单组分高导热硅酮胶及其制备方法
【专利摘要】一种单组分高导热硅酮胶及其制备方法，属于电子材料技术领域。将按重量份数计的a，w?二羟基聚二甲基硅氧烷75?95份；稀释剂9?13份；石墨粉50?60份；阻燃填料20?35份；填料25?35份投入到搅拌机中分散搅拌，出料，得到基料；将得到的基料投入搅拌机中同时将按重量份数计的催化剂2?3份、交联剂3.5?5.5份和偶联剂2?3.5份投入搅拌机中搅拌，出料并灌装，得到单组分高导热硅酮胶。便于贮存与运输且节省物流成本；满足工业化生产要求；能满足对LED的优异的封装要求；施工高效；环保；对环境适应性强；工艺简单而无苛刻的工艺要素以及无需凭借复杂的设备，因而能满足工业化放大生产要求。
【专利说明】
单组分高导热硅酮胶及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种单组分高导热硅酮胶，并且还涉及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长和体积小等特点， 广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不 同，可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源和通用照明五大类。
[0003] 传统的对LED的封装普遍采用环氧树脂灌封胶（即封装胶，以下同）或有机硅灌封 胶等将LED芯片与支架包封。环氧树脂灌胶（简称环氧灌封胶）的典型文献公开如 〇附227320(：、0附247729(：、0附9399994、0附029251108和0附026343124，等等。这种环氧灌封 胶通常加入有一定比例的消泡剂、固化剂、促进剂、稀释剂及填料充分搅拌脱泡后制成，制 成后的灌封胶由于使用了光固化剂或热固化剂的原因导致产品的贮存性及适用性均不太 理想;尤其在该类灌封胶的使用过程中需增加诸多必要的辅助设备，不利于工业化流水生 产需求。此外，以环氧树脂为基材灌封胶贮存条件也极为苛刻，需要在密闭、无光、低温的环 境下进行贮存。以及用于以环氧树脂为基材的灌封胶在制备过程中使用了大量的苯类产品 作为稀释剂，使得产品在使用后均存在大比例的收缩情况，严重的直接导致密封胶形成的 封装面断裂，从而丧失封装功能，且在固化过程中，灌封胶内的促进剂、稀释剂、催化剂挥发 相当严重，所挥发的气体具有一定的有毒有害物质，既影响工作环境又损及在线作业人员 的健康。
[0004] 在公开的中国专利文献中可见诸硅酮类灌封胶的技术信息，典型的如 CN101544881B推荐的"用于LED光口显示器件的双组分硅酮灌封胶及其制备方法"，该专利 的组分A的原料按重量份数计如下:α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1〇〇份、有机硅基胶10-35 份、填料0-50份和增塑剂10-30份;组分Β的原料按重量份数计如下:交联剂5-10份、偶联剂 0.3-3份、钛酸酯络合物0.1-0.5份、二乙羟胺0.1-0.5份、二丁基二月桂酸锡0.01-0.1份和 增塑剂2-10份，周知，随着LED发展门类的不断扩大，大功率的产品层出不穷，LED在使用过 程中因集中使用等诸多因素，造成局部发热、打火等现象已相当常见。于是，由于该专利采 用了大比量的增塑剂，而大比量的增塑剂虽然能够提升灌封胶的触变性能，但同时也会带 来灌封胶的导热性能下降，使制得的灌封胶在使用后导热性能难以得到很好的保障；又由 于填料选用了碳酸钙、碳化硅、硅粉、三氧化二铝、石英粉和炭黑中的一种，且填料的比例在 0-50份之间，为了提升灌封效果而减少了填料的应用，于是使制得的灌封胶在阻燃性能和 导热性能下降，不利于产品应用后的安全及耐老化性能;初步固化时间为4-6小时，虽然解 决了应用问题，但同时也意味着该产品不利于工业化流水线操作需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的任务在于提供一种有助于在常温下贮存和运输而藉以降低物流环节中 的成本、有利于摒弃高温固化或UV灯固化而藉以满足在工业化生产的流水线上应用的要 求、有益于显著降低热失重以及收缩率而藉以保障电子产品的应用要求和有便于体现优异 的导热性能而藉以避免在使用后产品出现过载发热并引起打火或局部严重发热的单组分 高导热硅酮胶。
[0006] 本发明的另一任务在于提供一种单组分高导热硅酮胶的制备方法，该方法工艺简 练、工艺要素不苛刻、无需依赖复杂的设备并能使得到的单组分高导热硅酮胶的所述技术 效果得以全面体现。
[0007] 本发明的任务是这样来完成的，一种单组分高导热硅酮胶，其原料按重量份数计 如下： ?，（〇-二羟基聚二甲基硅氧烷75-95份； 稀释剂 9-13份： 石墨粉 50-60份； 阻燃填料 20-35份；
[0008] 填料 25-35份； 催化剂 2-3份： 交联剂 3:, 5-1 r份; 偶联剂 2-3. 5份。
[0009] 在本发明的一个具体的实施例中，α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为16000-20000m · pas。
[0010] 在本发明的另一个具体的实施例中，所述的稀释剂为密度在〇.963g/cm3并且粘度 在150-350m · pas的二甲基硅油、乙烯基硅油或甲基乙烯基硅油。
[0011] 在本发明的又一个具体的实施例中，所述的石墨粉为粒径< 1.2mm并且体积密度 在1 · 74-1 · 76g/cm3的多晶石墨粉。
[0012] 在本发明的再一个具体的实施例中，所述的阻燃填料为活性氢氧化镁和/或活性 氢氧化铝;所述的填料为经过树脂酸处理的活性碳酸钙。
[0013] 在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的催化剂为二丁基二乙酸锡或二丁基 二辛酸锡。
[0014] 在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基 三异丁酮肟基硅烷或乙烯基三异丁酮肟基硅烷。
[0015] 在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的偶联剂为六甲基二硅氧烷和/或γ _ [2,3_环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。
[0016] 本发明的另一任务是这样来完成的，一种单组分高导热硅酮胶的制备方法，包括 以下步骤：
[0017] Α)制备基料，将按重量份数计的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷75-95份;稀释剂9-13份;石墨粉50-60份;阻燃填料20-35份;填料25-35份投入到搅拌机中分散搅拌并且控制 搅拌时的真空度、控制搅拌温度、控制搅拌时间和控制搅拌速度，出料，得到基料;催化剂2- 3份；
[0018] B)制备成品，将由步骤A)得到的基料投入搅拌机中同时将按重量份数计的催化剂 2-3份、交联剂3.5-5.5份和偶联剂2-3.5份投入搅拌机中进而搅拌并且控制进而搅拌时的 真空度、控制进而搅拌温度、控制进而搅拌时间和控制进而搅拌速度，出料并灌装，得到单 组分高导热硅酮胶。
[0019] 在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤A)中所述的搅拌机为高速分散搅拌 机或行星搅拌机，所述的控制搅拌时的真空度是将真空度控制为0.08-0.095MPa，所述的控 制搅拌温度是将搅拌温度控制为110-125Γ，所述的控制搅拌时间是将搅拌时间控制为 110-130min，所述的控制搅拌速度是将搅拌速度控制为400-550rpm;步骤B)中所述的搅拌 机为高速分散搅拌机或行星搅拌机;所述的控制进而搅拌时的真空度是将进而搅拌时的真 空度控制为〇. 08-0.095MPa，所述的控制进而搅拌的温度是将进而搅拌的温度控制为45-65 °C，所述的控制进而搅拌的时间是将进而搅拌的时间控制为35-55min，所述的控制进而搅 拌的速度是将进而搅拌的速度控制为550-650rpm。
[0020] 本发明提供的技术方案之一，由于常温贮存可达到8个月以上，十分便于贮存与运 输并且得以显著节省物流环节中的成本;之二，由于摒弃了已有技术中的固化剂、固化促进 剂等，因而无需在使用过程中依赖高温固化或UV灯之类的设施，得以满足工业化生产的流 水线上的应用要求;之三，由于粘接强度2.3-2.5MPa、热失重仅为0.1-0.3 %、导热值达6.5-7W/m · k、在温度85°C以及湿度85%的环境下历时1500h无黄变现象以及阻燃性能达到Vo或 %级，因而能满足对LED的优异的封装要求;之四，由于具有良好的触变及室温固化特性，因 而得以方便而高效行施工;之五，由于在固化以及固化后无有毒有害气体散发，因而具有绿 色环保性且得以保障在线作业人员的健康;之六，由于具有理想的耐高低温和抗氧化性能， 因而对环境适应性强；之七，提供的制备方法工艺简单而无苛刻的工艺要素以及无需凭借 复杂的设备，因而能满足工业化放大生产要求。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1:
[0022] A)制备基料，将按重量份数称取（即按重量份数计)的粘度为16000m · pas的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(简称107胶水)75份、密度为0.963g/cm3并且粘度为150m · pas的二 甲基硅油12份、粒径< 1.2mm并且体积密度在1.74g/cm3的多晶石墨粉50份、活性氢氧化镁 25份和经过树脂酸处理的活性碳酸钙26份投入到高速分散搅拌机中分散搅拌，并且控制搅 拌时的真空度〇. 〇9MPa，控制搅拌温度125°C，控制搅拌时间120min，控制搅拌速度450rpm， 出料，得到基料；
[0023] B)制备成品，将由步骤A)得到的基料投入高速分散搅拌机中，同时将按重量份数 称取的二丁基二乙酸锡2份、甲基三甲氧基硅烷5.5份和六甲基二硅氧烷3.5份投入高速分 散搅拌机中进而搅拌，控制进而搅拌时的真空度〇. 〇9MPa，控制进而搅拌的温度为45°C，控 制进而搅拌的时间为40min，控制进而搅拌的速度为610rpm，出料灌装，得到单组分高导热 娃酮胶。
[0024] 实施例2:
[0025] A)制备基料，将按重量份数称取（即按重量份数计)的粘度为17000m · pas的α，ω- 二羟基聚二甲基硅氧烷(简称107胶水)95份、密度为0.963g/cm3并且粘度为200m · pas的二 甲基硅油13份、粒径< 1.2mm并且体积密度在1.75g/cm3的多晶石墨粉52份、活性氢氧化铝 20份和经过树脂酸处理的活性碳酸钙25份投入到高速分散搅拌机中分散搅拌，并且控制搅 拌时的真空度〇. 〇8MPa，控制搅拌温度110°C，控制搅拌时间130min，控制搅拌速度400rpm， 出料，得到基料；
[0026] B)制备成品，将由步骤A)得到的基料投入高速分散搅拌机中，同时将按重量份数 称取的二丁基二乙酸锡3份、甲基三甲氧基硅烷4.5份和六甲基二硅氧烷3份投入高速分散 搅拌机中进而搅拌，控制进而搅拌时的真空度0. 〇8MPa，控制进而搅拌的温度为55°C，控制 进而搅拌的时间为35min，控制进而搅拌的速度为650rpm，出料灌装，得到单组分高导热娃 酮胶。
[0027] 实施例3:
[0028] A)制备基料，将按重量份数称取（即按重量份数计）的粘度为20000m · pas的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(简称107胶水)80份、密度为0.963g/cm3并且粘度为350m · pas的二 甲基硅油9份、粒径< 1.2mm并且体积密度在1.76g/cm3的多晶石墨粉55份、活性氢氧化镁30 份和经过树脂酸处理的活性碳酸钙35份投入到高速分散搅拌机中分散搅拌，并且控制搅拌 时的真空度0.〇95MPa，控制搅拌温度115°C，控制搅拌时间1 lOmin，控制搅拌速度550rpm，出 料，得到基料；
[0029] B)制备成品，将由步骤A)得到的基料投入高速分散搅拌机中，同时将按重量份数 称取的二丁基二乙酸锡3份、甲基三异丁酮肟基硅烷3.5份和γ-[2,3-环氧丙氧]丙基三甲 氧基硅烷4.5份投入高速分散搅拌机中进而搅拌，控制进而搅拌时的真空度0.095MPa，控制 进而搅拌的温度为60 °C，控制进而搅拌的时间为39min，控制进而搅拌的速度为550rpm，出 料灌装，得到单组分高导热硅酮胶。
[0030] 实施例4:
[0031] A)制备基料，将按重量份数称取（即按重量份数计）的粘度为19000m · pas的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(简称107胶水)92份、密度为0.963g/cm3并且粘度为300m · pas的乙 烯基硅油11份、粒径< 1.2mm并且体积密度在1.745g/cm3的多晶石墨粉60份、活性氢氧化铝 35份和经过树脂酸处理的活性碳酸钙29份投入到高速分散搅拌机中分散搅拌，并且控制搅 拌时的真空度〇. 〇85MPa，控制搅拌温度120°C，控制搅拌时间115min，控制搅拌速度480rpm， 出料，得到基料；
[0032] B)制备成品，将由步骤A)得到的基料投入高速分散搅拌机中，同时将按重量份数 称取的二丁基二辛酸锡2份、甲基三异丁酮肟基硅烷4份和γ-[2,3-环氧丙氧]丙基三甲氧 基硅烷4份投入高速分散搅拌机中进而搅拌，控制进而搅拌时的真空度0.085MPa，控制进而 搅拌的温度为52°C，控制进而搅拌的时间为55min，控制进而搅拌的速度为580rpm，出料灌 装，得到单组分高导热硅酮胶。
[0033] 实施例5:
[0034] A)制备基料，将按重量份数称取的粘度为18000m · pas的α，ω-二羟基聚二甲基硅 氧烷（简称107胶水）85份、密度为0.963g/cm3并且粘度为250m · pas的甲基乙烯基硅油10 份、粒径<1.2mm并且体积密度在1.755g/cm3的多晶石墨粉56份、活性氢氧化镁及活性氢氧 化铝各13份和经过树脂酸处理的活性碳酸钙32份投入到行星搅拌机中分散搅拌，并且控制 搅拌时的真空度ο . ο 8 Μ P a，控制搅拌温度119 °C，控制搅拌时间12 5 m i η，控制搅拌速度 500rpm，出料，得到基料；
[0035] B)制备成品，将由步骤A)得到的基料投入行星搅拌机中，同时将按重量份数称取 的二丁基二辛酸锡2.5份、乙烯基三异丁酮肟基硅烷5份、六甲基二硅氧烷2.1份以及γ-[2， 3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷2.1份投入行星搅拌机中进而搅拌，控制进而搅拌时的真空 度0.08MPa，控制进而搅拌的温度为65°C，控制进而搅拌的时间为50min，控制进而搅拌的速 度为600rpm，出料灌装，得到单组分高导热硅酮胶。
[0036] 由上述实施例1至5得到的单组分高导热硅酮胶经测试具有下表所示的技术指标：
[0037]
【主权项】
1. 一种单组分高导热娃酬胶，其特征在于其原料按重量份数计如下： 化，ω-二搔基聚二甲基珪氧烧75-95份； 稀释剂 9-巧儉； 石墨粉 加-6日份； 阻燃填料 20-3日份； 填料 25-3日份； 催化剂 2-3份； 交联剂 3. 5-5. 5份; 偶联剂 2-3.日份。2. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于α，ω-二径基聚二甲基娃氧 烧的粘度为 16000-20000m · pas。3. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于所述的稀释剂为密度在 0.963g/cm3并且粘度在150-350m · pas的二甲基硅油、乙締基硅油或甲基乙締基硅油。4. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于所述的石墨粉为粒径< 1.2mm并且体积密度在1.74-1.76g/cm3的多晶石墨粉。5. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于所述的阻燃填料为活性氨 氧化儀和/或活性氨氧化侣;所述的填料为经过树脂酸处理的活性碳酸巧。6. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于所述的催化剂为二下基二 乙酸锡或二下基二辛酸锡。7. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于所述的交联剂为甲基Ξ甲 氧基硅烷、甲基Ξ异下酬目亏基硅烷或乙締基Ξ异下酬目亏基硅烷。8. 根据权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶，其特征在于所述的偶联剂为六甲基二 硅氧烷和/或丫-[2,3-环氧丙氧]丙基Ξ甲氧基硅烷。9. 一种如权利要求1所述的单组分高导热娃酬胶的制备方法，其特征在于包括W下步 骤： A)制备基料，将按重量份数计的α，ω -二径基聚二甲基硅氧烷75-95份;稀释剂9-13份； 石墨粉50-60份;阻燃填料20-35份;填料25-35份投入到揽拌机中分散揽拌并且控制揽拌时 的真空度、控制揽拌溫度、控制揽拌时间和控制揽拌速度，出料，得到基料;催化剂2-3份； Β)制备成品，将由步骤Α)得到的基料投入揽拌机中同时将按重量份数计的催化剂2-3 份、交联剂3.5-5.5份和偶联剂2-3.5份投入揽拌机中进而揽拌并且控制进而揽拌时的真空 度、控制进而揽拌溫度、控制进而揽拌时间和控制进而揽拌速度，出料并灌装，得到单组分 高导热娃酬胶。10. 根据权利要求9所述的单组分高导热娃酬胶的制备方法，其特征在于步骤Α)中所述 的揽拌机为高速分散揽拌机或行星揽拌机，所述的控制揽拌时的真空度是将真空度控制为 0.08-0.095Μ化，所述的控制揽拌溫度是将揽拌溫度控制为110-125°C，所述的控制揽拌时 间是将揽拌时间控制为ll〇-130min，所述的控制揽拌速度是将揽拌速度控制为400- 550rpm;步骤B)中所述的揽拌机为高速分散揽拌机或行星揽拌机;所述的控制进而揽拌时 的真空度是将进而揽拌时的真空度控制为0.08-0.095MPa，所述的控制进而揽拌的溫度是 将进而揽拌的溫度控制为45-65Γ，所述的控制进而揽拌的时间是将进而揽拌的时间控制 为35-55min，所述的控制进而揽拌的速度是将进而揽拌的速度控制为550-65化pm。
【文档编号】C09J11/04GK106085342SQ201610408733
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】王晓岚, 费志刚, 祝金涛
【申请人】江苏明昊新材料科技股份有限公司