一种低渗油高导热的导热凝胶及制备方法与流程

本发明涉及导热凝胶领域，具体为一种低渗油高导热的导热凝胶及制备方法。

背景技术：

1、导热凝胶(又称导热凝胶、散热片凝胶、cpu凝胶、处理器凝胶等)是一种凝胶状的有机硅基导热材料，由有机硅树脂、交联剂、导热填料经搅拌、混合、包封固化而成，应用于各种电子产品和电器设备中的发热体(功率管、晶闸管、电热堆等)与散热设施(散热片、外壳)的接触面，起到传递热量和水分的中间作用、防尘、防腐蚀、防震等性能；

2、在长时间的使用过程中，因受到长时间的加热和挤压，导热凝胶会出现出油现象。少量的出油属于正常情况，并不影响导热凝胶的正常使用，但较多出油量容易使渗出的油，会严重影响元器件使用寿命，同时导热凝胶在实际使用环境中，在面对电子元器件的发热和震动下，会发生脱落开裂等现象，这就要求导热凝胶具有一定的韧性和耐老化性能，为此我们提出了一种低渗油高导热的导热凝胶及制备方法。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种低渗油高导热的导热凝胶及制备方法，解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种低渗油高导热的导热凝胶，由包括以下质量百分比的原料制成：硅油3-22％、白炭黑0.05-0.5％、偶联剂0.1-2％、硅藻土0.5-1％、催化剂0.1-1％、丙烯酸酯2-15％和有机聚硅氧烷2-20％，余量为无机导热填料；

5、所述有机聚硅氧烷包括含乙烯基有机聚硅氧烷和含氢基有机聚硅氧烷，且含乙烯基有机聚硅氧烷和含氢基有机聚硅氧烷的摩尔质量比为5-15：1；

6、所述丙烯酸酯包括丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯，且丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯质量比为1：1。

7、优选的，所述白炭黑为气相法白炭黑，其比表面积为140-220。

8、优选的，所述硅油选自乙烯基硅油、苯基硅油、羟基硅油、侧链含氢硅油、二甲基硅油、聚醚改性硅油、长链烷基硅油和端含氢硅油中的一种或多种；

9、且硅油选取后的粘度为100-1500cps。

10、优选的，所述偶联剂选自丙基三甲氧基硅烷、葵基三甲氧基硅氧烷、苯基硅氧烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

11、优选的，所述为铂系催化剂，且催化剂选自氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂-乙烯基硅氧烷配合物、铂-炔基配合物中的一种或多种。

12、优选的，所述无机导热填料各成分及质量百分数为：球形氧化铝5％-50、氢氧化铝/氢氧化镁10％-80％、纳米氧化锌0.1％-5％和六方氮化硼1％-30％；

13、所述球形氧化铝粒径为1-35μm，氢氧化铝、氢氧化镁粒径为10-75μm，所述纳米氧化锌粒径为100-900nm，所述六方氮化硼粒径为1-30μm。

14、所述无机导热填料的制备包括以下步骤：

15、先配置95％的乙醇溶液并加入醋酸调节ph为4-6.5，搅拌下加入0.5-2％的偶联剂，先将球形氧化铝浸入溶液中轻微搅拌10min后取出，使用乙醇漂洗晾干，80-120℃真空干燥半小时，按无机导热填料的原料，将处理后的球形氧化铝与氢氧化铝/氢氧化镁、纳米氧化锌、六方氮化硼按比例混合均匀，即得无机导热填料。

16、优选的，该低渗油高导热的导热凝胶的制备方法，包括以下步骤：

17、s1：将丙烯酸酯丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和无机导热填料混合均匀，对导热填料进行表面处理，制得表面包覆丙烯酸酯的无机导热填料；

18、s2：将表面处理后的无机导热填料分批次加入到硅油中，充分搅拌混合均匀，且在无机导热填料分批次加入的过程中同时加入白炭黑和硅藻土以及偶联剂，得到混合物料；

19、s3：最后在步骤s2制得的混合物料中先加入含乙烯基有机聚硅氧烷混合后，再加入含氢基有机聚硅氧烷和催化剂，进行加热搅拌混合均匀。

20、优选的，所述s1中对无机填料进行表面处理的过程中，混合搅拌时的温度为80-95°c，搅拌时间为1-2小时；

21、所述s2和s3中物料搅拌混合过程中，温度为110-120℃，搅拌时间分别为1小时和1.5小时。

22、(三)有益效果

23、与现有技术相比，本发明提供了一种低渗油高导热的导热凝胶，具备以下有益效果：

24、1、该低渗油高导热的导热凝胶，通过优化组分配比，且加入有硅藻土和白炭黑，通过硅藻土本身自有的孔隙从而使其具有较强的吸收性，可将导热凝胶中游离的硅油分子吸收到硅藻土的孔隙中，以及通过白炭黑较强的吸附性和触变性，从而可显著降低导热凝胶的出油率，且少量的加入量不影响导热凝胶的流动性从而确保导热凝胶具有一定的挤出率。

25、2、该低渗油高导热的导热凝胶，通过丙烯酸酯对无机导热填料的的表面进行处理，在无机导热填料的表面包覆一层聚丙烯酸酯层，从而制得以无机导热填料为硬核，以聚丙烯酸酯弹性体为软壳的核壳结构，富有韧性和强度的聚丙烯酸酯相包裹在无机导热填料相之间，对外力起到缓冲的作用，达到增强导热凝胶强度与韧性的目的。

技术特征：

1.一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，由包括以下质量百分比的原料制成：硅油3-22％、白炭黑0.05-0.5％、偶联剂0.1-2％、硅藻土0.5-1％、催化剂0.1-1％、丙烯酸酯2-15％和有机聚硅氧烷2-20％，余量为无机导热填料；

2.根据权利要求1所述的一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，所述白炭黑为气相法白炭黑，其比表面积为140-220。

3.根据权利要求1所述的一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，所述硅油选自乙烯基硅油、苯基硅油、羟基硅油、侧链含氢硅油、二甲基硅油、聚醚改性硅油、长链烷基硅油和端含氢硅油中的一种或多种；

4.根据权利要求1所述的一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，所述偶联剂选自丙基三甲氧基硅烷、葵基三甲氧基硅氧烷、苯基硅氧烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，所述为铂系催化剂，且催化剂选自氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂-乙烯基硅氧烷配合物、铂-炔基配合物中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，所述无机导热填料各成分及质量百分数为：球形氧化铝5％-50、氢氧化铝/氢氧化镁10％-80％、纳米氧化锌0.1％-5％和六方氮化硼1％-30％；

7.根据权利要求6所述的一种低渗油高导热的导热凝胶，其特征在于，所述无机导热填料的制备包括以下步骤：

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种低渗油高导热的导热凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种低渗油高导热的导热凝胶的制备方法，其特征在于，所述s1中对无机填料进行表面处理的过程中，混合搅拌时的温度为80-95℃，搅拌时间为1-2小时；

技术总结
本发明涉及导热凝胶领域，且公开了一种低渗油高导热的导热凝胶，由包括以下质量百分比的原料制成：硅油3‑22％、白炭黑0.05‑0.5％、偶联剂0.1‑2％、硅藻土0.5‑1％、催化剂0.1‑1％、丙烯酸酯2‑15％和有机聚硅氧烷2‑20％，余量为无机导热填料；有机聚硅氧烷包括含乙烯基有机聚硅氧烷和含氢基有机聚硅氧烷；丙烯酸酯包括丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；该导热凝胶通过加入有具有吸附性的硅藻土和白炭黑，可显著降低导热凝胶的出油率，同时通过加入丙烯酸酯包覆在无机导热填料外表面，达到增强导热凝胶强度与韧性的目，并通过有机聚硅氧烷使得该导热凝胶形成稳态的导热流体，具有导热性高、渗透率低、耐热性好、粘度低、性能稳定可长期储存等优点。

技术研发人员：张亮,刘成彬
受保护的技术使用者：苏州矽美科导热科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15