一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶及其制备方法技术

技术编号:30320768 阅读:20 留言:0更新日期:2021-10-09 23:39
本发明专利技术公开了一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶及其制备方法,导热有机硅灌封胶由A组分和B组分按质量比1:1混合而成,A组分由基胶、低挥发超低羟基的端乙烯基聚硅氧烷、铂催化剂、抑制剂组成;B组分由基胶、低挥发超低羟基的端乙烯基聚硅氧烷、低挥发交联剂、低挥发扩链剂、颜料组成;基胶由低挥发超低羟基的端乙烯基聚硅氧烷、导热材料、环保阻燃剂、硅烷偶联剂制成。该导热有机硅灌封胶为低粘度、低挥发型的加成型液体硅橡胶,具有较好流动性和优良的导热性能,灌封的逆变器电感器件有良好的散热,长期耐高温无老化开裂,系统温升低,温差小,长期高温使用对逆变器中各元器件的电性能无影响,可保证逆变器的稳定运行,并延长其使用寿命。并延长其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于电子灌封材料领域,具体涉及一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,以及该导热有机硅灌封胶的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来,随着我国对清洁能源需求的不断增加,光伏产业受到越来越多的关注。在全球范围内,光伏已经成为最受欢迎的可再生能源之一,市场潜力巨大。光伏逆变器随之迎来快速发展,电感器作为光伏逆变器中的关键器件之一,其选型和安装散热工艺直接影响逆变器的可靠性。现市场上各类逆变器都安装有发热量非常大的电感,电感周围温度一般都较高。这些电感长期处于高温状态将会损坏或使电感效率变低、噪声变大,因此,一般选用导热硅胶材料进行灌封散热,降低电感温度,减少温度升高时老化开裂容量下降。随着电感功率的提高,对导热灌封胶提出较高导热、耐温等要求,进一步提升运行的可靠性及使用寿命。
[0003]结合逆变器电感器件的实际运行情况和新要求,需要导热灌封胶具有低粘度、较高导热率、低温升、温差小、长期耐150℃高温变化小以及对其他电子器件无干扰等特点。专利CN104292843B公开一种双组分加成型有机硅导热灌封胶的制备方法,通过纳米级添加剂与含羟基的有机聚硅氧烷组合及高温处理,改善沉降板结及高比例导热填料灌封胶的储存稳定性。专利CN106833510A公开了一种新能源高导热低比重有机硅灌封胶,通过低比重导热填料选择和表面改性,其导热率≥0.95W/m.K;比重≤1.6g/ml。专利CN109439272A公开了一种电动汽车用双组份导热阻燃有机硅灌封胶组合物及其灌封胶和制备方法,利用复合导热填料提高其导热系数,利用氢氧化铝提高其阻燃性能,并且其流动性好、弹性适中,特别适合电动汽车电池组的封装要求。专利CN111808571A公开了一种光伏逆变器用的高导热有机硅灌封胶,满足导热性高(≥1.5W/mK),线性膨胀系数低(<200μm/(m
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℃)),耐老化性好,高温后与铝壳不开裂;但未涉及导热灌封胶对逆变器系统的温升和温差的影响,以及低分子聚硅氧烷环体对电子器件性能的影响,且对导热有机硅灌封胶实现低环体含量的聚合物原料要求很苛刻。专利CN112280039A公开了一种超低粘度乙烯基硅油的制备方法。该方法采用二甲基硅氧烷混合环体与四甲基二乙烯基二硅氧烷在酸性催化剂下反应,然后选用碱或碱盐中和酸性催化剂中和完成制备得到超低粘度乙烯基硅油,其粘度低于50mm2/s,最多可以做到低于20mm2/s,但其挥发分3.55~8.15%较高,该专利中乙烯基硅油制备中未涉及硅油体系中少量羟基硅油及其影响。在乙烯基硅油体系中有少量羟基硅油则会影响灌封胶的施工性及固化后的耐热性能。总的来说,逆变器电感器件随着功率增大,对导热灌封胶提出较高的散热要求,特别是耐老化后的温升及温差变化小,对导热灌封胶老化后性能的稳定性提出严苛挑战。同时,逆变器运行一段时间后,系统中小部分电子模块器件的电性能会偶发失效,经多方论证,因硅胶中含有的很少量的低分子聚硅氧烷环体达到一定浓度和电磁场效应等会一定程度的影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足和逆变器电感器件的高要求,本专利技术的目的是提供一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶及其制备方法,具有较好流动性和优良的导热性能,灌封的逆变器电感器件有良好的散热,长期耐高温无老化开裂,系统温升达标(高功率逆变器器件温度需低于120℃),器件内温度差控制在5℃内,可保证逆变器的运行稳定。
[0005]为了达到上述的技术效果,本专利技术采取以下技术方案:
[0006]一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,包括混合使用的A组分和 B组分;
[0007]所述A组分由下述重量份的物料组成:
[0008]基胶,220~720份;
[0009]端乙烯基聚硅氧烷,50份;
[0010]铂催化剂,0.1~0.8份;
[0011]抑制剂,0.01~0.3份;
[0012]所述B组分由下述重量份的物料组成:
[0013]基胶,220~720份;
[0014]端乙烯基聚硅氧烷,30份;
[0015]低挥发交联剂,3~9份;
[0016]低挥发扩链剂,1~20份;
[0017]颜料,0.5~1.5份;
[0018]所述A、B组分中的基胶由下述重量份的物料制成:
[0019]端乙烯基聚硅氧烷,50份;
[0020]导热材料,165~650份;
[0021]环保阻燃剂,5~25份;
[0022]硅烷偶联剂,0.2~1.5份。
[0023]进一步的技术方案是,所述的端乙烯基聚硅氧烷是自制低挥发超低羟基的端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷(简称自制端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷),其粘度为100~1000mPa
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s,挥发分≤0.3%。优选的,其粘度为100~550mPa
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s。
[0024]进一步的技术方案是,所述的低挥发交联剂为精制侧链含氢硅油,其粘度 40~90mPa.s,含氢量为0.10~0.75%,挥发分≤0.5%。优选的,其粘度45~80mPa.s,含氢量为0.15~0.50%,挥发分≤0.5%。
[0025]进一步的技术方案是,所述的低挥发扩链剂为精制端含氢硅油,其粘度 20~80mPa.s,含氢量为0.03~0.25%,挥发分≤0.5%。优选的,其粘度35~65mPa.s,含氢量为0.05~0.18%,挥发分≤0.5%。使用端含氢硅油,低粘度乙烯基聚硅氧烷在铂催化剂作用下实现链增长,交联固化后胶体柔韧性更好。
[0026]进一步的技术方案是,所述导热材料为类球氧化铝、球形氧化铝、硅微粉、氧化锌、氧化镁、氮化铝中的一种或多种,其粒径为0.5μm~70μm。优选的,导热材料的粒径为1μm~70μm,将类球氧化铝、球形氧化铝、氧化锌多种导热材料复配使用,能形成更有效的导热通路。
[0027]进一步的技术方案是,所述环保阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌中的至少一种或多种,其粒径为1μm~15μm。优选的,环保阻燃剂为氢氧化铝和硼酸锌按9:1质量比搭
配,其粒径为2μm~10μm。
[0028]进一步的技术方案是,所述的硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2

甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优选的,硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷和十六烷基三甲氧基硅烷按7:3 质量比复配使用。
[0029]进一步的技术方案是,所述的抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、甲基丁炔醇、乙炔基环己醇中的至少一种。优选的,抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、甲基丁炔醇中的一种,其中四甲基四乙烯基环四硅氧烷为抑制剂A,甲基丁炔醇为抑制剂B。本专利技术中,使用抑制剂为控制导热有机硅灌封胶固化时的反应速度,使其在固化前保持良好的流动性,可很好填满逆变器电感器件中的间隙。
[0030]进一步的技术方案是,所述本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,包括混合使用的A组分和B组分;所述A组分由下述重量份的物料组成:基胶,220~720份;端乙烯基聚硅氧烷,50份;铂催化剂,0.1~0.8份;抑制剂,0.01~0.3份;所述B组分由下述重量份的物料组成:基胶,220~720份;端乙烯基聚硅氧烷,30份;低挥发交联剂,3~9份;低挥发扩链剂,1~20份;颜料,0.5~1.5份;所述A、B组分中的基胶由下述重量份的物料制成:端乙烯基聚硅氧烷,50份;导热材料,165~650份;环保阻燃剂,5~25份;硅烷偶联剂,0.2~1.5份。2.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述的端乙烯基聚硅氧烷是自制低挥发超低羟基的端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷,其粘度为100~1000mPa
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s,挥发分≤0.3%。3.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述的低挥发交联剂为精制侧链含氢硅油,其粘度40~90mPa.s,含氢量为0.10~0.75%,挥发分≤0.5%。4.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述的低挥发扩链剂为精制端含氢硅油,其粘度20~80mPa.s,含氢量为0.03~0.25%,挥发分≤0.5%。5.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述导热材料为类球氧化铝、球形氧化铝、硅微粉、氧化锌、氧化镁、氮化铝中的一种或多种,其粒径为0.5μm~70μm。6.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述环保阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌中的至少一种或多种,其粒径为1μm~15μm。7.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述的硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2

甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的用于逆变器电感器件的导热有机硅灌封胶,其特征在于,所述的抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、甲基丁炔醇、乙炔基环己醇中的至少一种;所述的催化剂为铂(0)

二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物,铂含量为500~5000ppm。9.权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员:王有治雷震涂程赵为王天强黄强
申请(专利权)人:成都硅宝新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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