一种有机硅导热绝缘膜及其制备方法与流程

本发明属于导热材料，具体涉及一种机硅导热绝缘膜及其制备方法。

背景技术：

1、如今电子产品的更新换代速度非常快，产品升级更多的是通过增加功率密度和减小设备体积，从而满足运行速度快、质量轻而薄的需求。而设备运行过程中产生的大量热量，会损坏电子产品，降低使用性能，为了保证元器件的工作环境和延长工作寿命，产品的散热问题就是亟需解决的难点之一。

2、导热绝缘膜是一种具有导热性能和绝缘性能的薄膜材料。它通常由导热材料和绝缘材料的复合层构成。导热绝缘膜的主要作用是在电子设备和电路中提供热管理和绝缘保护。它可以有效地传导和分散热量，防止设备过热，并且可以隔离电路，防止电流泄漏和短路。导热绝缘膜广泛应用于电子产品、汽车电子、led(发光二极管)照明等领域。它能够依据自身的弹性和表面粘性无缝隙的填充器件与散热器之间的缺陷，将大功率的电子电气器件在高速运转过程中产生的大量热量高效的传导给散热器，提高器件的散热效率，降低器件工作环境下的实时温度进而延长器件使用寿命。随着电子产品的性能要求不断提高，对导热绝缘膜的要求也越来越高，产品将不断的升级换代。

3、发明专利cn 104788969 b公开了一种有机硅导热绝缘组合物及导热绝缘材料，导热系数较低，不能满足导热系数＞4w/(m·k)以上的需求，其组合物不含增粘剂，硫化后对基材无粘附性。

4、发明专利cn 113736383 b公开了一种有机硅导热粘接胶膜及其制备方法与应用，主要基于含羟基的有机硅树脂材料，制备过程应用大量溶剂，环保性差，另外其导热性及绝缘强度均偏差。

技术实现思路

1、为了解决上述存在的技术问题，本技术提供如下技术方案：

2、本发明提供一种有机硅导热绝缘膜，包括依次设置的离型膜层，有机硅层和聚酰亚胺(pi)层；

3、所述有机硅层按重量份计，由以下组分组成：

4、

5、

6、所述增粘剂由化合物a和化合物b组成；所述化合物a和化合物b的质量比为1：0.5-2；

7、所述化合物a由以下制备方法制备得到：

8、s11：将乙烯基羟基硅油、ω-缩水甘油醚氧基辛基三甲氧基硅烷和氢氧化钾加入有机溶剂中，100-120℃加热混合1-3h，除去副产物后冷却得到混合产物；

9、s12：向所述混合产物加入乙酸反应0.5-1.5h后，除去有机溶剂，得到所述化合物a；

10、所述化合物a的结构式如下：

11、

12、所述化合物b为7-辛烯基三甲氧基硅烷，结构式如下：

13、

14、优选的，所述乙烯基硅油的粘度为100-1000mpa·s。

15、优选的，有机溶剂为甲苯。

16、步骤s11中，副产物为甲醇。

17、优选的，所述铂-乙烯基硅氧烷配合物催化剂由以下方法制备得到：

18、s21：氯铂酸、混合物和碳酸氢钠于乙醇水溶液中混合，40-80℃加热1-5h，冷却，得到反应物；所述混合物由1,3-二乙烯基四甲氧基二硅氧烷和1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷组成，所述1,3-二乙烯基四甲氧基二硅氧烷和1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的摩尔比为1-5：1；

19、s22：将所述反应物过滤，减压蒸馏，得到所述铂-乙烯基硅氧烷配合物催化剂。

20、优选的，所述气相二氧化钛为混晶型二氧化钛，平均粒径为20-22nm，比表面积为45-55m2/g。

21、所述气相二氧化钛包括锐钛矿和金红石，所述锐钛矿和金红石的质量比为71：28-30。

22、优选的，所述含氢硅油包括侧含氢硅油、端含氢硅油和端侧含氢硅油中的一种或多种；

23、所述侧含氢硅油的通式为：

24、

25、m和t独立选自1-500中的任一整数；

26、所述端含氢硅油的通式为：

27、

28、n选自1-500中的任一整数；

29、所述端侧含氢硅油的通式为：

30、

31、p和q独立选自1-500中的任一整数。

32、优选的，所述导热填料选自氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、氮化硅或氧化镁。

33、优选的，所述导热填料或氢氧化铝经过精制处理；所述精制处理的方法，包括如下步骤：

34、s11：按重量份计，将100份所述导热填料或氢氧化铝和180-220份水90-100℃混合2-4h后过滤，得到滤饼；

35、s12：将所述滤饼再次加入180-220份水中混合90-100℃混合2-4h后过滤，得到沸水洗净处理后的滤饼；

36、s13：沸水洗净处理后的滤饼100-110℃干燥4-6h后粉碎，得到精制滤饼；

37、s14：按重量份计，向80-120份所述精制滤饼中加入1份甲基三甲氧基硅烷，95-100℃混合0.5-1.5h。

38、优选的，所述导热填料和氢氧化铝的质量比为1-4：1。

39、优选的，所述步骤s11中，混合的时间为90-100℃，混合的时间为2-4h。

40、优选的，所述乙烯基硅树脂的结构式为：[(ch3)3sio1/2]a[(ch2＝ch)(ch3)2sio1/2]b[sio4/2]c；其中，(a+b)/c的摩尔比为0.6-1.2，-ch2＝ch-(乙烯基)的占所述乙烯基硅树脂总质量的0.1-10％。

41、优选的，所述抑制剂的结构式如下：

42、

43、其中r1为甲基、苯基和乙烯基中的一种，r2为甲基、乙基和苯基中的一种。

44、本发明还提供一种上述有机硅导热绝缘膜的制备方法，包括如下步骤：

45、s31：按重量份计，将80-120份乙烯基硅油、200-500份导热填料、200-500份氢氧化铝、5-20份乙烯基硅树脂、1-5份气相二氧化钛100-140℃加热混合2-6h，得到混合产物；

46、s32：向所述混合产物中加入0.5-10份含氢硅油、1-5份增粘剂、0.1-0.5份抑制剂和0.1-0.5份铂-乙烯基硅氧烷配合物催化剂，得到有机硅导热绝缘胶；

47、s33：将所述有机硅导热绝缘胶涂布、流延于聚酰亚胺膜上，110-130℃固化60-120min后表面覆盖氟塑膜，得到所述有机硅导热绝缘膜。

48、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

49、1、气相二氧化钛的添加改善耐老化性：采用一种纳米级的气相法二氧化钛作为添加剂，表面的氢氧基团使其具有亲水性，并且没有任何色素特征，基本颗粒的平均粒径大约为21nm，颗粒的大小和4g/cm3的密度使其具有50m2/g的特殊表面；混晶型二氧化钛，锐钛矿和金红石的重量比大约为71/29，由于两种结构混杂增大了tio2晶格内的缺陷密度，增大了载流子的浓度，使电子、空穴数量增加，使其具有更强的捕获在tio2表面的溶液组份(水、氧气、有机物)的能力，赋予有机硅导热绝缘膜优异的紫外线吸收、光催化杀菌、分解有机污染物等性能。

50、2、导热填料和氢氧化铝经精制处理除掉水溶性不纯物的导热填料/氢氧化铝，再进一步用有机硅烷疏水处理，可以改善硅橡胶的耐水性，在高湿环境中保持良好的高电压绝缘性。氢氧化铝得搭配使用，保证较高得导热性和阻燃性。

51、3、增粘剂采用化合物a合成后搭配7-辛烯基三甲氧基硅烷使用，效果增强。

52、4、本发明采用乙烯基硅树脂补强。

53、5、本发明的抑制剂不易挥发、铂金催化剂活性高。