高导热硅胶材料的制备方法及硅胶材料技术

本发明专利技术公开一种高导热硅胶材料的制备方法及硅胶材料。本发明专利技术提供的技术方案中，通过将研磨成粉状的氧化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末，将所述混合粉末放入马弗炉中，高温焙烧，冷却制得α‑氧化铝微粒，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌机中，并向搅拌机中加入α‑氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料，将所述基料放入真空机中抽真空，使混在基料中的气泡完全被抽出，将基料冷压成型，通过热空气硫化后冷却，即得高导热硅胶材料，本发明专利技术制备的α‑氧化铝粒径尺寸小、粒度分布均匀，作为一种导热填料，与硅胶基体结合之后，能够在硅胶基体中良好连接，形成很好的导热通道。

【技术实现步骤摘要】
高导热硅胶材料的制备方法及硅胶材料
本专利技术涉及导热硅胶材料
，特别涉及一种高导热硅胶材料的制备方法及硅胶材料。
技术介绍
随着科学技术的发展，电子元器件越来越趋近于密集化和小型化，从而对电子器件的稳定性提出了更高的要求，电子产品的可靠性及其性能在很大程度上取决于所采用的散热材料及散热方案是否合理。统计资料表明，电子元器件温度每升高2℃，其可靠性下降10％，温度降低8℃，电子元器件的寿命将增加一倍。因此，热界面材料在信息
所扮演的角色越来越重要。如何进一步提高热界面材料的传导性及降低热阻，仍是目前电子封装与散热工程所面临的一个相当重要的课题。目前所使用的封灌和封装主要为合成的聚合物材料，其中以环氧树脂，聚氨酯和橡胶的应用最为广泛。硅橡胶可以在很宽的温度范围内长期保持弹性、硫化时不会吸热放热，并具有优良的电气性能和化学稳定性，是电子组装件灌封的首选材料。硅橡胶是一种特种合成橡胶，以硅氧键为主链，而一般的橡胶是以C-C键为主链的结构。由于其结构的特殊性决定了它具有耐高低温、耐高电压、耐臭氧老化、耐辐射性、高透气性以及对润滑油等介质表现出优异的化学惰性。此外，使用温度范围(-50℃-250℃)宽广，弹性好、耐漏电起痕以及电蚀损性能好，尤其是在其表面积污后仍具有良好的憎水性能特点。因此，采用硅橡胶为导热基体，与高导热填料复合制成一种优异性能的弹性导热绝缘材料具有重要意义。热量主是通过热传导、热对流和热辐射3种方式进行传递，对于导热硅胶而言，其主要的导热机理就是通过热传导进行，目前所采用的导热硅胶内部导热通道不足，造成了硅胶垫的导热性能差，限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种高导热硅胶材料的制备方法及硅胶材料，旨在解决目前所采用的导热硅胶内部导热通道不足，造成了硅胶材料的导热性能差的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种高导热硅胶材料的制备方法，包括以下步骤：将研磨成粉状的氧化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末；将所述混合粉末放入马弗炉中，高温焙烧，冷却制得α-氧化铝微粒；将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌机中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料；将所述基料放入真空机中抽真空，使混在基料中的气泡完全被抽出；将基料冷压成型，通过热空气硫化后冷却，即得高导热硅胶材料。优选地，所述将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述基料中，各组分的质量份数为：甲基乙烯基硅橡胶100-200、α-氧化铝微粒800-1200、石墨烯60-120、纳米碳酸钙0.2-0.6、阻燃剂0.2-0.6、硫化剂0.6-1及催化剂0.5-1.5。优选地，所述将研磨成粉状的氯化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末的步骤中：所述氯化铵为所述混合粉末质量的5-10％。优选地，所述将所述混合粉末放入马弗炉中，高温粉焙烧，冷却制得α-氧化铝微粒的步骤中：焙烧温度为1200-1400℃，时间为2-3h。优选地，所述将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述甲基乙烯基硅橡胶为乙烯基封端的橡胶。优选地，所述将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述纳米碳酸钙的粒径为10-20nm。优选地，所述将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌中的一种或几种。优选地，所述将所述硅橡胶基体加入搅拌机中，并向搅拌机中加入所述α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述硫化剂为硫磺。优选地，所述将所述硅橡胶基体加入搅拌机中，并向搅拌机中加入所述α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述催化剂为铂金。本专利技术还提出一种硅胶材料，所述硅胶材料是使用如上文所述的方法制备的。本专利技术提供的技术方案中，通过将研磨成粉状的氧化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末，将所述混合粉末放入马弗炉中，高温焙烧，冷却制得α-氧化铝微粒，将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌机中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料，将所述基料放入真空机中抽真空，使混在基料中的气泡完全被抽出，将基料冷压成型，通过热空气硫化后冷却，即得高导热硅胶材料，本专利技术制备的α-氧化铝粒径尺寸小、粒度分布均匀，作为一种导热填料，与硅胶基体结合之后，能够在硅胶基体中良好连接，形成很好的导热通道。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的高导热硅胶材料的制备方法的一实施例的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术提出一种高导热硅胶材料的制备方法，图1为本专利技术提供的高导热硅胶材料的制备方法的一实施例。请参阅图1，所述高导热硅胶材料的制备方法包括以下步骤：S10：将研磨成粉状的氧化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末。其中，在烘干的混合粉末中，氯化铵为所述混合粉末质量的5-10％。S20：将所述混合粉末放入马弗炉中，高温焙烧，冷却制得α-氧化铝微粒。所述焙烧温度为1200-1400℃，时间为2-3h。需要说明的是，普通有机硅胶导热系统较低，导热性能差，一般只有0.2W/m-K上下，但是在普通硅胶中加入导热填料就可以大大提高硅胶的导热性能，目前常用到的导热填料有：金属氧化物和金属氮化物，而球形氧化镁导热性能差、成本高，氮化硼和氮化铝生产工艺复杂，所以生产中，大多采用氧化铝或将氧化铝与其他填料配合使用。氧化铝存在多种晶相，其中常见的有γ、δ、κ、η、θ、α等，在这些相中α相是稳定相，其余为亚稳相，在选择氧化铝作为导热填料时，能够起到导热作用的是α-氧化铝，但是只要经过足够高的温度焙烧，这些亚稳相氧化铝都可以转变成α相氧化铝，此过程属于晶格重整过程，因此需要较高的能量，不足的是，过高的温度会使原本精细的过渡相粉末粗化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热硅胶材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将研磨成粉状的氧化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末；将所述混合粉末放入马弗炉中，高温焙烧，冷却制得α‑氧化铝微粒；将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌机中，并向搅拌机中加入α‑氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料；将所述基料放入真空机中抽真空，使混在基料中的气泡完全被抽出；将基料冷压成型，通过热空气硫化后冷却，即得高导热硅胶材料。

【技术特征摘要】
1.一种高导热硅胶材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将研磨成粉状的氧化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末；将所述混合粉末放入马弗炉中，高温焙烧，冷却制得α-氧化铝微粒；将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌机中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料；将所述基料放入真空机中抽真空，使混在基料中的气泡完全被抽出；将基料冷压成型，通过热空气硫化后冷却，即得高导热硅胶材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将甲基乙烯基硅橡胶加入到研磨机中进行研磨，将研磨之后的甲基乙烯基硅橡胶加入搅拌中，并向搅拌机中加入α-氧化铝微粒、石墨烯、纳米碳酸钙、阻燃剂、硫化剂及催化剂，高速搅拌，得到基料的步骤中：所述基料中，各组分的质量份数为：甲基乙烯基硅橡胶100-200、α-氧化铝微粒800-1200、石墨烯60-120、纳米碳酸钙0.2-0.6、阻燃剂0.2-0.6、硫化剂0.6-1及催化剂0.5-1.5。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将研磨成粉状的氯化铝原料加入到氯化铵水溶液中，烘干得混合粉末的步骤中：所述氯化铵为所述混合粉末质量的5-10％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述混合粉末放入马弗炉中，高温粉焙烧，冷却制得α-氧化铝微粒的步骤中：焙烧温度为1200-1400℃，时间为2-3h。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
申请(专利权)人：深圳市零度智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44