本发明涉及胶黏剂技术领域,具体涉及一种导电导热硅凝胶胶黏剂及其制备方法。
背景技术:
硅凝胶是一种固化后表现特别柔软的灌封胶胶黏剂。固化后的硅凝胶在保持弹性体尺寸稳定的同时,还保留了液体的应力消除及自动恢复的能力。硅凝胶通常被用来隔绝湿气和其他有害污染物接触电路板,并对高压提供绝缘体,同时还能提供应力消除,以保护电路和互联器免受高温和机械应力的影响。目前应用的硅凝胶特性比较单一。
据检索,现有技术cn108485594a公开了一种胶粘剂,其包括以下组分:硅胶基体:10—90重量份、改性环氧胶基体:10—90重量份和丙烯酸酯胶:10—90重量份中的一种或多种;交联剂:0—20重量份;铂化合物:0—10重量份;添加剂:0—15重量份;反应抑制剂:0—10重量份;补强材料:0—50重量份;导电填料:150—500重量份。但其制备的胶粘剂固化后的硬度高不适用于对施胶处的柔性保护。
另一项现有技术cn104513487公开了一种双组分导热硅凝胶,由a剂和b剂组成,其中,a剂包括端侧乙烯基硅油、导热填料和铂金催化剂;所述端侧乙烯基硅油和导热填料的质量比为1:3.5~1:4.5,铂金催化剂的添加量为端侧乙烯基硅油和填料质量之和的0.0005~0.0015%;b剂包括:17.5~19.5wt%的端侧乙烯基硅油、53~57wt%的氧化锌、23~27wt%的氮化硼、1.3~1.6wt%的含氢硅树脂,以及0.00015~0.00025wt%的阻聚剂;其中,b剂的各组分含量以端侧乙烯基硅油、氧化锌、氮化硼和含氢硅树脂的质量之和为100%计。但其不具备良好的导电性能。
技术实现要素:
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种导电导热硅凝胶胶黏剂及其制备方法,该胶黏剂既保留了硅凝胶的柔软、应力消除及自动恢复的特点,又赋予硅凝胶导电及导热特性,扩大了其在电路导通、静电消耗和散热粘接领域的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供了一种导电导热硅凝胶胶黏剂,包括以下重量份数的各组分:
优选地,所述导电导热硅凝胶胶黏剂,包括以下重量份数的各组分:
更优选地,所述导电导热硅凝胶胶黏剂,包括以下重量份数的各组分:
优选地,所述基体树脂为有机硅树脂、丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂中的至少一种。
优选地,所述基体树脂为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷,α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷。这两种树脂制备的胶黏剂的硬度低,可保持更好的柔软性。
优选地,所述导电填料为银粉、银包铜粉、银包镍粉、银包碳粉、银包铝粉、银包玻璃粉、镍包碳粉、石墨粉、炭黑、二氧化硅中的至少一种。
优选地,所述导热填料为氮化硼、碳化硅、氧化铝、氢氧化铝及导电粉中的至少一种。
优选地,所述助剂为异氰酸酯、氢硅烷、酮肟基硅烷、烯氧基硅烷、氨基硅烷、酰胺基硅烷中的至少一种。助剂一方面起到稀释基体的作用,另一方面可以增强整个体系的粘接作用。
优选地,所述填料分散剂为石蜡、硬脂酸、硅油、钛酸酯类中的至少一种。
优选地,所述催化剂为二丁基二乙酸锡、二月硅酸丁基锡、氯铂酸、过氧化物类催化剂中的至少一种。
本发明还提供了一种导电导热硅凝胶胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
将基体树脂与填料分散剂、导电填料和导热填料加热至50-70℃抽真空脱气,并不断搅拌混合均匀;然后降至15-20℃,加入助剂及催化剂,搅拌均匀,即得所述的导电导热硅凝胶胶黏剂。
本发明所述的导电导热硅凝胶的使用操作方法,包括加成固化成型及缩合固化成型两种方式。加成固化成型一般采用升温固化方式,优点是固化速度快,节省时间成本,固化过程不产生副产物,安全可靠;缩合固化成型一般采用室温湿气固化方式,不需要额外的固化辅助设备,优点是节省能源资源,功耗低。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明制备的导电导热低硬度硅凝胶胶黏剂既保留了硅凝胶的柔软、应力消除及自动恢复的特点,又赋予硅凝胶导电及导热特性,扩大了其在电路导通、静电消耗和散热粘接领域的应用。
2、本发明通过选用特定的填料分散剂提高填料在体系中的分散性,同时还可以提高填料在体系中的稳定性,使制备的胶黏剂具有更高的可靠性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种导电导热硅凝胶胶黏剂,包括以下重量份数的各组分:
优选所述导电导热硅凝胶胶黏剂,包括以下重量份数的各组分:
所述基体树脂为有机硅树脂、丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂中的至少一种。
所述基体树脂为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷,α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷。这两种树脂制备的胶黏剂的硬度低,可保持更好的柔软性。
所述导电填料为银粉、银包铜粉、银包镍粉、银包碳粉、银包铝粉、银包玻璃粉、镍包碳粉、石墨粉、炭黑、二氧化硅中的至少一种。
所述导热填料为氮化硼、碳化硅、氧化铝、氢氧化铝及导电粉中的至少一种。
所述助剂为异氰酸酯、氢硅烷、酮肟基硅烷、烯氧基硅烷、氨基硅烷、酰胺基硅烷中的至少一种。
所述填料分散剂为石蜡、硬脂酸、硅油、钛酸酯类中的至少一种。
所述催化剂为二丁基二乙酸锡、二月硅酸丁基锡、氯铂酸、过氧化物类催化剂中的至少一种。
实施例1高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备
1、原料:
α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷:100份;
石墨粉:160份;
碳化硅:10份;
二氧化硅:10份;
硅油:20份;
氢硅烷:5份;
烯氧基硅烷:10份;
过氧化物催化剂:1份。
2、制备工艺:
(1)将α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷与石墨粉、碳化硅、聚乙二醇型多元醇、硅油和二氧化硅混合均匀并加热到60℃抽真空脱气,并不断搅拌混合均匀;
(2)然后冷却至15℃并加入氢硅烷、烯氧基硅烷和过氧化物催化剂,搅拌均匀;
(3)停机放料,制成高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂。
3、导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为10ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为2w/mk,采用gb/t531测试硬度为20a。
实施例2灌封型导电导热硅凝胶胶黏剂的制备
1、原料:
α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷:100份;
炭黑:100份;
银粉:110份;
氢硅烷:10份;
氮化硼:70份;
烯氧基硅烷:10份;
硅油:20份;
氯铂酸催化剂:1份;
2、制备工艺:
(1)将α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷与炭黑和氮化硼混合均匀并加热到50℃抽真空脱气,并不断搅拌混合均匀;
(2)冷却至20℃并加入银粉、硅油、氢硅烷、烯氧基硅烷和氯铂酸,搅拌均匀;
(3)停机放料,制成灌封型导电导热硅凝胶胶黏剂。
3、导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为0.1ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为3.9w/mk,采用gb/t531测试硬度为30a。
实施例3室温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备
1、原料:
α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷:100份;
镍包碳粉:200份;
氢氧化铝:150份;
二氧化硅:10份;
酮肟基硅烷:5份;
硬脂酸:10份;
氨基硅烷:3份;
二月硅酸丁基锡:1份;
2、制备工艺:
(1)将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与镍碳粉、氢氧化铝、二氧化硅混合均匀并加热到70℃抽真空脱气,并不断搅拌混合均匀;
(2)冷却至15℃并加入硬脂酸、酮肟基硅烷、氨基硅烷、二月硅酸丁基锡,抽真空脱气,搅拌均匀;
(3)停机放料,制成室温固化导电导热硅凝胶胶黏剂。
3、导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为1ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为3.6w/mk,采用gb/t531测试硬度为25a。
实施例4
本实施例提供了一种高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备方法,与实施例1的方法基本相同,不同之处仅在于:本实施例不含有二氧化硅。
1、原料:
α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷:100份;
石墨粉:160份;
氢氧化铝:10份;
硅油:20份;
氢硅烷:5份;
烯氧基硅烷:10份;
过氧化物催化剂:1份。
2、制备工艺:
(1)将α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷与石墨粉、氢氧化铝、聚乙二醇型多元醇、硅油混合均匀并加热到60℃抽真空脱气,并不断搅拌混合均匀;
(2)然后冷却至15℃并加入氢硅烷、烯氧基硅烷和过氧化物催化剂,搅拌均匀;
(3)停机放料,制成高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂。
3、导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为8ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为2w/mk,采用gb/t531测试硬度为19a。
实施例5
本实施例提供了一种高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备方法,与实施例1的方法基本相同,不同之处仅在于:本实施例不含有过氧化物催化剂。
1、原料:
α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷:100份;
石墨粉:160份;
氢氧化铝:150份;
二氧化硅:10份;
硅油:20份;
氢硅烷:5份;
烯氧基硅烷:10份;
2、制备工艺:
(1)将α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷与石墨粉、氢氧化铝、聚乙二醇型多元醇、硅油和二氧化硅混合均匀并加热到60℃抽真空脱气,并不断搅拌混合均匀;
(2)然后冷却至15℃并加入氢硅烷、烯氧基硅烷,搅拌均匀;
(3)停机放料,制成高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂。
3、导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为30ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为3.4w/mk,采用gb/t531测试硬度为10a。
对比例1
本对比例提供了一种高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备方法,与实施例1的方法基本相同,不同之处仅在于:本对比例不含有硅油。
导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为30ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为1.5w/mk,采用gb/t531测试硬度为30a。
对比例2
本对比例提供了一种高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备方法,与实施例1的方法基本相同,不同之处仅在于:本对比例采用硅酸盐代替硅油作为填料分散剂。
导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为25ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为1.2w/mk,采用gb/t531测试硬度为29a。
对比例3
本对比例提供了一种高温固化导电导热硅凝胶胶黏剂的制备方法,与实施例1的方法基本相同,不同之处仅在于:本对比例采用铂金催化剂代替氯铂酸催化剂。
导电导热测试结果
采用四点探针法测试体积电阻率为10ω·cm,采用gb/t3399-1982测试导热系数为2w/mk,采用gb/t531测试硬度为24a。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,以上实施例仅用于说明本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。