加成型有机硅灌封胶组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种加成型有机硅灌封胶组合物，包括基础聚合物、固化剂、填料和催化剂，该加成型有机硅灌封胶组合物还包括纳米级添加剂和分散稳定剂，所述纳米级添加剂为比表面积为150m2/g-600m2/g的无机粉体，分散稳定剂为含羟基的有机聚硅氧烷；所述基础聚合物为分子中至少含有两个与硅键合的链烯基的有机聚硅氧烷，固化剂为分子中含有两个以上与硅键合的氢基的聚硅氧烷。本发明的灌封胶通过纳米级添加剂与含羟基的有机聚硅氧烷组合，显著提高填料的分散稳定性，有效减弱长时间放置后灌封胶填料沉降板结现象，改善含高比例填料灌封胶的储存稳定性。
【专利说明】加成型有机硅灌封胶组合物
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于有机娃材料【技术领域】，涉及一种加成型有机娃灌封胶组合物。
【背景技术】
[0002] 有机硅导热灌封胶具有导热性能好、耐高低温、弹性好、绝缘性优异的优点，应用 于电气、电子集成技术和电器封装等领域中有利于提高电气及电子器件的精度和寿命，近 年来得到广泛应用。
[0003] 有机娃导热灌封胶一般含有有机娃基体材料和导热填充料，分为缩合型导热灌封 胶、加成型导热灌封胶等，按照包装形式还可分为单组份和双组份导热灌封胶。其中，加成 型导热灌封胶中的有机硅基体材料通常由基础聚合物、固化剂和催化剂组成，还可包括抑 制剂，抑制剂可延迟硅氢化加成反应，延长灌封胶的存储期和适用期，基础聚合物可为含两 个或两个以上链烯基（一般为乙烯基）的硅树脂或硅油，固化剂主要为含有3个以上Si-H 键的硅氧烷低聚物，如低黏度线型甲基氢硅油，通过基础聚合物中的乙烯基与固化剂中的 Si-H基发生催化加成反应，交联形成具有网络结构的产物，使灌封胶固化形成保护胶层。
[0004] 有机硅导热灌封胶中的有机硅基体材料本身导热性能不佳，因而一般通过提高导 热填充料的用量来获得较好的导热性能，也可通过添加阻燃剂等填料提高灌封胶的阻燃等 应用性能。实际应用中发现，较高填充比例的无机粉体在提高灌封胶的导热等性能的同 时，由于在有机硅基体中粉体处于松散的堆积状态，随着胶料放置时间的延长，粉体逐步发 生分离、沉降甚至板结，在长时间放置后使用前需要增加搅拌工序，增加了应用成本，且不 利于灌封胶应用性能的稳定。现有技术解决该技术问题一般是通过对无机粉体进行表面 处理，使其与有机硅基胶的相容性提高，从而提高粉体的分散稳定性；或在基胶中添加触变 齐?，包括触变性的填料如二氧化硅或触变性的化合物，使灌封胶具有触变性能，从而使粉体 在触变剂性能的网络结构中能够较稳定地存在，减缓沉降现象的发生，但表面处理或添加 触变剂对减缓沉降的效果均有限。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明提供一种加成型有机硅灌封胶组合物，该灌封 胶通过纳米级添加剂与含羟基的有机聚硅氧烷组合，显著提高填料的分散稳定性，同时组 合物经过分步混合及高温处理，可有效减弱长时间放置后灌封胶中填料的沉降板结现象， 改善含高比例填料（如导热填料、阻燃填料等）灌封胶的储存稳定性。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0007] -种加成型有机硅灌封胶组合物，包括基础聚合物、固化剂、填料和催化剂，该加 成型有机硅灌封胶组合物还包括纳米级添加剂和分散稳定剂，所述纳米级添加剂为比表面 积为150m 2/g-600m2/g的无机粉体，分散稳定剂为含轻基的有机聚娃氧烧；所述基础聚合物 为分子中至少含有两个与硅键合的链烯基的有机聚硅氧烷，固化剂为分子中含有两个以上 与硅键合的氢基的聚硅氧烷。
[0008] 本发明中，纳米级添加剂的比表面积为参照GB/T 10722-1999测试得到的氮吸附 比表面积值。
[0009] 纳米级添加剂的具体种类无特殊限制，优选为二氧化钛、二氧化硅、氮化硼中的一 种或几种。
[0010] 优选的，加成型有机硅灌封胶组合物中，以100重量份基础聚合物计，所述纳米添 加剂的用量为0.2-15份。
[0011] 加成型有机硅灌封胶组合物中，分散稳定剂为含羟基的有机聚硅氧烷，即其分子 中含有与娃键合的轻基，轻基的位置优选位于分子末端。含轻基的有机聚娃氧烧的分子 结构中，与硅键合的有机基团除了羟基外，还可以包括烷基、环烷基、芳基、芳烷基或卤代烷 基，烷基可列举甲基、乙基、丙基或丁基等，环烷基可列举环己基、环戊基等，芳基可列举苯 基、甲苯基、二甲苯基等，芳烷基可列举苄基、苯乙基等，卤代烷基可列举3, 3, 3-三氟丙基， 优选烷基，更优选甲基。
[0012] 优选的，所述分散稳定剂为三甲基硅氧基封端的聚甲基羟基硅氧烷、三甲基硅氧 基封端的甲基羟基硅氧烷与二甲基硅氧烷的共聚物、二甲基羟基硅氧基封端的甲基羟基硅 氧烷与甲基苯基硅氧烷的共聚物、二甲基羟基硅氧基封端的甲基羟基硅氧烷与二甲基硅氧 烷的共聚物、三甲基硅氧基封端的甲基羟基硅氧烷与甲基苯基硅氧烷的共聚物、三甲基硅 氧基封端的甲基羟基硅氧烷与甲基（3,3,3_三氟丙基）硅氧烷的共聚物中的一种或几种。
[0013] 优选的，所述分散稳定剂为含羟基的线型有机聚硅氧烷，羟基的质量百分含量为 0. 5% -2. 5%，在25°C的动力粘度值为20-80mPa · s，本发明中羟基的质量百分含量为含羟 基的线型有机聚硅氧烷中羟基的质量百分比。以100重量份基础聚合物计，分散稳定剂的 用量优选为1 _20重量份。
[0014] 进一步优选地，所述含羟基的有机聚硅氧烷中还含有与硅键合的链烯基。链烯基 包括乙稀基、稀丙基、丁稀基或戊稀基，优选为乙稀基或稀丙基。链稀基在含轻基的有机聚 硅氧烷的分子中的位置没有特殊限制，可位于分子末端和/或侧位上，链烯基的质量含量 优选为 0. 8% -1. 8%。
[0015] 本发明的加成型有机硅灌封胶组合物中，填料包括根据实际需要加入的填料，如 导热填料、导电填料、增量填料、颜料、耐热剂、阻燃剂等无机填料，以及由有机烷氧基硅烷、 有机齒代硅烷、有机硅氮烷等类似的有机硅化合物或钛酸酯偶联剂进行表面处理的前述无 机填料。所述填料、用于表面处理的处理剂及表面处理工艺无特殊限制，导热填料可列举氧 化铝、氮化硼、氮化铝、二氧化硅等；处理剂可列举乙烯基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅烷（KH560)、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570)、钛酸四乙酯、 钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四（2-乙基己基）酯、乙酰丙酮钛、硬脂酸钡等。
[0016] 优选地，所述填料的平均粒径为1 μ m-50 μ m，吸油值为5% -60%。本发明中，填 料的平均粒径为D50粒径，即填料的粒度分布曲线中累计分布为50%时最大颗粒的等效直 径。所述吸油值的测试方法为：在80-2型离心机（金坛市环保仪器厂）的15mL离心试管 中，加入约2. 5ml的邻苯二甲酸二辛脂（DOP)及填料I. 0?2. 0g，静置20min，然后置于80-2 型离心机中以转速为3800r/m离心30min，移去上层邻苯二甲酸二辛脂（DOP)，静置24h，用 吸油纸吸尽表层浮油，称重得到m 3 (g)，根据下式计算填料的吸油值：
【权利要求】
1. 一种加成型有机硅灌封胶组合物，包括基础聚合物、固化剂、填料和催化剂，其特征 在于，所述加成型有机硅灌封胶组合物还包括纳米级添加剂和分散稳定剂，所述纳米级添 加剂为比表面积为150m2/g-600m2/g的无机粉体，所述分散稳定剂为含轻基的有机聚娃氧 烷；所述基础聚合物为分子中至少含有两个与硅键合的链烯基的有机聚硅氧烷，所述固化 剂为分子中含有两个以上与娃键合的氢基的聚娃氧烧。
2. 如权利要求1所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，加成型有机硅灌封 胶组合物中，以100重量份基础聚合物计，所述纳米添加剂的用量为〇. 2-15重量份。
3. 如权利要求1所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述分散稳定剂为 三甲基硅氧基封端的聚甲基羟基硅氧烷、三甲基硅氧基封端的聚甲基羟基硅氧烷与聚二甲 基硅氧烷的共聚物、二甲基羟基硅氧基封端的聚甲基羟基硅氧烷与聚甲基苯基硅氧烷的共 聚物、二甲基羟基硅氧基封端的聚甲基羟基硅氧烷与聚二甲基硅氧烷的共聚物、三甲基硅 氧基封端的聚甲基羟基硅氧烷与聚甲基苯基硅氧烷的共聚物、三甲基硅氧基封端的甲基羟 基硅氧烷与甲基（3, 3, 3-三氟丙基）硅氧烷的共聚物中的一种或几种。
4. 如权利要求1所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述分散稳定剂为 含羟基的线型有机聚硅氧烷，羟基的质量百分含量为〇. 5% -2. 5%，在25°C的动力粘度值 为 20_80mPa·s。
5. 如权利要求4所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，以100重量份基础聚 合物计，分散稳定剂的用量为1-20重量份。
6. 如权利要求1-5任一项所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述含羟 基的有机聚硅氧烷的分子中含有与硅键合的链烯基，链烯基的质量含量为〇. 8% -1. 8%。
7. 如权利要求1-5任一项所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述填料 的平均粒径为1μm-50μm，吸油值为5% -60%。
8. 如权利要求1-5任一项所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述加成 型有机硅灌封胶组合物中，所述基础聚合物为二甲基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧 烷，或三甲基硅氧基封端的甲基乙烯基硅氧烷与二甲基硅氧烷的共聚物，或二甲基乙烯基 娃氧基封端的聚-甲基娃氧烧与二甲基娃氧基封端的甲基乙稀基娃氧烧与-甲基娃氧烧 的共聚物的混合物，所述填料为导热填料；所述加成型有机硅灌封胶组合物分为A、B两个 组分，A组分包括以下按重量份数计的原料： 基础聚合物 100份， 填料 200-800份， 纳米级添加剂 0.5-8份， 分散稳定剂 4-9份，以及催化剂； B组分包括以下按重量份数计的原料： 基础聚合物 100份, 填料 200-800份， 固化剂 6-25份， 纳米级添加剂 0.5-8份， 分散稳定剂 4-9份。
9. 如权利要求8所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述加成型有机硅 灌封胶组合物采用以下方法制备： 将A组分中全部份数的填料、纳米级添加剂、分散稳定剂与15-80份基础聚合物混合， 升温至130-160°c反应2-4h，降温，得到基体混合物A，将基体混合物A与催化剂及A组分中 剩余份数的基础聚合物混合，得到A组分； 将B组分中的全部份数的填料、纳米级添加剂、分散稳定剂与15-80份基础聚合物混 合，升温至130-160°C反应2-4h，降温，得到基体混合物B，将基体混合物B与B组分中全部 份数的固化剂及剩余份数的基础聚合物混合，得到B组分，即得到所述加成型有机硅灌封 胶组合物。
10. 如权利要求9所述的加成型有机硅灌封胶组合物，其特征在于，所述基体混合物A 与基体混合物B相同。
【文档编号】C09J11/08GK104312528SQ201410495994
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】丁小卫, 肖敦乾, 罗海剑, 邹小武, 刘金龙 申请人:惠州市安品新材料有限公司