一种超柔软高导热硅橡胶复合材料及其制备方法与流程

文档序号:25215396发布日期:2021-05-28 14:13阅读:69来源:国知局
本发明涉及导热材料
技术领域
,具体是一种超柔软高导热硅橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
:导热硅橡胶复合材料可作为热界面材料填充于发热元器件和散热器接触的间隙内,能够有效排除间隙中的空气,降低发热元器件和散热器的接触热阻,使发热元器件产生的热量快速传导到散热器上然后散失掉,防止热量集中导致元器件温度过高。由于导热硅橡胶复合材料的硬度越低,材料越柔软,使用时可以获得更大的压缩率和更小的界面厚度层,对接触面也可以实现更好的贴合和浸润,材料的导热系数越高,界面层的热传导能力也越强。但是,现有技术中的导热硅橡胶复合材料无法兼顾材料的高导热系数和超柔软性能,导热效果不理想,已不能满足现有市场的需求。因此,本领域技术人员提供了一种超柔软高导热硅橡胶复合材料及其制备方法,以解决上述
背景技术
中提出的问题。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种超柔软高导热硅橡胶复合材料及其制备方法,本发明原料中球形氧化铝粒径不同,且球形氧化铝采用偶联剂进行表面处理,提高其表面相容性,实现各原料的最紧密填充和有效接触,利于复合材料体系中导热网链的形成,使得本发明硅橡胶复合材料兼具优异的导热性能和超柔软性能,导热效果较好,解决了上述
背景技术
中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种超柔软高导热硅橡胶复合材料,所述硅橡胶复合材料按重量份包括以下组分:作为本发明进一步的方案:所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油,其中乙烯基含量为0.8~2.5mol%,粘度为50~1000mpa·s。作为本发明再进一步的方案:所述含氢硅油中含氢量为0.18%。作为本发明再进一步的方案:所述球形氧化铝的纯度>99.5%,且球形氧化铝的球形度≥93%。作为本发明再进一步的方案:所述球形氧化铝由d50:110~130μm、d50:40~50μm、d50:10~20μm和d50:2~5μm四种不同粒径的球形氧化铝组成。作为本发明再进一步的方案:所述球形氧化铝中d50:110~130μm、d50:40~50μm、d50:10~20μm和d50:2~5μm四种不同粒径的球形氧化铝的添加比例为4~7:1~3:1~3:1。作为本发明再进一步的方案:所述偶联剂为长链烷烃基硅烷偶联剂。作为本发明再进一步的方案:所述偶联剂为正癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种的混合。一种超柔软高导热硅橡胶复合材料的制备方法,所述硅橡胶复合材料的具体制备方法包括以下步骤:s101:制备球形氧化铝:将四种不同粒径d50:110~130μm、d50:40~50μm、d50:10~20μm和d50:2~5μm的球形氧化铝按照配比要求放入高速搅拌机中搅拌混合2~5min,然后,再加入偶联剂搅拌混合2~5min,搅拌均匀后将混合后的物料取出放入干燥箱,80~100℃下烘干3~5h,得到干法改性的复配球形氧化铝;s102:原料混合:按重量份配比要求在搅拌罐中依次加入乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、铂金催化剂和上述干法改性的复配球形氧化铝,再将搅拌罐放入离心真空脱泡混合机中进行原料混合,混合过程中同时抽真空,真空度为-99~-90kpa,混合完成后得到混合均匀的胶料;s103:压延:将上述胶料置于两层离型膜之间压延成型,得到一定厚度的样片;s104:固化:将上述样片置于80~120℃条件下20~40min进行固化成型,得到固化后的成品;s105:裁切:将上述固化后的成品按实际需求裁切成所需形状、尺寸即得到该复合材料产品。作为本发明再进一步的方案:所述s102中的混合过程分三次进行,先在500~1000rpm混合20~30s,再在1500~2500rpm混合10~20s,最后在800~1200rpm混合80~100s。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明公开了一种超柔软高导热硅橡胶复合材料及其制备方法,本发明原料中通过不同粒径的球形氧化铝按照一定比例组合,实现各原料的最紧密填充和有效接触,利于复合材料体系中导热网链的形成,且球形氧化铝采用偶联剂进行表面处理,提高其表面相容性,减少缺陷的产生,使得本发明硅橡胶复合材料兼具优异的导热性能和超柔软性能,导热效果较好,解决了现有技术硅橡胶材料无法兼顾材料的高导热和超柔软性能,导热效果不理想的问题;本发明制备方法简单,操作方便,成本较低,易于生产,适合大规模推广。具体实施方式下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明实施例中,实施例1一种超柔软高导热硅橡胶复合材料,硅橡胶复合材料按重量份包括以下组分:进一步的,乙烯基硅油为端乙烯基硅油,其中乙烯基含量为2.0mol%,粘度为100mpa·s。再进一步的,含氢硅油中含氢量为0.18%。再进一步的,球形氧化铝的纯度>99.5%,且球形氧化铝的球形度≥93%。再进一步的,球形氧化铝由d50:120μm、d50:40μm、d50:10μm和d50:5μm四种不同粒径的球形氧化铝组成。再进一步的,球形氧化铝中d50:120μm、d50:40μm、d50:10μm、d50:5μm四种不同粒径的球形氧化铝的添加比例为6:2:1:1。再进一步的,偶联剂为正癸基三甲氧基硅烷。一种超柔软高导热硅橡胶复合材料的制备方法,硅橡胶复合材料的具体制备方法包括以下步骤:s101:制备球形氧化铝:将四种不同粒径d50:120μm、d50:40μm、d50:10μm、d50:5μm的球形氧化铝按照配比要求放入高速搅拌机中搅拌混合2min,然后,再加入偶联剂搅拌混合5min,搅拌均匀后将混合后的物料取出放入干燥箱,100℃下烘干3h,得到干法改性的复配球形氧化铝;s102:原料混合:按重量份配比要求在搅拌罐中依次加入乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、铂金催化剂和上述干法改性的复配球形氧化铝,再将搅拌罐放入离心真空脱泡混合机中进行原料混合,混合过程分三次进行,先在500rpm混合30s,再在2000rpm混合20s,最后在1200rpm混合80s,混合过程中同时抽真空,真空度为-99kpa,混合完成后得到混合均匀的胶料;s103:压延:将上述胶料置于两层离型膜之间压延成型,得到一定厚度的样片;s104:固化:将上述样片置于120℃条件下20min进行固化成型,得到固化后的成品;s105:裁切:将上述固化后的成品按实际需求裁切成所需形状、尺寸即得到该复合材料产品。实施例2一种超柔软高导热硅橡胶复合材料,硅橡胶复合材料按重量份包括以下组分:进一步的,乙烯基硅油为端乙烯基硅油,其中乙烯基含量为1.8mol%,粘度为500mpa·s。再进一步的,含氢硅油中含氢量为0.18%。再进一步的,球形氧化铝的纯度>99.5%,且球形氧化铝的球形度≥93%。再进一步的,球形氧化铝由d50:115μm、d50:45μm、d50:10μm和d50:2μm四种不同粒径的球形氧化铝组成。再进一步的,球形氧化铝中d50:115μm、d50:45μm、d50:10μm和d50:2μm四种不同粒径的球形氧化铝的添加比例为4:3:2:1。再进一步的,偶联剂为十六烷基三甲氧基硅烷。一种超柔软高导热硅橡胶复合材料的制备方法,硅橡胶复合材料的具体制备方法包括以下步骤:s101:制备球形氧化铝:将四种不同粒径d50:115μm、d50:45μm、d50:10μm和d50:2μm的球形氧化铝按照配比要求放入高速搅拌机中搅拌混合3min,然后,再加入偶联剂搅拌混合4min,搅拌均匀后将混合后的物料取出放入干燥箱,90℃下烘干4h,得到干法改性的复配球形氧化铝;s102:原料混合:按重量份配比要求在搅拌罐中依次加入乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、铂金催化剂和上述干法改性的复配球形氧化铝,再将搅拌罐放入离心真空脱泡混合机中进行原料混合,混合过程分三次进行,先在800rpm混合20s,再在2500rpm混合10s,最后在1000rpm混合100s,混合过程中同时抽真空,真空度为-95kpa,混合完成后得到混合均匀的胶料;s103:压延:将上述胶料置于两层离型膜之间压延成型,得到一定厚度的样片;s104:固化:将上述样片置于100℃条件下30min进行固化成型,得到固化后的成品;s105:裁切:将上述固化后的成品按实际需求裁切成所需形状、尺寸即得到该复合材料产品。实施例3一种超柔软高导热硅橡胶复合材料,硅橡胶复合材料按重量份包括以下组分:进一步的,乙烯基硅油为端乙烯基硅油,其中乙烯基含量为0.8mol%,粘度为1000mpa·s。再进一步的,含氢硅油中含氢量为0.18%。再进一步的,球形氧化铝的纯度>99.5%,且球形氧化铝的球形度≥93%。再进一步的,球形氧化铝由d50:130μm、d50:50μm、d50:20μm和d50:5μm四种不同粒径的球形氧化铝组成。再进一步的,球形氧化铝中d50:130μm、d50:50μm、d50:20μm和d50:5μm四种不同粒径的球形氧化铝的添加比例为7:1:1:1。再进一步的,偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷。一种超柔软高导热硅橡胶复合材料的制备方法,硅橡胶复合材料的具体制备方法包括以下步骤:s101:制备球形氧化铝:将四种不同粒径d50:130μm、d50:50μm、d50:20μm和d50:5μm的球形氧化铝按照配比要求放入高速搅拌机中搅拌混合3min,然后,再加入偶联剂搅拌混合4min,搅拌均匀后将混合后的物料取出放入干燥箱,80℃下烘干5h,得到干法改性的复配球形氧化铝;s102:原料混合:按重量份配比要求在搅拌罐中依次加入乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、铂金催化剂和上述干法改性的复配球形氧化铝,再将搅拌罐放入离心真空脱泡混合机中进行原料混合,混合过程分三次进行,先在1000rpm混合20s,再在1500rpm混合20s,最后在800rpm混合100s,混合过程中同时抽真空,真空度为-90kpa,混合完成后得到混合均匀的胶料;s103:压延:将上述胶料置于两层离型膜之间压延成型,得到一定厚度的样片;s104:固化:将上述样片置于110℃条件下25min进行固化成型,得到固化后的成品;s105:裁切:将上述固化后的成品按实际需求裁切成所需形状、尺寸即得到该复合材料产品。实验例实验方法:将上述实施例1、实施例2和实施例3中制备的硅橡胶复合材料参照astmd5470测试导热系数;参照gb/t528测试断裂伸长率;参照astmd2240测试硬度。实验结果:具体测试结果详见下表1。表1各产品的性能测试结果项目实施例1实施例2实施例3导热系数(w/m·k)2.813.043.61断裂伸长率(%)90.284.668.9硬度(shore00)141720由此可知,采用本发明中实施例1、实施例2和实施例3配方及制备方法制得的超柔软高导热硅橡胶复合材料,其导热系数均在2.8w/mk以上,硬度shore00≤20,断裂伸长率>68,兼具优异的导热性能和超柔软性能,此外本发明材料的断裂伸长率较高,利于材料从离型膜上揭取和返修。综上所述,本发明原料中通过不同粒径的球形氧化铝按照一定比例组合,实现各原料的最紧密填充和有效接触,利于复合材料体系中导热网链的形成,且球形氧化铝采用偶联剂进行表面处理,提高其表面相容性,减少缺陷的产生,使得本发明硅橡胶复合材料兼具优异的导热性能和超柔软性能,导热效果较好;本发明制备方法简单,操作方便,成本较低,易于生产,适合大规模推广。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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