一种高导热低热阻的导热硅脂及其制备方法技术

本发明专利技术属于热界面材料技术领域，公开了一种高导热低热阻的导热硅脂及其制备方法。该导热硅脂的原料组成为端乙烯基硅油5～10份，侧含氢硅油0.1～1份，端含氢硅油0.5～5份，改性硅油0.5～2份，抗氧剂0.1～1份，催化剂0.01～0.2份，抑制剂0.01～0.2份，偶联剂0.2～1份，铝粉65～85份，氧化锌15～25份。本发明专利技术通过多功能多官能团改性硅油，提高了粉体的分散性、流动性、界面润湿性，降低了界面热阻；另外，侧含氢硅油和端含氢硅油与主体端乙烯基硅油反应，让硅油分子有一定的扩链和交联，提高了抗开裂能力，能很好的吸收界面翘曲产生的应力，防止界面脱层。界面脱层。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热低热阻的导热硅脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热界面材料
，尤其涉及一种高导热低热阻的导热硅脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]导热硅脂由于其超低粘合层厚度、超低热阻、低成本以及使用方便，广泛用于各种发热严重的大功率电子元器件中。然而，这类高功率电子元器件，运行时，发热严重，温度迅速升高，或者安装于寒冷环境中，会导致硅脂在冷热交替状态下循环工作。
[0003]传统硅脂由硅油和导热粉体物理共混成膏状，但高分子硅油和导热粉体的热膨胀系数相差极大，在冷热循环(温循)过程中，硅油分子链在热胀冷缩应力下运动，易导致油粉分离；另外由于硅脂应用的两个界面(电子元器件和散热器)材质不同，面积较大，在温循过程中，热胀冷缩，两个材质反复翘曲，将中间夹层的硅脂反复挤压，导致硅脂泵出。以上两点会导致硅脂在应用界面变干、粉化、开裂、脱层，极大的增加了两个界面的热阻，降低了散热效果从而导致大功率电子元器件的温度过高，降低了使用寿命。例如专利CN111154271A公开了一种导热硅脂，其将导热粉体与高分子硅油通过物理混合得到，导热系数在4.5～5W/m
·
K之间，虽然具有较高的导热系数，但在长期使用过程中易出现导热系数下降、硅脂泵出的问题，严重降低硅脂的导热性能。
[0004]因此，如何改善导热硅脂的导热性能、提高其在使用时的稳定性、增加硅油和粉体之间的结合力对导热硅脂在电子元器件领域的应用具有重要作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高导热低热阻的导热硅脂及其制备方法，解决传统导热硅脂在长时间的温度循环后内部的油粉易分离，以及电子元器件及散热器件反复翘曲使导热硅脂出现变干、粉化、开裂、脱层等现象，严重影响电子元器件的热量及时散出，从而导致元器件烧坏的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高导热低热阻的导热硅脂，由包含以下质量份数的原料制备而成：
[0008]端乙烯基硅油5～10份，侧含氢硅油0.1～1份，端含氢硅油0.5～5份，改性硅油0.5～2份，抗氧剂0.1～1份，催化剂0.01～0.2份，抑制剂0.01～0.2份，偶联剂0.2～1份，铝粉65～85份，氧化锌15～25份。
[0009]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述端乙烯基硅油的粘度为100～200mPa
·
s，端乙烯基硅油的乙烯基含量为0.1～0.5mmol/g。
[0010]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述侧含氢硅油的粘度为200～1000mPa
·
s，侧含氢硅油的含氢量为0.25～0.35mmol/g。
[0011]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述端含氢硅油的粘度为20～
500mPa
·
s，端含氢硅油的含氢量为0.5～1.5mmol/g。
[0012]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述改性硅油的粘度为100～600mPa
·
s。
[0013]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述改性硅油为端侧链接枝改性硅油，所述端侧链接枝的官能团为乙烯基、6～16个碳的长链烷基、丙烯酸酯基、甲氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基和3
‑
缩水甘油丙基中的一种或多种；
[0014]当端侧链接枝的官能团为多种时，所述官能团为乙烯基、6～16个碳的长链烷基、丙烯酸酯基和甲氧基；或乙烯基、甲氧基、6～16个碳的长链烷基和甲基丙烯酰氧基；或乙烯基、甲氧基、环氧基和3
‑
缩水甘油丙基；或甲氧基、6～16个碳的长链烷基、甲基丙烯酰氧基和3
‑
缩水甘油丙基。
[0015]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述铝粉为0.5～3μm的球型铝粉和7～14μm的球形铝粉按质量比1：2～1：4的混合。
[0016]优选的，在上述一种高导热低热阻的导热硅脂中，所述氧化锌的粒径为0.1～0.5μm。
[0017]本专利技术还提供了一种高导热低热阻的导热硅脂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将端乙烯基硅油、改性硅油、侧含氢硅油、端含氢硅油、抗氧剂、偶联剂混合，真空搅拌16～25min；再加入铝粉、氧化锌，真空搅拌27～38min；然后加热至110～130℃真空搅拌1.6～2.6h；冷却后加入催化剂、抑制剂，真空搅拌25～40min，得到导热硅脂。
[0019]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术的改性硅油，通过多功能多官能团的联用，首先，提高了硅油对粉体的润湿性，从而提高了油与粉之间的结合力，对抗温循产生的应力时，油粉间不会出现界面分离，产生变干、粉化等问题；其次，提高了粉体的分散性、流动性、界面润湿性，降低了界面热阻；另外，降低了体系粘度，可填充更多粉体，提高导热系数、降低本体热阻。
[0021](2)本专利技术利用低含氢量侧含氢硅油和端含氢硅油搭配使用，与主体端乙烯基硅油反应，让硅油分子有一定的扩链和交联，增大了体系分子量，减弱了分子链运动自由程，提高了抗开裂能力；同时由于其扩链和微交联反应，对应用界面有极强的粘附力，能很好的吸收界面翘曲产生的应力，防止界面脱层。
[0022](3)本专利技术通过多功能多官能团改性硅油以及微交联技术制备的硅脂，能获得高导热、低热阻、抗泵出性能，极大的提升了硅脂的应用可靠性。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供一种高导热低热阻的导热硅脂，由包含以下质量份数的原料制备而成：
[0024]端乙烯基硅油5～10份，侧含氢硅油0.1～1份，端含氢硅油0.5～5份，改性硅油0.5～2份，抗氧剂0.1～1份，催化剂0.01～0.2份，抑制剂0.01～0.2份，偶联剂0.2～1份，铝粉65～85份，氧化锌15～25份。
[0025]在本专利技术中，导热硅脂优选的由包含以下质量份数的原料制备而成：端乙烯基硅油5.4～9.6份，侧含氢硅油0.2～0.9份，端含氢硅油0.8～4.8份，改性硅油0.7～1.9份，抗氧剂0.2～0.7份，催化剂0.05～0.17份，抑制剂0.04～0.18份，偶联剂0.3～0.8份，铝粉69
～82份，氧化锌17～24份；
[0026]进一步优选的由包含以下质量份数的原料制备而成：端乙烯基硅油5.9～9.1份，侧含氢硅油0.4～0.8份，端含氢硅油1.4～4.2份，改性硅油0.9～1.4份，抗氧剂0.3～0.6份，催化剂0.08～0.14份，抑制剂0.07～0.16份，偶联剂0.4～0.7份，铝粉72～80份，氧化锌19～23份；
[0027]更优选的由包含以下质量份数的原料制备而成：端乙烯基硅油7.3份，侧含氢硅油0.6份，端含氢硅油2.8份，改性硅油1.2份，抗氧剂0.5份，催化剂0.12份，抑制剂0.09份，偶联剂0.6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热低热阻的导热硅脂，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备而成：端乙烯基硅油5～10份，侧含氢硅油0.1～1份，端含氢硅油0.5～5份，改性硅油0.5～2份，抗氧剂0.1～1份，催化剂0.01～0.2份，抑制剂0.01～0.2份，偶联剂0.2～1份，铝粉65～85份，氧化锌15～25份。2.根据权利要求1所述的一种高导热低热阻的导热硅脂，其特征在于，所述端乙烯基硅油的粘度为100～200mPa
·
s，端乙烯基硅油的乙烯基含量为0.1～0.5mmol/g。3.根据权利要求1或2所述的一种高导热低热阻的导热硅脂，其特征在于，所述侧含氢硅油的粘度为200～1000mPa
·
s，侧含氢硅油的含氢量为0.25～0.35mmol/g。4.根据权利要求3所述的一种高导热低热阻的导热硅脂，其特征在于，所述端含氢硅油的粘度为20～500mPa
·
s，端含氢硅油的含氢量为0.5～1.5mmol/g。5.根据权利要求1、2或4所述的一种高导热低热阻的导热硅脂，其特征在于，所述改性硅油的粘度为100～600mPa
·
s。6.根据权利要求2或4所述的一种高导热低热阻的导热硅脂，其特征在于，所述改性硅油为端侧链接枝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭呈毅，万炜涛，徐友志，王红玉，陈田安，
申请(专利权)人：深圳德邦界面材料有限公司，
类型：发明
国别省市：