原子由m单元的一部分携带,

78、-md’q,其中与硅原子键合的氢原子由基团d携带,

79、-mdd’q,其中与硅原子键合的氢原子由基团d的一部分携带,

80、-mm’tq,其中与硅原子键合的氢原子由m单元的一部分携带,

81、-mm’dd’q,其中与硅原子键合的氢原子由m和d单元的一部分携带,

82、-及其混合物,

83、其中m、m’、d和d’如上所定义,t:式r23sio1/2的甲硅烷氧基单元以及q:式sio4/2的甲硅烷氧基单元,其中r2具有与上述相同的含义。

84、优选地,有机氢基聚硅氧烷化合物b的氢基甲硅烷基官能团si-h的质量含量为0.2%-91%,更优选3%-80%,再更优选15%-70%。

85、考虑到整个有机聚硅氧烷组合物x,氢基甲硅烷基官能团si-h与烯烃官能团的摩尔比可有利地在0.2和20之间,优选在0.5和15之间,更优选在0.5和10之间,甚至更优选在0.5和5之间。

86、优选地,有机氢基聚硅氧烷b的粘度为1mpa.s-5000mpa.s,更优选1mpa.s-2000mpa.s,并且还更优选5mpa.s-1000mpa.s。

87、有机聚硅氧烷组合物x优选包含0.1%-10%并且更优选0.5-5%重量的有机氢基聚硅氧烷b,相对于有机聚硅氧烷组合物x的总重量计。

88、氢化硅烷化催化剂c可特别选自铂和铑的化合物,但也可选自硅化合物,例如专利申请wo2015/004396和wo2015/004397中描述的那些;锗化合物,例如专利申请wo2016/075414中描述的那些;或者镍、钴或铁的络合物,例如专利申请wo2016/071651、wo2016/071652和wo2016/071654中描述的那些。催化剂c优选为衍生自至少一种属于铂族的金属的化合物。这些催化剂是众所周知的。尤其可以使用在专利us 3,159,601、us 3,159,602、us3,220,972以及欧洲专利ep 0.057.459、ep 0.188.978和ep 0.190.530中描述的铂和有机产品的络合物,或者在专利us 3,419,593、us 3,715,334、us 3,377,432和us 3,814,730中描述的铂和乙烯基化有机硅氧烷的络合物。

89、优选地,催化剂c是衍生自铂的化合物。在这种情况下,以铂金属的重量计算的催化剂c的重量用量通常为2ppm-400ppm质量,优选5ppm-200ppm,基于组合物x的总重量计。

90、优选地,催化剂c是karstedt铂催化剂。

91、根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x的特征在于其包含导热填料d。该导热填料可由单一填料或具有不同化学性质和/或不同结构和/或不同粒度的填料的混合物组成。根据本发明的一种优选实施方案,导热填料d由具有不同化学性质和/或粒度的至少两种填料或至少三种填料的混合物组成。根据本发明的另一种优选实施方案,导热填料d由单一填料组成。

92、有机聚硅氧烷组合物x中导热填料d的总重量相对于有机聚硅氧烷组合物x的总重量计优选大于70重量%,更优选大于75重量%,并且再更优选在80重量%和95重量%之间。根据本发明的一种特别有利的实施方案,有机聚硅氧烷组合物x中导热填料d的总重量大于或等于85%。这种特别高的导热填料含量使得可以获得非常高的热导率。

93、所述导热填料d包含至少40重量%、优选至少50重量%、更优选至少60重量%、更优选至少70重量%且还更优选至少80重量%的金属硅。

94、根据第一实施方案,导热填料d包含60重量%至99.99重量%、优选65重量%至99.95重量%、更优选70重量%至99.99重量%、更加优选70重量%-99重量%、更优选75重量%-97重量%、更优选80重量%-95重量%的金属硅。

95、除该金属硅之外,导热填料d还可包含一种或多种不同性质的其他填料,该其他填料因其导热性能而为本领域技术人员所知,尤其选自金属、合金、金属氧化物、金属氢氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硅化物、碳、软磁合金和铁氧体。这些填料的热导率优选大于10w/m.k,更优选大于20w/m.k且再更优选大于50w/m.k。它们尤其可以选自氧化铝、三水合铝(ath)、铝、碳化硅、氮化硅、氧化镁、碳酸镁、氮化硼、氧化锌、氮化铝、以及碳如炭黑、金刚石、碳纳米管、石墨和石墨烯。优选地,导热填料d除了金属硅之外还可包含选自氧化铝填料、三水合铝(ath)填料、铝填料、二氧化硅填料、氧化锌填料、氮化铝填料、氮化硼填料及其混合物的导热填料。更优选地,导热填料d除了金属硅之外还可包含选自氧化铝填料、三水合铝(ath)填料、氧化锌填料、二氧化硅填料及其混合物的导热填料。导热填料d可包含0.01重量%至60重量%、优选0.05重量%至50重量%、更优选0.1重量%至40重量%、更优选1重量%至30重量%、更优选3重量%至25重量%、更优选5重量%至20重量%的不是金属硅的导热填料。

96、根据另一种实施方案,导热填料d包含100重量%的金属硅,即导热填料d由金属硅组成,排除其他任何不同化学性质的导热填料。因此,优选地:

97、-有机聚硅氧烷组合物x不含氧化铝,和/或

98、-有机聚硅氧烷组合物x不含三水合铝(ath),和/或

99、-有机聚硅氧烷组合物x不含氧化锌,和/或

100、-有机聚硅氧烷组合物x不含二氧化硅。

101、根据本发明的导热填料d具有一定的粒度(granulométrie)特性。

102、一方面,导热填料d包含3%-22%(体积)的直径小于或等于2μm(微米)的粒子。更优选地,导热填料d包含3%-20%(体积)的直径小于或等于2μm(微米)的粒子。再更优选地,导热填料d包含6%-18%(体积)的直径小于或等于2μm的粒子。

103、另一方面,粒子尺寸的分布使得所述填料的比率d90/d10大于或等于20。更优选地,粒子尺寸的分布使得所述填料的比率d90/d10大于或等于30。所述填料的比率d90/d10可有利地小于200,优选小于100。

104、在本文中,填料的粒度通过激光衍射法测量。直径小于或等于2μm的粒子的含量是体积含量,通过对所有通过激光衍射测量的直径小于或等于2μm的粒子的体积求和而获得。“d90”对应于与填料的粒度分布的体积累积频数的90%相对应的特征直径。“d10”对应于与填料的粒度分布的体积累积频数的10%相对应的特征直径。

105、该一种或多种导热填料可具有根据bet方法测量的至少0.1m2/g的比表面积。典型地,该比表面积小于或等于3000m2/g。优选地,该一种或多种导热填料可具有根据bet方法测量的0.1m2/g至100m2/g、甚至0.1m2/g至10m2/g的比表面积。

106、导热填料d可具有本领域技术人员已知的任何形式,例如球形、针形、盘形、杆状或不定形状。优选地,该导热填料具有球形或不定形状。当不同的导热填料以混合物的形式使用时,它们可具有相同的形状或不同的形状。

107、关于金属硅导热填料,其可以通过本领域技术人员公知的任何方法获得。根据第一实施方案,金属硅导热填料是通过化学还原二氧化硅然后在破碎机或工业磨机中研磨而获得的粉末。根据第二实施方案,金属硅导热填料是从已被精细切割或研磨的半导体工业的金属硅晶片和芯片的碎片获得的粉末。根据第三实施方案,金属硅导热填料是通过金属硅的高温熔融,通过雾化熔融硅,然后冷却或固化所得球形粒子而获得的球形粉末。该金属硅可以是单晶或多晶的。金属硅导热填料可根据本领域技术人员已知的方法进行分类,例如通过干式分类或湿式分类,或通过一系列的多个相同或不同类型的分类步骤进行分类。

108、该金属硅导热填料典型地为纯度大于50%,或大于80%,或大于95%(重量)。然而,已知金属硅填料的表面可覆盖有氧化硅层。该氧化硅层的出现可以是天然的或通过某些处理产生的。它可有利地赋予填料更好的热稳定性。

109、该一种或多种金属硅导热填料可原样使用,或者其可以进行表面处理。所述表面处理的目的典型地在于改善填料在有机聚硅氧烷组合物中的分散性和/或改善组合物的热稳定性。此外,该热处理可以通过防止沉降或渗出或粘度增加的现象来提高组合物的物理稳定性。

110、所述表面处理可以是热处理、化学处理、物理处理或其组合,特别是化学处理和化学处理的组合。

111、根据一种优选实施方案,金属硅导热填料可以用通常用于此目的的有机含硅化合物进行处理。根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x因而可包含用于处理导热填料的试剂e。这些试剂包括:

112、-有机硅氧烷,特别是甲基聚硅氧烷如六甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷,

113、-有机硅氮烷,特别是甲基聚硅氮烷如六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲基二硅氮烷和六甲基环三硅氮烷,

114、-氯硅烷如二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷和二甲基乙烯基氯硅烷,

115、-烷氧基硅烷如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、丁烯基三甲氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷。

116、更优选地,金属硅导热填料可以用烷氧基硅烷(特别是辛基三甲氧基硅烷)或用有机硅氮烷(特别是六甲基二硅氮烷(hmdz)和二乙烯基四甲基二硅氮烷)或其混合物(特别是hmdz和二乙烯基四甲基二硅氮烷的混合物)进行处理。当用化学试剂(特别是用有机硅氮烷)处理导热填料时,通常可以添加水。

117、有机聚硅氧烷组合物x优选包含相对于有机聚硅氧烷组合物x的总重量计为0.1重量%至5重量%、更优选1重量%至3重量%的用于处理导热填料的试剂e。

118、该金属硅导热填料的热处理可涉及使所述填料经受100℃至200℃的温度1小时至4小时的时间。

119、物理处理是指向导热填料中添加物理处理剂,该物理处理剂与所述填料基本上物理地而非化学地相互作用,例如通过离子相互作用或通过氢键。物理处理剂通常可以是基团中包含oh的有机聚硅氧烷。

120、根据一种实施方案,可以在将导热填料结合到有机聚硅氧烷组合物中之前进行表面处理。根据一种另选的实施方案,可在制备有机聚硅氧烷组合物期间原位处理导热填料。

121、除了以上已经提及的成分a、b、c和d之外,根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x可任选地包含其他成分。

122、根据一种实施方案,根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x可任选地包含不是导热填料的填料e。

123、根据一种实施方案,根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x可任选地包含交联抑制剂f。抑制剂f的作用是减慢氢化硅烷化反应。交联抑制剂f可选自以下化合物:

124、-有利地为环状的并且由至少一个烯基取代的有机聚硅氧烷,特别优选四甲基乙烯基四硅氧烷,

125、-吡啶,

126、-有机亚磷酸酯和膦,

127、-不饱和酰胺,

128、-烷基化的马来酸酯,以及

129、-炔属醇。

130、优选地,交联抑制剂f是式(r1)(r2)c(oh)-c=ch的炔属醇,其中

131、-r1是线性或支化的烷基,或者苯基,

132、-r2是氢原子,线性或支化的烷基,或者苯基,

133、-基团r1、r2与位于相对于三键的α位的碳原子可任选地形成环;和

134、-r1和r2中包含的碳原子总数为至少5,优选9-20。

135、所述醇优选地选自沸点大于250℃的那些。作为示例,可以提及以下可商购的产品:1-乙炔基-1-环己醇,3-甲基-1-十二炔-3-醇,3,7,11-三甲基-1-十二炔-3-醇,1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇,3-乙基-6-乙基-1-壬炔-3-醇以及3-甲基-1-十五炔-3-醇。优选地,交联抑制剂f是1-乙炔基-1-环己醇。

136、根据用于生产根据本发明的有机硅弹性体的方法,该抑制剂的存在可能是必要的或不必要的。如果需要,相对于有机聚硅氧烷组合物x的总重量,这类交联抑制剂可典型地以最多3000ppm的比例、优选100ppm至2000ppm的比例存在。

137、根据一种实施方案,根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x可任选地包含本领域技术人员在此技术领域中传统上使用的其他添加剂,例如粘合促进剂、着色剂、阻燃剂、流变剂如触变剂等。

138、根据一种实施方案,根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x可包含低比率的挥发性有机化合物,通常小于100μgc/g,优选小于70μgc/g,或者小于50μgc/g。为此,用于本发明组合物中的有机聚硅氧烷化合物可优选选自本身含有低比率挥发性有机化合物的化合物。

139、根据一种优选实施方案,根据本发明的有机聚硅氧烷组合物x包含:

140、-5%-30%、优选8%-15%的每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基的有机聚硅氧烷a,

141、-0.1%-10%、优选0.5%-5%的每分子具有至少两个sih单元的有机聚硅氧烷b,

142、-2ppm-400ppm、优选5ppm-200ppm的氢化硅烷化催化剂c,

143、-70%-95%、优选80%-95%的导热填料d,

144、-0.1%-5%、优选1%-3%的用于处理导热填料的试剂e,

145、-100ppm-3000ppm、优选100ppm-2000ppm的交联抑制剂f。

146、百分比和ppm为质量百分比和ppm。催化剂c的重量用量以铂金属的重量计算。

147、本发明的另一主题是通过交联和/或固化如上定义的有机聚硅氧烷组合物x而获得或可获得的有机硅弹性体、获得所述弹性体的方法以及在该获得方法中使用的中间组合物。

148、如上定义的有机聚硅氧烷组合物x特别适合于制备具有导热性能的有机硅弹性体。

149、根据一种实施方案,所述弹性体由包含有机聚硅氧烷组合物x的所有成分的双组分体系p制备。

150、更特别地,本发明的另一主题是一种双组分体系p,其是如上定义的有机聚硅氧烷组合物x的前体并且包含至少成分a、b、c和d,所述双组分体系p的特征在于,其呈现分开的两个部分p1和p2的形式,两个部分p1和p2旨在进行混合以形成所述有机聚硅氧烷组合物x,并且部分p1或p2之一包含催化剂c且不包含有机聚硅氧烷b,而另一个部分p1或p2包含有机聚硅氧烷b且不包含催化剂c。

151、本发明的另一主题是一种用于制备有机硅弹性体的方法,包括以下步骤:

152、a)提供包含如上定义的有机聚硅氧烷组合物x的所有成分的双组分体系p;

153、b)混合所述双组分体系p的两个部分以获得有机聚硅氧烷组合物x;和

154、c)使所述有机聚硅氧烷组合物x交联和/或固化以获得所述有机硅弹性体。

155、根据一种优选实施方案,部分p1包含:

156、-每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基的有机聚硅氧烷a的一部分或全部,

157、-氢化硅烷化催化剂c,

158、-导热填料d的一部分或全部,

159、-任选地,用于处理导热填料的试剂e,

160、并且部分p2包含:

161、-任选地,每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基的有机聚硅氧烷a的一部分,

162、-每分子具有至少两个sih单元的有机聚硅氧烷b,

163、-导热填料d的一部分或全部,

164、-任选地,用于处理导热填料的试剂e,

165、-任选地,交联抑制剂f。

166、导热填料d可存在于部分p1、部分p2或部分p1和p2二者中,在部分p1和p2之间具有相同或不同的量。导热填料d可有利地以相同的量存在于部分p1和部分p2中。因此,导热填料d的总量在有机聚硅氧烷组合物x中保持不变,而与部分p1和p2的混合比率无关。

167、根据本发明的部分p1和p2中的每一个可通过在本领域技术人员已知的适当装置中混合各种成分来获得。

168、根据本发明的一种特别有利的实施方案,部分p1、部分p2或部分p1和p2二者可以由中间组合物获得,该中间组合物包含有机聚硅氧烷a的一部分或全部和导热填料d的一部分或全部,以及任选地,用于处理导热填料的试剂e。

169、本发明的另一主题是一种中间组合物,其包含:

170、-至少一种有机聚硅氧烷a,其每分子具有至少两个与硅键合的c2-c6烯基,和

171、-导热填料d,

172、其特征在于

173、所述导热填料d包含至少40重量%的金属硅,

174、所述导热填料d包含3%-22%的直径小于或等于2μm的粒子,并且所述粒子的尺寸分布使得所述填料的比率d90/d10大于或等于20。

175、所述有机聚硅氧烷a和所述导热填料d优选如上所述。

176、该中间组合物中导热填料d的总重量相对于该中间组合物的总重量计有利地大于70重量%,更优选大于75重量%,且更优选大于80重量%,并且再更优选在85重量%和98重量%之间。这种特别富含导热填料d的中间组合物可以用其他成分稀释以容易地获得有机聚硅氧烷组合物x或前体部分p1和/或p2。根据本发明的中间组合物可以通过借助于本领域技术人员已知的装置(例如z形臂混合器或蝶形混合器)至少混合有机聚硅氧烷a和导热填料d来获得。导热填料d可任选地进行表面处理,该处理可以是热处理、化学处理或热处理和化学处理的组合。该中间组合物可任选地包含如上所述的用于处理导热填料的试剂e。在将导热填料混合到中间组合物中之前,可以对其进行热处理。另外可选地,在混合有机聚硅氧烷a、导热填料d和任选的用于处理导热填料的试剂e之后,可以对中间组合物进行热处理。

177、有机聚硅氧烷组合物x以及有机聚硅氧烷组合物x的双组分前体体系p的部分p1和p2有利地具有良好的加工性能。其原因在于,尽管存在非常高的导热填料含量,所述组合物有利地是糊状的而不是粉末状的,因此易于操作,尤其是通过挤出来进行。本发明人的贡献在于成功地确定了允许这种技术结果实现的导热填料的良好特性。

178、通过交联和/或固化有机聚硅氧烷组合物x获得或可获得的作为本发明主题的有机硅弹性体有利地具有大于或等于1w/m.k、优选大于或等于1.5w/m.k、更优选大于或等于2w/m.k、更优选大于或等于3w/m.k且再更优选在3w/m.k和7w/m.k之间的热传导。

179、而且,所述有机硅弹性体有利地具有小于或等于4g/cm3、优选小于或等于3g/cm3、更优选小于2g/cm3的密度。

180、有利地,根据本发明的有机硅弹性体在使用后可容易地再循环。这是因为,这种弹性体优选含有非常高含量的元素硅,特别是当导热填料本身含有非常高含量的金属硅时。使用过的有机硅弹性体可有利地使用燃烧炉再循环。

181、所述有机硅弹性体可有利地用作各种技术领域中的导热材料,特别是在电子领域中、电气应用中和汽车领域中。所述有机硅弹性体可有利地用作涂覆(即英文术语为“potting”)或填充(即英文术语为“gap filler”)导热材料,特别是用于电池,例如电动车辆和混合动力车辆的电池,也可用于固定电池。在电子领域中,根据本发明的有机硅弹性体可有利地用作5g设备中的导热材料。

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