本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种双组份高导热灌封胶及其制备方法。
背景技术：
：：近年来，由电源电池发热造成的安全事故经常发生，如何解决电池安全问题也越来越受到社会的关注，高导热有机硅灌封胶具有良好散热、阻燃等级高、耐候性强、耐高低温、抗震以及出现起火时不引起整个电源爆炸燃烧等性能，受到了广大电源行业的喜爱。目前，制备高导热灌封胶主要使用氧化铝、硅微粉、碳化硅，氮化铝、氮化硼等粉体作为填充材料，而氮化硼、氮化铝相对成本太高，一般极少用于制备，考虑成本，大部分厂商均选择硅微粉、氧化铝。氧化铝导本体导热率虽高，但是要靠大量(200～300份)填充才能制备导热率0.8w/mk的样品。国内部分选择硅微粉做填料制备的灌封胶导热率只有0.5-0.6w/mk，且流动性极差，没有办法很好的解决大功率电源的散热。技术实现要素：：本发明的目的是提供一种双组份高导热灌封胶及其制备方法，本发明利用硅烷偶联剂对硅微粉表面进行改性，解决粉油相容性问题，使得硅微粉能够极大的发挥导热性能，本发明制备的双组份高导热灌封胶导热率为0.6～0.85w/mk，产品流平性好，长时间存放不沉降，固化速度快，剖面致密无砂眼气孔，阻燃等级达到ul94-v0级，完全符合欧盟rohs指令要求。本发明的目的是提供了一种双组份高导热灌封胶，其特征在于，由质量比为1:1的a、b两种组份组成，按质量份数计，组份a包括：a1乙烯基硅油6～20份、a2含氢硅油3～14份、a3二甲基硅油2～6份、a4抑制剂0.01～0.04份、a5防沉降剂0.2～1份、a6阻燃剂3～25份和a7改性硅微粉25～70份；组份b包括：b1乙烯基硅油9～34份、b2二甲基硅油2～6份、b3催化剂0.1～0.5份、b4防沉降剂0.1～1.0份、b5阻燃剂3～25份和b6改性硅微粉25～70份。优选，所述的a7改性硅微粉和b6改性硅微粉为经过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性的硅微粉，粒径为1～100μm。b3催化剂为广州铂晟新材料有限公司生产的卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)，是一种铂金络合物，铂有效含量3000ppm。γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤如下：称取γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与硅微粉的质量比为0.01，将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶解于乙醇溶液中(乙醇的质量分数为95％)，乙醇溶液与硅微粉的质量比为0.2，100～400rpm搅拌5min搅拌均匀，然后分批加入硅微粉，待硅微粉加入完毕后，置于80℃水浴锅，继续低速搅拌120min，将搅拌后得到的粉体全部转移到超声波仪器中进行超声波分散30min，超声波分散后的粉体置于100℃的烘箱中烘烤60min，取出分装储存待用，即为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉。上述硅微粉改性步骤为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的步骤，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的步骤同上。本发明利用硅烷偶联剂对硅微粉表面进行改性，解决粉油相容性问题，同时改性硅微粉与阻燃剂协同作用，使得改性硅微粉既能够极大的发挥导热性能，又提高产品阻燃性能，从而制备得到高导热灌封胶。上述双组份高导热灌封胶，按质量份数计，组份a包括：a1乙烯基硅油14.5份、a2含氢硅油10.5份、a3二甲基硅油3.75份、a4抑制剂0.03份、a5防沉降剂0.3份、a6阻燃剂3.75～5.75份和a7改性硅微粉28.75～48份；组份b包括：b1乙烯基硅油25份、b2二甲基硅油3.75份、b3催化剂0.13份、b4防沉降剂0.3份、b5阻燃剂3.75～5.75份和b6改性硅微粉28.75～48份。进一步优选，上述双组份高导热灌封胶，按质量份数计，组份a包括：a1乙烯基硅油14.5份、a2含氢硅油10.5份、a3二甲基硅油3.75份、a4抑制剂0.03份、a5防沉降剂0.3份、a6阻燃剂3.75～4.33份和a7改性硅微粉38.8～48.0份；组份b包括：b1乙烯基硅油25份、b2二甲基硅油3.75份、b3催化剂0.13份、b4防沉降剂0.3份、b5阻燃剂3.75～4.33份和b6改性硅微粉38.8～48.0份。优选，所述的a6阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌中的一种以上，阻燃剂的粒径为1～30μm，结构为类球形。优选，所述的a1乙烯基硅油和b1乙烯基硅油为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，粘度为100～1000cps，乙烯基硅油的乙烯基含量0.6％～2.0％，150℃3小时挥发份≤0.8％。优选，所述的a2含氢硅油为三甲基硅氧基封端的聚甲基氢硅氧烷，其粘度为100～1000cps，含氢硅油的含氢量为0.05％～0.5％，150℃3小时挥发份≤0.8％，所述的a3二甲基硅油和b2二甲基硅油为聚二甲基硅氧烷，粘度为50～500cps。优选，所述的a4抑制剂为多乙烯基环体或乙炔基环体，a4的作用是防止胶体混合过程时出现局部固化，影响胶体的整体固化和性能，a5防沉降剂选自气相二氧化硅、氧化聚乙烯蜡、氢化蓖麻油衍生物中的一种以上，比表面积为50～500m2/g，气相二氧化硅提供一种物理性质的防沉，氧化聚乙烯蜡和氢化蓖麻油衍生物则可在硅油体系中形成一种网络结构，使得粉体长时间不易沉降。优选，所述的b组份还包括，b7色膏0.1～0.5份。色膏以适当粘度(500～1000cps)的聚二甲基硅氧烷为载体，添加色粉或碳粉，色粉或碳粉与聚二甲基硅氧烷的质量比为1：5，先通过搅拌机进行预分散，然后三辊研磨机进行3～4次细混，获得膏状物即为色膏。本发明的另一个目的是提供了一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：按上述的a组份各原料的质量份数比，将a1乙烯基硅油、a2含氢硅油、a3二甲基硅油、a4抑制剂、a5防沉降剂和a6阻燃剂按上述质量份数依次加入搅拌容器，搅拌速度100～400rpm搅拌3min，搅拌至a5防沉降剂完全浸没，然后加入上述质量份数的a7改性硅微粉，搅拌速度2000～3000rpm搅拌80min，抽真空20min，去泡得到a组份；(2)b组份的制备：按上述的b组份各原料的质量份数比，将b1乙烯基硅油、b2二甲基硅油、b3催化剂、b4防沉降剂和b5阻燃剂按上述质量份数依次加入搅拌容器，搅拌速度100～400rpm搅拌3min，搅拌至b4防沉降剂完全浸没，然后加入上述质量份数的b6改性硅微粉和0.1～0.5份的色膏，搅拌速度2000～3000rpm搅拌80min，抽真空20min，去泡得到b组份；(3)将步骤(1)得到的a组份和步骤(2)得到的b组份按照质量比1：1混合均匀，真空脱泡，即得到双组份高导热灌封胶。除非另有说明，本发明涉及的名词定义具有与本领域技术人员通常理解相同的含义。与现有的技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明利用硅烷偶联剂对硅微粉表面进行改性，解决粉油相容性问题，使得硅微粉能够极大的发挥导热性能，同时阻燃剂与改性硅微粉协同作用，从而制备高性能产品；相较于目前市场上的用硅微粉制备的灌封胶，本发明具有明显更高的导热率，能更好的应用于解决电源模块散热、阻燃、抗震、阻水等要求；相较于市场上最常用氧化铝制备的灌封胶，本发明具有明显的价格优势和密度低的优势。(2)本发明采用乙烯基硅油和含氢硅油配合卡斯特铂金催化剂为固化体系，固化时间可控，固化过程不产生任何有危害小分子或气体，符合绿色环保要求。(3)本发明提出的高导热灌封胶固化后形成一种低模量的弹性体，对被灌封基材没有任何附着力，方便电子元件返修，提高资源的利用率。具体实施方式：以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。在本发明中，多乙烯基环体(r-9)购自广州铂晟新材料有限公司，卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)购自广州铂晟新材料有限公司。实施例1：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将145g乙烯基硅油、105g含氢硅油、37.5g二甲基硅油、0.3g多乙烯基环体(r-9)和3g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入57.5g氢氧化铝和287.5gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将250g乙烯基硅油、37.5g二甲基硅油、3g气相二氧化硅和1.3g卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入57.5g氢氧化铝、287.5gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉和3.0g色膏，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤如下：称取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与硅微粉的质量比为0.01，将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中(乙醇溶液中乙醇的质量分数为95％)，乙醇溶液与硅微粉的质量比为0.2，100～400rpm搅拌5min搅拌均匀，然后分批加入硅微粉，待硅微粉全部加完，将混合粉体溶液装置置于80℃水浴锅，继续搅拌120min，将搅拌后得到的粉体全部转移到超声波仪器中进行超声波分散30min，超声波分散后的粉体置于100℃的烘箱中烘烤60min，取出分装储存待用，即为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉。实施例2：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将145g乙烯基硅油、105g含氢硅油、37.5g二甲基硅油、0.3g多乙烯基环体和3g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入43.3g氢氧化铝和388gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的硅微粉，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将250g乙烯基硅油、37.5g二甲基硅油、3g气相二氧化硅和1.3g卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入43.3g氢氧化铝、388gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉和3.8g色膏，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤如下：称取γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与硅微粉的质量比为0.01，将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中(乙醇溶液中乙醇的质量分数为95％)，乙醇溶液与硅微粉的质量比为0.2，100～400rpm搅拌5min搅拌均匀，然后分批加入硅微粉，待硅微粉全部加完，将混合粉体溶液装置置于80℃水浴锅，继续搅拌120min，将搅拌后得到的粉体全部转移到超声波仪器中进行超声波分散30min，超声波分散后的粉体置于100℃的烘箱中烘烤60min，取出分装储存待用，即为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉。色膏的制备步骤同实施例1。实施例3：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将145g乙烯基硅油、105g含氢硅油、37.5g二甲基硅油、0.3g多乙烯基环体和3g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入37.5g氢氧化铝和480gγ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将250g乙烯基硅油、37.5g二甲基硅油、3g气相二氧化硅和1.3g卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入37.5g氢氧化铝、480gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉和3.8g色膏，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤如下：称取γ-巯丙基三甲氧基硅烷，γ-巯丙基三甲氧基硅烷与硅微粉的质量比为0.01，将γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶解于乙醇溶液中(乙醇溶液中乙醇的质量分数为95％)，乙醇溶液与硅微粉的质量比为0.2，100～400rpm搅拌5min搅拌均匀，然后分批加入硅微粉，待加入硅微粉后，将混合粉体溶液置于80℃水浴锅，继续搅拌120min，将搅拌后得到的粉体全部转移到超声波仪器中进行超声波分散30min，超声波分散后的粉体置于100℃的烘箱中烘烤60min，取出分装储存待用，即为γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉。色膏的制备步骤同实施例1。实施例4：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将60g乙烯基硅油、30g含氢硅油、20g二甲基硅油、0.1g多乙烯基环体和2g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为400rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入50g氢氧化镁和250gγ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉，搅拌速度为3000rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将90g乙烯基硅油、30g二甲基硅油、1g气相二氧化硅和1g卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)依次加入搅拌釜，搅拌速度为400rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入50g氢氧化镁、250gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉和3.8g色膏，搅拌速度为3000rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤同实施例3，色膏的制备步骤同实施例1。实施例5：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将20g乙烯基硅油、14g含氢硅油、6g二甲基硅油、0.04g多乙烯基环体和2g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为100rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入25g硼酸锌和40gγ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉，搅拌速度为2000rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将34g乙烯基硅油、6g二甲基硅油、2g气相二氧化硅和0.5g卡斯特铂金催化剂(pt3000ppm)依次加入搅拌釜，搅拌速度为100rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入25g硼酸锌、40gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉和3.8g色膏，搅拌速度为2000rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤同实施例3，色膏的制备步骤同实施例1。对比例1：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将145g乙烯基硅油、105g含氢硅油、37.5g二甲基硅油、0.3g多乙烯基环体和3g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入57.5g氢氧化铝和287.5g硅微粉，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将250g乙烯基硅油、37.5g二甲基硅油、3g气相二氧化硅和1.3g卡斯特铂金催化剂依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入57.5g氢氧化铝、287.5g硅微粉和3.8g色膏，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。色膏的制备步骤同实施例1。对比例2：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将145g乙烯基硅油、105g含氢硅油、37.5g二甲基硅油、0.3g多乙烯基环体和3g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入250g氢氧化铝，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将250g乙烯基硅油、37.5g二甲基硅油、3g气相二氧化硅和1.3g卡斯特铂金催化剂依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入250g氢氧化铝和3.8g色膏，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。色膏的制备步骤同实施例1。对比例3：一种双组份高导热灌封胶的制备方法，包括如下步骤：(1)a组份的制备：将145g乙烯基硅油、105g含氢硅油、37.5g二甲基硅油、0.3g多乙烯基环体和3g气相二氧化硅依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入480gγ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到a组份；(2)b组份的制备：将250g乙烯基硅油、37.5g二甲基硅油、3g气相二氧化硅和1.3g卡斯特铂金催化剂依次加入搅拌釜，搅拌速度为250rpm搅拌3min至气相二氧化硅完全浸没，然后加入480gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉和3.8g色膏，搅拌速度为2500rpm搅拌80min，抽真空20min去泡得到b组份。γ-巯丙基三甲氧基硅烷改性硅微粉的具体步骤同实施例3，色膏的制备步骤同实施例1。将实施例1～3和对比例1～3制备得到的组份取样检测，各项指标如下：温度：23±2℃，湿度：50±5％；取样：取少量a/b组份，脱泡10min，用0.5ml针管抽取少量进行粘度测试，实施例1～3和对比例1～3中的a/b组份按照1：1质量比进行混合，真空下脱泡10min，倒入模具中，室温下进行固化，固化完全进行其他项目测试。测试项目和测试标准如表1所示：表1将实施例1～3和对比例1～3制备的a/b组份按照质量比1：1混合，室温固化完全后性能测试表如表2所示：表2性能测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3外观a白/b蓝a白/b蓝a白/b蓝a白/b蓝a白/b蓝a白/b蓝比重g/cm31.40±0.021.55±0.021.62±0.021.42±0.02132±0.021.60±0.02粘度cps1550±501750±502150±503000±501500±501700±50室温固化时间(25℃)/min90±5min90±5min90±5min90±5min90±5min90±5min加温固化时间(80℃)/min20±5min20±5min20±5min20±5min20±5min20±5min硬度jisa485560452558耐温范围℃-60～260-60～260-60～260-60～260-60～260-60～260体积电阻率ω﹒cm≥2.1×1016≥2.1×1016≥2.1×1016≥2.1×1016≥2.1×1016≥2.1×1016介电常数1.2hz3.0～3.33.0～3.33.0～3.33.0～3.33.0～3.33.0～3.3线性膨胀系数m/m.k≤2.2×10-4≤2.2×10-4≤2.2×10-4≤2.2×10-4≤2.2×10-4≤2.2×10-4阻燃等级ul94v0v0v0v1v0v1-v0导热系数w/m.k0.650.750.850.450.400.65上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化等均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12