一种高弹导热硅胶材料、高弹导热硅胶垫片及制备方法技术

本申请实施例提供一种高弹导热硅胶材料、高弹导热硅胶垫片及制备方法，涉及导热材料领域。高弹导热硅胶材料按重量份数计包括：液态硅橡胶10～20份；硅油20～40份；交联剂3～6份；导热填料800～1200份；抑制剂0.05～0.15份；催化剂2～4份；其中，所述导热填料包括：粒径范围为80～120μm的大粒径填料，其质量占比为35％～45％；粒径范围为5～79.9μm的中粒径填料，其质量占比为45％～60％；粒径范围为1～4.99μm的小粒径填料，其质量占比为3％～10％。本申请的高弹导热硅胶垫片具有高回弹、高导热的特点，保证散热效果，保证电子器件的正常使用寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高弹导热硅胶材料、高弹导热硅胶垫片及制备方法


[0001]本申请涉及导热材料领域，具体而言，涉及一种高弹导热硅胶材料、高弹导热硅胶垫片及制备方法。

技术介绍

[0002]随着集成技术和微电子的组装密集化的发展，电子设备所产生的热量积累并迅速增加。但是伴随电子器件产生的热量迅速增加，电子器件的性能以及可靠性会下降。为了解决这一问题，通常在发热量较大的电子器件的热交换表面设置一层导热界面材料。导热硅胶垫片作为一种良好的导热界面材料，其具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性，可以较为迅速且有效地将电子元器件产生的热量传递给散热器件。但是不同的导热硅胶垫片的性能存在差异。
[0003]目前市场上的传统导热硅胶垫片的回弹能力较差，长期使用会造成硬度上升的现象，从而出现应力松弛，使得原本贴合很好的电子器件、导热硅胶垫片和散热器件之间出现缝隙，使得热阻增大，从而影响散热效果，减少电子器件的正常使用寿命。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种高弹导热硅胶材料、高弹导热硅胶垫片及制备方法，硅胶垫片具有高回弹、高导热的特点，保证散热效果，保证电子器件的正常使用寿命。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种高弹导热硅胶材料，其按重量份数计包括：
[0006][0007]其中，导热填料包括：
[0008]粒径范围为80～120μm的大粒径填料，其质量占比为35％～45％；
[0009]粒径范围为5～79.9μm的中粒径填料，其质量占比为45％～60％；
[0010]粒径范围为1～4.99μm的小粒径填料，其质量占比为3％～10％。
[0011]在上述技术方案中，本申请采用液态硅橡胶和硅油特定搭配，与交联剂交联形成高弹导热硅胶垫片的硅胶基体，能够实现高回弹效果，使得电子元器件与高弹导热硅胶垫片、高弹导热硅胶垫片与散热器之间保持较好的接触应力，减少应力松弛现象的产生，从而减小因长期使用硬度上升、应力松弛产生的界面空隙，提高导热性能。
[0012]本申请采用导热填料和硅胶基体特定搭配，可以实现形成的高弹导热硅胶垫片的低硬度、低内部应力效果，使得电子元器件与高弹导热硅胶垫片、高弹导热硅胶垫片与散热器之间较小的内部应力，提供较大的缓冲，对电子元器件的损害较少。
[0013]本申请采用特定的导热填料组合，导热填料的粒径梯度，使填充更完全，实现高导热，从而可以实现高弹导热硅胶垫片在高回弹条件下的高导热性能，满足发热量大的情况的高导热性能。本申请综合高弹导热硅胶垫片的高回弹和高导热需求，控制导热填料的粒径梯度分布，导热填料中的小粒径填料对体系的粘稠程度影响比较大，过量的话体系的粘稠度增加，导热填料的比表面积越大，吸油度越大，比表面积过大，则为散沙式状态，无法聚集。
[0014]在一种可能的实现方式中，液态硅橡胶和硅油的质量比为1:2～1:3；
[0015]可选地，液态硅橡胶的分子量为40万～100万g/mol；
[0016]可选地，硅油包括甲基硅油和乙烯基硅油中的至少一种，甲基硅油的粘度为50～500mPa
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s，乙烯基硅油的粘度为100～5000mPa
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s，乙烯基含量为0.5％～5％。
[0017]在上述技术方案中，硅橡胶分子链比较长，粘度比较大，固化(交联)之后的硅胶基体柔韧性强、弹性强，但是体系粘度较大，则无法填充更多的导热填料；而硅油一般分子链较短，粘度比较小，可以填充更多的导热填料，但是固化(交联)之后的硅胶基体刚性强、弹性弱。本申请采用特定的液态硅橡胶和硅油，而且两者以一定的比例配合，可以在保证比较强的回弹性能的条件下，获得比较高的导热系数。
[0018]在一种可能的实现方式中，交联剂的质量为液态硅橡胶和硅油总质量的5％～15％。
[0019]在上述技术方案中，交联剂的用量过大会导致交联度过高，导致制得的导热硅胶垫片硬度过大，失去原有的弹性，实际使用过程中会影响产品导热能力；交联剂的用量过小会导致交联度过低，导致材料无法成型，无法使用。
[0020]在一种可能的实现方式中，交联剂包括含氢硅油，含氢硅油的粘度为100～500mPa
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s，活泼氢含量为0.04％～0.4％。
[0021]在上述技术方案中，采用特定的含氢硅油作为交联剂，可以对交联网络进行一定程度调控。使用较低氢含量的含氢硅油制得的导热硅胶垫片柔韧性更强，拉伸强度更差；使用较高氢含量的含氢硅油制得的导热硅胶垫片刚性更强，更易制得硬度大的产品。本申请使用较低氢含量的含氢硅油与高低粘度配合的硅橡胶、硅油，能够制得回弹性能好，导热系数高的高弹导热硅胶垫片，满足高回弹高导热性能需求的场景。
[0022]在一种可能的实现方式中，中粒径填料分为粒径范围为20～79.9μm的第一中粒径填料和粒径范围为5～19.99μm的第二中粒径填料，导热填料中的第一中粒径填料的质量占比为5％～15％，第二中粒径填料的质量占比为40％～45％。
[0023]在一种可能的实现方式中，导热填料还包括粒径为100～500nm的纳米级氧化铝，导热填料中的纳米级氧化铝的质量占比为1％～5％。
[0024]在上述技术方案中，纳米级氧化铝提高与导热对象之间的接触面，降低界面热阻。
[0025]在一种可能的实现方式中，其按重量份数计还包括2～4份色浆；
[0026]和/或，催化剂为铂金催化剂、铑催化剂以及钯催化剂中的一种；
[0027]和/或，抑制剂为炔基环已醇或炔醇类化合物。
[0028]第二方面，本申请实施例提供了一种高弹导热硅胶垫片，其采用第一方面提供的高弹导热硅胶材料混合、交联得到。
[0029]在上述技术方案中，本申请制备的高弹导热硅胶垫片，在保证高导热能力的情况下，具有较高的回弹能力，使电子元器件与高弹导热硅胶垫片、高弹导热硅胶垫片与散热器之间保持较好的接触应力、减少应力松弛现象的产生，从而减小长期使用硬度上升因应力松弛产生的界面空隙，提高导热性能。高弹导热硅胶垫片较为柔软，在与电子元器件贴合过程中具有较小的应力，具有在电子元器件与高弹导热硅胶垫片、高弹导热硅胶垫片与散热器之间良好的贴合，减小空隙，最大程度降低热阻，提高导热性能。
[0030]第三方面，本申请实施例提供了一种高弹导热硅胶垫片的制备方法，其包括采用第一方面提供的高弹导热硅胶材料的以下步骤：
[0031]将液态硅橡胶、硅油与交联剂进行预混合，制得基体胶；
[0032]将基体胶与导热填料进行一次捏合，捏合均匀后再依次加入抑制剂、催化剂，进行二次捏合；
[0033]将二次捏合均匀的原料在真空环境下进行抽真空处理、压延成型、烘烤。
[0034]在上述技术方案中，在实现高效热传导同时，降低产品的生产成本。
[0035]在一种可能的实现方式中，预混合的时间为20～40min；一次捏合的时间为30～60min；二次捏合的时间为40～80mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高弹导热硅胶材料，其特征在于，其按重量份数计包括：其中，所述导热填料包括：粒径范围为80～120μm的大粒径填料，其质量占比为35％～45％；粒径范围为5～79.9μm的中粒径填料，其质量占比为45％～60％；粒径范围为1～4.99μm的小粒径填料，其质量占比为3％～10％。2.根据权利要求1所述的高弹导热硅胶材料，其特征在于，所述液态硅橡胶和所述硅油的质量比为1:2～1:3；可选地，所述液态硅橡胶的分子量为40万～100万g/mol；可选地，所述硅油包括甲基硅油和乙烯基硅油中的至少一种，所述甲基硅油的粘度为50～500mPa
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s，所述乙烯基硅油的粘度为100～5000mPa
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s，乙烯基含量为0.5％～5％。3.根据权利要求1所述的高弹导热硅胶材料，其特征在于，所述交联剂的质量为所述液态硅橡胶和所述硅油总质量的5％～15％。4.根据权利要求1所述的高弹导热硅胶材料，其特征在于，所述交联剂包括含氢硅油，所述含氢硅油的粘度为100～500mPa
·
s，活泼氢含量为0.04％～0.4％。5.根据权利要求1所述的高弹导热硅胶材料，其特征在于，所述中粒径填料分为粒径范围为20～79.9μm的第一中粒径填料和粒径范围为5～19.99μm的第二中粒径填料，所述导热填料中的所述第一中粒径填料的质量占比为5％～15％，第二中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹勇，羊尚强，孙爱祥，方晓，
申请(专利权)人：深圳市鸿富诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：