本申请涉及硅凝胶领域，具体公开了一种IGBT用双组分硅凝胶及其制备方法。本IGBT用双组分硅凝胶包括以下重量份的原料：组分A包括：乙烯基硅油98‑100份，催化剂0.1‑2份；组分B包括：乙烯基硅油40‑50份，改性MQ硅树脂35‑45份，侧含氢硅油0.05‑2份，抑制剂0.01‑0.2份，本申请中的硅凝胶柔软、有弹性，具有较优的耐热、减震、绝缘性能。
1、igbt即绝缘栅双极型晶体管，具有开关速度快、功率输出高、尺寸小以及在终端应用中可靠性高等优点，在智能电网、轨道交通、新能源等领域得到广泛应用，是目前功率半导体器件的主流。当lgbt模块应用于高速列车、电动汽车、风力发电机、变频空调时，常要经受低温、高温、湿热、振动、机械冲击等环境因素的作用，因此igbt模块的封装材料必须具有良好的环境适应性。硅凝胶作为一种特殊的电子灌封材料，除了具有有机硅类灌封材料独特的耐候和耐老化性能、良好的疏水性以外，还具有内应力小、抗冲击性好、粘附力强的优点，是igbt模块灌装的首选材料。
2、随着电子产品的广泛使用和发展，今天对igbt灌封材料的耐热性提出了更高的挑战，但是，为了能够达到良好的耐热性能，灌封材料通常需要添加大体积的耐热填料才能达到理想的耐热效果，但是，此时灌封材料的硬度也会大大上升，进而不再能满足灌封材料柔软、减震的功能需要，如果只通过调节乙烯基硅油和含氢硅油的比例提高交联密度从而提高耐热性能，得到的产品又会具有很高的脆性，不能满足igbt使用场景对减震性能的需要。如何提供一种既能满足高耐热，又具有理想的柔软性、弹性的灌封材料，是满足今天igbt发展对具有绝缘、减震、耐热等功能的灌封材料的迫切需求。
>2、第一方面，本申请提供一种igbt用双组分硅凝胶，包含以下重量份的原料：3、组分a包括：乙烯基硅油98-100份，催化剂0.1-2份；
4、组分b包括：乙烯基硅油40-50份，改性mq硅树脂35-45份，侧含氢硅油0.05-2份，抑制剂0.01-0.2份；
5、所述组分a中的乙烯基硅油包括第一乙烯基硅油，第二乙烯基硅油和第三乙烯基硅油；所述第一乙烯基硅油的重均分子量为11000-13000g/mol；第二乙烯基硅油的重均分子量为20000-25000g/mol；第三乙烯基硅油为环氧改性乙烯基硅油；
6、所述组分b中的乙烯基硅油为所述第二乙烯基硅油。
7、通过采用上述技术方案，使用双组份乙烯基硅油加成制得所述硅凝胶；通过加入催化剂促进反应的发生；通过加入抑制剂室温下抑制铂催化剂的活性，使混合胶料在室温下具有较长的操作时间，延长所述硅凝胶使用期；硅油以si-o键为主链，由于si-o键的键能很高，在高温下不易断裂，所述硅凝胶以硅油为基础材料，耐高温性能很好，同时硅油的绝缘性能也很好，作为硅凝胶的基础材料，从根本上使得制得的硅凝胶绝缘，更加适用于作为晶体管的电子灌封材料；组分a包括两种不同分子量的乙烯基硅油，通过长链硅油和短链硅油的配合，差异化的分子链设计使得所述硅凝胶兼具较好的柔软性、弹性和合适的粘度；通过只加入侧含氢硅油，与两种不同分子量的乙烯基硅凝胶进行交联，交联后生成交叉网状结构，在提升固化效果的同时交叉的网状结构能进一步减少游离小分子析出，降低渗油；通过环氧改性乙烯基硅油的加入进一步提高硅凝胶的拉伸性能、粘接性能和热稳定性；改性mq硅树脂具有双层紧密球状结构，添加入硅凝胶中具有优异的耐热性能、耐水性、电气绝缘性能，同时，固化后硅凝胶中形成的球状结构和交叉的网状结构进一步限制小分子的脱出，降低了胶体的渗油率，mq树脂对硅凝胶的弹性、柔韧性是不利的，本专利技术通过控制改性mq硅树脂35-45份的含量和胶体中链状乙烯基硅油的含量确保硅凝胶兼具优异的弹性、柔韧性和耐热性。
8、在一个具体的可实施方案中,所述改性mq硅树脂为耐热填料接枝mq硅树脂。
9、通过采用上述技术方案，将mq硅树脂与耐热填料接枝，使得耐热填料在所述硅凝胶中得到更好的分散，从而使得添加耐热填料的比例在一个较低的范围也能使得所述硅凝胶的耐热能力得到有效的提升，避免填料加入过多引起的胶体发硬等问题，同时通过将耐热填料与mq硅树脂接枝，耐热填料也得以较为稳定地存在于所述硅凝胶，提高了与硅油相容性，避免了固化前产品随着储存时间的推移向底部沉降，造成油粉分离。客户在使用过程中不需要将沉降分层的耐热填料重新搅拌，避免搅拌不均匀造成耐热填料含量不一致，使得耐热能力长期保持稳定。
10、在一个具体的可实施方案中,所述耐热填料接枝mq硅树脂的制备方法包括：将耐热填料与氨基硅烷偶联剂加入到浓度为25％的乙醇水溶液中混合，在70℃-80℃下搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤2-3次，在80℃-100℃烘箱中干燥，得到硅烷改性耐热填料；将硅烷改性耐热填料、环氧基mq硅树脂加入乙酸乙酯中混合，常温下搅拌4-6小时至体系中的氨基反应完全，除去溶剂，得到耐热填料接枝mq硅树脂。
11、通过采用上述技术方案，将耐热填料与mq硅树脂接枝；选择硅烷偶联剂作为桥接进行接枝，使得mq硅树脂中增加了长碳链，和硅凝胶中的网状硅氧结构具有更好的相容性以及分子缠绕，提升球状mq硅树脂和网状硅树脂的结合效果，同时结合耐热颗粒在体系中形成点-线-面网络结构，进一步提升硅凝胶的防渗油性能。第三硅油环氧改性乙烯基硅油的选择进一步提升了体系的交联性、耐热性，这可能是由于环氧基和氨基的开环反应使得体系获得一定的羟基，环氧改性乙烯基硅油的加入进一步促进了交联，提高了体系的耐热、交联性能。
12、在一个具体的可实施方案中,所述耐热填料为氧化铈、氧化铁中的一种或两种，耐热填料的粒度为5nm-25nm。
13、通过采用上述技术方案，氧化铈、氧化铁都是较好的耐热材料，加入到硅凝胶体系中，很好的提高了硅凝胶的耐热能力；适当的粒度范围选择防止粒径过大而导致硅凝胶的柔软性、弹性变差。
14、在一个具体的可实施方案中,所述第三乙烯基硅油的制备方法包括：将丙酮和去离子水混合，加入碳酸氢钠和过硫酸氢钾，搅拌溶解后，调节温度至0℃，将乙烯基硅油甲苯溶液缓慢加入，0℃下搅拌24h，过滤，分液，将油相水洗至中性，减压蒸馏得无色透明液体，即环氧改性乙烯基硅油。
15、常规的制备环氧改性乙烯基硅油的方式均可以用于制备本专利技术的改性乙烯基硅油，上述方式通过低温制备原料简单易得、工艺简化、节约成本。
16、在一个具体的可实施方案中,制备上述环氧改性乙烯基硅油原料中所用的乙烯基硅油的重均分子量为5000-8000g/mol，所述侧含氢硅油的粘度为5-100cp。
17、通过采用上述技术方案，侧含氢硅油的粘度的选择使得侧含氢硅油摩尔质量强度能够满足使用需要，渗油少，排泡时间满足操作工艺的需要，不易残存气泡，使得制得的所述硅凝胶的性质稳定、绝缘性好。乙烯基硅油的选择使得第三乙烯基硅油具备更低的粘度，结合第一、第二乙烯基硅油提升硅凝胶的柔软、弹性。
18、在一个具体的可实施方案中,所述igbt用双组分硅凝胶体系中的si-h和si-vi摩尔比为(0.3-0.5)：1。
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【技术保护点】
1.一种IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述硅凝胶包含以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述改性MQ硅树脂为耐热填料接枝MQ硅树脂。
3.根据权利要求2所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述耐热填料接枝MQ硅树脂的制备方法包括：将耐热填料与氨基硅烷偶联剂加入到浓度为25％的乙醇水溶液中混合，在70℃-80℃下搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤2-3次，在80℃-100℃烘箱中干燥，得到硅烷改性耐热填料；将硅烷改性耐热填料、环氧基MQ硅树脂加入乙酸乙酯中混合，常温下搅拌4-6小时至体系中氨基反应完全，除去溶剂，得到耐热填料接枝MQ硅树脂。
4.根据权利要求2所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述耐热填料为氧化铈、氧化铁中的一种或两种，耐热填料的粒度为5nm-25nm。
5.根据权利要求1所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述第三乙烯基硅油的制备方法包括：将丙酮和去离子水混合，加入碳酸氢钠和过硫酸氢钾，搅拌溶解后，调节温度至0℃，将乙烯基硅油甲苯溶液缓慢加入，0℃下搅拌24h，过滤，分液，将油相水洗至中性，减压蒸馏得无色透明液体，即环氧改性乙烯基硅油。
6.根据权利要求5所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述乙烯基硅油的重均分子量为5000-8000g/mol。
7.根据权利要求1所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述IGBT用双组分硅凝胶中的Si-H和Si-Vi摩尔比为（0.3-0.5）：1。
8.根据权利要求1所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述催化剂包括铂金催化剂。
9.根据权利要求1所述的IGBT用双组分硅凝胶，其特征在于：所述抑制剂包括乙烯基环体、乙炔基环己醇、甲基丁炔醇或马来酸二烯丙酯中的一种或多种。
10.一种权利要求1-9任一项所述的IGBT用双组分硅凝胶的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种igbt用双组分硅凝胶，其特征在于：所述硅凝胶包含以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的igbt用双组分硅凝胶，其特征在于：所述改性mq硅树脂为耐热填料接枝mq硅树脂。
3.根据权利要求2所述的igbt用双组分硅凝胶，其特征在于：所述耐热填料接枝mq硅树脂的制备方法包括：将耐热填料与氨基硅烷偶联剂加入到浓度为25％的乙醇水溶液中混合，在70℃-80℃下搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤2-3次，在80℃-100℃烘箱中干燥，得到硅烷改性耐热填料；将硅烷改性耐热填料、环氧基mq硅树脂加入乙酸乙酯中混合，常温下搅拌4-6小时至体系中氨基反应完全，除去溶剂，得到耐热填料接枝mq硅树脂。
4.根据权利要求2所述的igbt用双组分硅凝胶，其特征在于：所述耐热填料为氧化铈、氧化铁中的一种或两种，耐热填料的粒度为5nm-25nm。
5.根据权利要求1所述的igbt用双组分硅凝胶，其特征在于：所述第三乙烯基硅油的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈维，穆建涛，安冬，
申请(专利权)人：江苏至昕新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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