System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高性能导热界面材料及其制备方法和在汽车ECU上的应用技术_技高网

一种高性能导热界面材料及其制备方法和在汽车ECU上的应用技术

技术编号:40546057 阅读:22 留言:0更新日期:2024-03-05 19:03
本发明专利技术涉及一种高性能导热界面材料及其制备方法和在汽车ECU上的应用,包括质量比为1:1的A组分和B组分,A组分包括以下重量百分含量的组分:球形氧化铝60~75%,氧化锌15~35%,乙烯基硅油5~6%,合成硅烷助剂0.1~1.2%,非反应性硅烷助剂0.1~1.2%,色浆0~0.5%,催化剂0.1~0.5%;B组分包括以下重量百分含量的组分:球形氧化铝60~75%,氧化锌15~35%,乙烯基硅油2~5%,合成硅烷助剂0.1~1.2%,非反应性硅烷助剂0.1~1.3%,含氢硅油1.1~3%,增粘剂0.2~1.2%,抑制剂0.01~0.1%。与现有技术相比,本发明专利技术材料导热系数高、热阻低,满足器件快速散热需求;同时具有高强度、高延伸率、高绝缘、低渗油等性能,为汽车震动环境下的持续散热要求提供了安全可靠的保障;室温下可以对芯片和散热器产生粘接作用,且后固化程度小,长期可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导热材料,尤其是涉及一种高性能导热界面材料及其制备方法和在汽车ecu上的应用。


技术介绍

1、随着电子设备逐年地高集成化和高速化,汽车技术正朝着车辆节能化、能源多元化、动力电气化及排放清洁化的方向发展。发展代用节能汽车、代用燃料汽车与电动汽车已是大势所趋。新能源汽车,尤其是电动汽车。相对于燃油车,新能源汽车多了“三电”,也就是其核心技术:电驱动,电池,电控。

2、汽车ecu电子控制单元,又称行车电脑,是汽车专用微机控制器。它由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。ecu一般具备故障自诊断、保护功能和自适应程序。随着汽车自动化程度越来越高,ecu功能越来越复杂,散热问题逐渐成为汽车ecu性能遇到的瓶颈之一。由于长期工作在高温环境下,对ecu电路板的散热提出了更高的要求,因此需要外加导热界面材料来增加热量的传导。导热界面材料的选择是ecu热设计的重要因素,通常有以下几方面的要求。

3、1)为完成ecu器件热量到散热器之间的热量传递,要求导热材料具有合适的导热系数。

4、2)导热界面材料填充ecu电路与散热器之间的缝隙,需要高压缩量才能保证缝隙间无空气残留,因此在一定压力的条件下要求导热材料具有低热阻特性,不影响热量传递。

5、3)ecu作为汽车控制系统的核心,要求导热材料满足汽车级应用温度标准。

6、目前解决ecu散热的导热界面材料方案主要是三种:1)有机硅导热垫片方案:这种方案原材料成本低;但是因为本身固化后,不利于填缝,容易导致接触热阻高;另外不能通过自动化点胶使用,不利于高效作业;2)低硬度的有机硅填缝剂方案:这种液态双组份导热填缝剂,可以自动化点胶使用,此外硬度小,对设备的冷热变化过程中,可以吸收应力,避免对散热芯片造成损坏;但是这种低硬度材料本体强度不高,难以在震动环境中实现长期稳定的散热,同时,因为交联剂反应不充分,在后续散热中,小分子硅油容易渗出来,污染其他器件。3)高硬度下的双组份有机硅导热填缝剂方案:这种导热界面材料与芯片有粘接作用,同时在高硬度下具备高的断裂延伸率和本体强度以及较低的散热应力,可以解决震动环境下的持续散热需求,同时还能通过点胶方式作业,提高使用效率。

7、但是目前市场上在用的双组份导热填缝剂,导热系数只有3w/mk(d5470标准),界面热阻高,同时断裂延伸率不到30%。随着新能源汽车行业不断的壮大发展,当前的导热界面材料难以满足下一代的散热需求。因此急需开发一款高导热高性能的导热界面材料。


技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高性能导热界面材料及其制备方法和在汽车ecu上的应用。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种高性能导热界面材料,包括质量比为1:1的a组分和b组分,其中:

3、a组分包括以下重量百分含量的组分:

4、球形氧化铝60~75%,

5、氧化锌15~35%,

6、乙烯基硅油5~6%,

7、合成硅烷助剂0.1~1.2%,

8、非反应性硅烷助剂0.1~1.2%,

9、色浆0~0.5%,

10、催化剂0.1~0.5%;

11、b组分包括以下重量百分含量的组分:

12、球形氧化铝60~75%,

13、氧化锌15~35%,

14、乙烯基硅油2~5%,

15、合成硅烷助剂0.1~1.2%,

16、非反应性硅烷助剂0.1~1.3%,

17、含氢硅油1.1~3%,

18、增粘剂0.2~1.2%,

19、抑制剂0.01~0.1%。

20、进一步地,所述的a组分和b组分中采用的合成硅烷助剂通过以下方法制得:

21、(1)备料

22、乙烯基硅油,三甲氧基氢硅烷和二氧化硅负载型铂金催化剂按质量比(100~300):(8~10):(0.5~1)备料,优选质量比(150~250):(9~10):(0.6~1);更进一步优选200:(9.3~9.4):0.8。

23、(2)合成

24、将乙烯基硅油置于反应器中,在氮气环境下加入二氧化硅负载型铂金催化剂,室温搅拌5~20分钟,冷却至0℃,逐滴加入三甲氧基氢硅烷,0℃下搅拌5~20分钟,逐渐恢复至室温,搅拌20~40分钟,升温至70~90℃,反应1~3h,冷却,过滤即得产品。

25、进一步地,所述的乙烯基硅油的黏度为50mpa·s。

26、进一步地,所述的a组分中:

27、球形氧化铝由d50为40μm的球形氧化铝和d50为5μm的球形氧化铝按质量比45~60:25~35组成;

28、乙烯基硅油的黏度为500mpa·s;

29、催化剂为铂金催化剂;

30、非反应性硅烷助剂与合成硅烷助剂的质量比为5:1~5:10,进一步优选地,质量比为5:6~5:9,更进一步地质量比为5:8。

31、进一步地,所述的b组分中:

32、球形氧化铝由d50为40μm的球形氧化铝和d50为5μm的球形氧化铝按质量比45~60:25~35组成;

33、乙烯基硅油由黏度为500mpa.s的乙烯基硅油与黏度为1000mpa.s的乙烯基硅油按质量比1~2.5:1~2.5组成;

34、含氢硅油由端含氢硅油和侧含氢硅油按1~2:0.1~1组成;

35、非反应性硅烷助剂与合成硅烷助剂的质量比为5:1~5:10,进一步优选地,质量比为5:6~5:9,更进一步地质量比为5:8。

36、本专利技术还提供一种的高性能导热界面材料的制备方法,包括以下步骤:

37、s1:a组分的合成

38、s11:将乙烯基硅油,合成硅烷助剂,非反应硅烷助剂加入反应釜中,搅拌,刮壁;

39、s12:加入球形氧化铝和氧化锌,搅拌,刮壁;

40、s13:加入色浆,搅拌,刮壁;

41、s14:真空搅拌;

42、s15:开始加热搅拌,升温至100℃~150℃,真空搅拌;

43、s16:冷却至室温,刮壁;加入催化剂,开始搅拌,然后真空搅拌,所得a组份;

44、s2:b组分的合成

45、s21:将乙烯基硅油,合成硅烷助剂,非反应硅烷助剂加入到反应釜中,搅拌,刮壁;

46、s22:加入球形氧化铝和氧化锌,搅拌,刮壁;

47、s23:真空搅拌;

48、s24:开始加热搅拌,升温至100℃~150℃,同时真空搅拌,停止加热;

49、s25:冷却至室温,刮壁;加入含氢硅油,搅拌,刮壁;

50、s26:加入增粘剂,搅拌,刮壁;

51、s27:加入抑制剂,搅拌,刮壁,继续真空搅拌,出料得到b组份:

52、s本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高性能导热界面材料,其特征在于,包括质量比为1:1的A组分和B组分,其中:

2.根据权利要求1所述的一种高性能导热界面材料,其特征在于,所述的A组分和B组分中采用的合成硅烷助剂通过以下方法制得:

3.根据权利要求2所述的一种高性能导热界面材料,其特征在于,所述的乙烯基硅油的黏度为50mPa·s。

4.根据权利要求1所述的一种高性能导热界面材料,其特征在于,所述的A组分中:

5.根据权利要求1所述的一种应用于汽车ECU上散热的高性能导热界面材料,其特征在于,所述的B组分中:

6.一种如权利要求1-5任一所述高性能导热界面材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述高性能导热界面材料的制备方法,其特征在于,

8.根据权利要求6所述高性能导热界面材料的制备方法,其特征在于,

9.根据权利要求6所述高性能导热界面材料的制备方法,其特征在于,所得高性能导热界面材料的导热系数超过4.0W/mk,断裂延伸率超过30%。

10.一种如权利要求1所述应用于汽车ECU上散热的高性能导热界面材料的应用,其特征在于,将所述的高性能导热界面材料作为填缝剂用在汽车ECU上。

...

【技术特征摘要】

1.一种高性能导热界面材料,其特征在于,包括质量比为1:1的a组分和b组分,其中:

2.根据权利要求1所述的一种高性能导热界面材料,其特征在于,所述的a组分和b组分中采用的合成硅烷助剂通过以下方法制得:

3.根据权利要求2所述的一种高性能导热界面材料,其特征在于,所述的乙烯基硅油的黏度为50mpa·s。

4.根据权利要求1所述的一种高性能导热界面材料,其特征在于,所述的a组分中:

5.根据权利要求1所述的一种应用于汽车ecu上散热的高性能导热界面材料,其特征在于,所述的b组分中:

6....

【专利技术属性】
技术研发人员:易玉平
申请(专利权)人:上海锐朗光电材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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