專利名稱：一種加成型導熱防沉降硅橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加成型硅橡膠及其制備方法，尤其涉及一種可導熱防沉降的加成型硅橡膠及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在眾多的合成橡膠中，硅橡膠是在其中的佼佼者。它具有無味無毒，不怕高溫和抵御嚴寒的特點，在三百攝氏度和零下九十攝氏度時“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的強度和彈性。硅橡膠還有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化學穩(wěn)定性等。由于具有了這些優(yōu)異的性能，使得硅橡膠在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛發(fā)揮了重要作用。硅橡膠廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑及醫(yī)療衛(wèi)生、日常生活的各個領(lǐng)域。在電子電氣領(lǐng)域，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電子元件、邏輯電路趨于密集化和小型化；對電器的穩(wěn)定性提出了更高的要求。為了防止水分、塵埃及有害氣體對電子元器件的侵 入，減緩震動，防止外力損傷和穩(wěn)定元器件參數(shù)，將外界的不良影響降到最低，需對電子元器件等進行灌封。電器功率的提高要求灌封料同時具有良好的導熱和絕緣性能。若熱量不能及時傳導，易形成局部高溫，損傷電子元器件、組件，影響系統(tǒng)的可靠性及正常工作周期，因此散熱對電子產(chǎn)品極為重要。由于硅橡膠具有良好的介電性能、較寬的使用溫度范圍、優(yōu)異的減震性能等優(yōu)點，因而電子產(chǎn)品常使用液體硅橡膠材料灌封進行保護。用于電子產(chǎn)品保護的硅橡膠一般要求固化前具有良好的流動性，固化后具有良好的導熱性和阻燃性。典型的未經(jīng)填充的硅橡膠導熱性能很差，但經(jīng)填充導熱填料后，可獲得導熱性能優(yōu)良的硅橡膠。加成型導熱硅橡膠即是指在硅橡膠的基礎上添加了特定的導熱填充物所形成的一類硅膠，可用于電子產(chǎn)品的保護。目前用于電子產(chǎn)品保護的加成型硅橡膠，主要由兩個組分構(gòu)成一個組分含有乙烯基聚硅氧烷(又稱乙烯基硅油)、填料和交聯(lián)劑氫基聚硅氧烷(又稱含氫硅油)；另一個組分含有乙烯基硅油、填料和催化劑。兩組分混合之后，可在室溫或高溫下固化成彈性體，即可達到保護電子元器件的目的。如CN 101407635B公開了一種加成型導熱硅橡膠及其制造方法，其特點是將乙烯基硅油100質(zhì)量份，導熱填料200 500質(zhì)量份，在真空捏合機內(nèi)，于溫度100 150°C，真空度0. 06 0. 099MPa,脫水共混30 200分鐘獲得基料；在常溫下，取基料100質(zhì)量份，加入0. 5 I. 5質(zhì)量份含氫硅油，0. 01 0. 06質(zhì)量份抑制劑和3 10質(zhì)量份稀釋劑，在攪拌機中攪拌15 40分鐘獲得A膠；取基料100質(zhì)量份，加入0. 25 0. 75質(zhì)量份鉬催化劑，3 10質(zhì)量份稀釋劑，在攪拌機中攪拌15 40分鐘制得B膠。再取等質(zhì)量份A膠和B膠共混均勻，在真空度0. 06 0. 09MPa脫泡3 10分鐘，得到加成型導熱硅橡膠。在同等條件下，導熱、阻燃填料的添加量越多，賦予硅橡膠的導熱、阻燃性能越好。但填料數(shù)量的增加會導致基礎膠(乙烯基硅油和填料的混合物)的粘度迅速增大，當添加到一定量時，基礎膠料的流動性會很差，無法作為電子元件保護的灌封膠來使用?，F(xiàn)有的用于電子元器件保護的硅橡膠，在滿足流動性能和硬度要求的前提下，可以通過添加填料，使硅橡膠的導熱系數(shù)達到0. 4 0. 8w/m k，阻燃性達到UL94V1甚至UL94V0級，但在保證流動性的條件下難以進一步提高其導熱性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出可導熱防沉降的加成型硅橡膠。本發(fā)明所提供的加成型導熱防沉降硅橡膠在室溫或低溫固化，流動性能優(yōu)良，使用方便，硫化后具有較高導熱系數(shù)，能廣泛用于電子電器領(lǐng)域中需要散熱和傳熱的部件。本發(fā)明所提供的加成型導熱防沉降硅橡膠，原料包括A組分和B組分，其特征在于，其中A組分按重量份數(shù)組成如下
基料100份 含氫硅油1.5 3.0份 抑制劑0.01 0.06份 稀釋劑5 15份 防沉降劑5 10份；B組分按重量份數(shù)組成如下
基料100份 鉬催化劑0.25 0.75份 稀釋劑5-15份 防沉降劑5 10份；A、B組分中所述的基料按重量份數(shù)組成如下乙烯基硅油100份導熱填料200 500份。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的乙烯基硅油在溫度為25 °C時的粘度為300MPa s IOOOOMPa S。例如 300MPa s、400MPa s、600MPa S、IOOOMPa s、2000MPa s、2500MPa s、3000MPa s、5000MPa s、IOOOOMPa s 等，優(yōu)選 400MPa s 3000MPa s。由于加入了防沉降劑，乙烯基硅油的粘度要求可以有個較寬的范圍而不影響制得的導熱硅橡膠的流動性能，且不隨放置的時間延長而油粉分離導致影響固化和固化后的性能。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的導熱填料為三氧化二鋁、氮化硅和氮化鋁中的至少一種。例如所述的導熱填料為三氧化二鋁和氮化硅的混合物，或者為三氧化二鋁或者為三氧化二鋁、氮化硅和氮化鋁三者的混合物。三氧化二鋁、氮化硅和氮化鋁均具有良好的導熱性能，可作為熱的良導體。
作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的含氫娃油為含氫量在0. 15、. 5%的含氫娃油。含氫量低于0. 15%時，固化硬度太低不適用客戶要求，含氫量高于0. 5%時，容易脫氫產(chǎn)生氣泡且性能下降，因此本發(fā)明選擇含氫量在0. 15^0. 5%的含氫硅油，例如0. 15%、0. 2%、0. 25%,0. 3%、
0.35%, 0. 4%、0. 5% 等，優(yōu)選 0. 15% 0. 3%。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的抑制劑為2-甲基-3- 丁炔基-2醇、3-甲基-I-乙炔基-3-醇、3，5 二甲基-I-己炔基-3-醇、I-乙炔基-I-環(huán)己醇和多乙烯基聚硅氧烷中的至少一種。例如所述的抑制劑為2-甲基-3- 丁炔基-2醇，或3-甲基-I-乙炔基-3-醇，或3，5 二甲基-I-己炔基-3-醇與I-乙炔基-I-環(huán)己醇的混合物，或2-甲基-3- 丁炔基-2醇、3-甲基-I-乙炔基-3-醇與3，5 二甲基-I-己炔基-3-醇三者的混合物等。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的稀釋劑為粘度在2(T5000MPa的二甲基硅油、八甲基環(huán)四硅氧烷或六甲基二硅氧烷中的至少一種。例如所述的稀釋劑為粘度20MPa的二甲基 硅油，或粘度為IOOMPa的二甲基硅油，或粘度為500MPa的八甲基環(huán)四硅氧烷，或粘度為500MPa的六甲基二硅氧烷等。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的鉬催化劑為氯鉬酸的醇溶液、氯鉬酸的乙烯基硅氧烷螯合物或者用碳或三氧化二鋁作載體的鉬催化劑中的任一種。例如為氯鉬酸的醇溶液，或氯鉬酸的乙烯基硅氧烷螯合物，或用碳作載體的鉬催化劑，或為用三氧化二鋁作載體的鉬催化劑。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述的防沉降劑原料包括乙烯基硅油、氣相法白炭黑、六甲基二硅氮烷和蒸餾水。在一定溫度下，通過將乙烯基硅油、氣相法白炭黑、硅氮烷和蒸餾水真空脫水共混制得。氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅，粒徑可達l(T20nm，用作硅橡膠的補強劑，六甲基二硅氮烷則廣泛用作表面處理，降低粘度，降低油粉分層，增強固化后的物理性性能。由于加入了防沉降劑，乙烯基硅油的粘度要求可以有個較寬的范圍而不影響制得的導熱硅橡膠的流動性能，且不隨放置的時間延長而油粉分離導致影響固化和固化后的性倉泛。優(yōu)選地，所述的乙烯基硅油在溫度為25°C時的粘度為300MPa s IOOOOMPa S。作為優(yōu)選技術(shù)方案，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1。本發(fā)明的目的之一還在于提供一種本發(fā)明所述的導熱防沉降硅橡膠的制備方法，在室溫下將等質(zhì)量份的A、B組分混合均勻，在真空度0. 06、. 09MPa脫泡3 10分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠；優(yōu)選的，所述制備方法包括以下步驟(I)基料的制備將乙烯基硅油100質(zhì)量份，導熱填料200飛00質(zhì)量份，加入真空捏合機中，于溫度10(Tl50°C，真空度0. 06 0. 099Mpa，脫水共混30 200分鐘獲得基料；(2)防沉降劑的制備將乙烯基硅油100質(zhì)量份，氣相法白炭黑50份，六甲基二硅氮烷5份，蒸餾水I份，在真空捏合機內(nèi)，于溫度10(Tl50°C，真空度0. 06、. 099MPa脫水共混60 240分鐘獲得防沉降劑；(3) A、B組分的制備A組分的制備
將基料100質(zhì)量份，含氫硅油I. 5^3. 0質(zhì)量份，抑制劑0. Of 0. 06質(zhì)量份，稀釋劑5 15份，防沉降劑5 10質(zhì)量份，加入攪拌機中于室溫下攪拌15 40分鐘，獲得A組分；B組分的制備將基料100質(zhì)量份，鉬催化劑0. 25、. 75質(zhì)量份，稀釋劑5 15質(zhì)量份，防沉降劑5^10質(zhì)量份，加入攪拌機中攪拌15 40分鐘，獲得B組分；(4)導熱防沉降硅橡膠的制備在室溫下將等質(zhì)量份的A、B組分混合均勻，在真空度0. 06、. 09MPa脫泡3_10分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠。
用本發(fā)明制得的加成型導熱防沉降硅橡膠及按照CN 101407635B制得的導熱硅橡膠，按GB/T 531-1999測試邵氏硬度；按GB/T 528-1998測試斷裂伸長率和斷裂強度；按GB10247-1988測試粘度；按GB11205-89測試熱導率。測試結(jié)果詳見表I所示，結(jié)果表明按照本發(fā)明制備的加成型導熱防沉劑硅橡膠與按照CN 101407635B制備的加成型導熱硅橡膠相比較，本發(fā)明的加成型導熱防沉降硅橡膠硫化后的導熱率更高，流動性能更優(yōu)良，使用方便，更適合用作電子元器件的灌封。
具體實施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。實施例一將在溫度25°C粘度為400MPa s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，三氧化二鋁450質(zhì)量份，氮化鋁50質(zhì)量份加入真空捏合機中，于溫度150°C，真空度0. 06MPa,脫水共混200分鐘
獲得基料。將在溫度25°C粘度為400MPa s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，氣相法白炭黑50份，六甲基二硅氮烷5份，蒸餾水I份，在真空捏合機內(nèi)，于溫度100°C，真空度0. 06MPa脫水共混100分鐘獲得防沉降劑。將含氫量為0. 5%的含氫娃油I. 5質(zhì)量份,2-甲基-3- 丁炔基_2醇0. 01質(zhì)量份，10質(zhì)量份二甲基硅油，8質(zhì)量份的防沉降劑加入攪拌機和100質(zhì)量份基料攪拌混合30分鐘，獲得A組分。將氯鉬酸的醇溶液0. 25質(zhì)量份，粘度為20MPa的二甲基硅油5質(zhì)量份，防沉降劑5質(zhì)量份，加入攪拌機與100質(zhì)量份基料攪拌混合30分鐘獲得B組分。取等質(zhì)量份的A組分和B組分混合均勻后，在真空度0. 06MPa脫泡3分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠，產(chǎn)品性能的測試結(jié)果詳情見表I所示。實施例二將在溫度25°C粘度為3000MPa-s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，三氧化二鋁150質(zhì)量份，氮化硅50質(zhì)量份加入真空捏合機中，于溫度100°C，真空度0. 099MPa,脫水共混30分鐘
獲得基料。將在溫度25°C粘度為3000MPa-s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，氣相法白炭黑50份，六甲基二硅氮烷5份，蒸餾水I份，在真空捏合機內(nèi)，于溫度150°C，真空度0. 099MPa脫水共混60分鐘獲得防沉降劑。
將含氫量為0. 15%的含氫硅油3. 0質(zhì)量份，3-甲基_1_乙炔基_3_醇0. 06質(zhì)量份，5質(zhì)量份八甲基環(huán)四硅氧烷，10質(zhì)量份的防沉降劑加入攪拌機和100質(zhì)量份基料攪拌混合15分鐘，獲得A組分。將氯鉬酸的乙烯基硅氧烷螯合物0. 5質(zhì)量份，粘度為500MPa的八甲基環(huán)四硅氧烷10質(zhì)量份，防沉降劑8質(zhì)量份，加入攪拌機與100質(zhì)量份基料攪拌混合40分鐘獲得B組分。取等質(zhì)量份的A組分和B組分混合均勻后，在真空度0. 099MPa脫泡7分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠，產(chǎn)品性能的測試結(jié)果詳情見表I所示。實施例三

將在溫度25°C粘度為IOOOOMPa s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，三氧化二鋁400質(zhì)量份加入真空捏合機中，于溫度120°C，真空度0. 07MPa，脫水共混100分鐘獲得基料。將在溫度25°C粘度為IOOOOMPa *s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，氣相法白炭黑50份，六甲基二硅氮烷5份，蒸餾水I份，在真空捏合機內(nèi)，于溫度120°C，真空度0. 06MPa脫水共混240分鐘獲得防沉降劑。將含氫量為0. 3%的含氫硅油2. 0質(zhì)量份，3，5 二甲基-I-己炔基_3_醇0. 03質(zhì)量份，8質(zhì)量份六甲基二硅氧烷，5質(zhì)量份的防沉降劑加入攪拌機和100質(zhì)量份基料攪拌混合40分鐘，獲得A組分。將用碳作載體的鉬催化劑0. 75質(zhì)量份，粘度為5000MPa的六甲基二硅氧烷3質(zhì)量份，防沉降劑10質(zhì)量份，加入攪拌機與100質(zhì)量份基料攪拌混合15分鐘獲得B組分。取等質(zhì)量份的A組分和B組分混合均勻后，在真空度0. 07MPa脫泡10分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠，產(chǎn)品性能的測試結(jié)果詳情見表I所示。比較例一將在溫度25°C粘度為400MPa s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，三氧化二鋁450質(zhì)量份，氮化硅50質(zhì)量份加入真空捏合機中，于溫度150°C，真空度0. 06MPa,脫水共混200分鐘
獲得基料。將含氫量為0. 5%的含氫娃油I質(zhì)量份，2-甲基-3- 丁炔基-2醇0. 01質(zhì)量份,3質(zhì)量份八甲基環(huán)四硅氧烷加入攪拌機和100質(zhì)量份基料攪拌混合30分鐘，獲得A組分；將氯鉬酸的醇溶液0. 25質(zhì)量份，八甲基環(huán)四硅氧烷3質(zhì)量份，加入攪拌機與100質(zhì)量份基料攪拌混合30分鐘獲得B組分；取等質(zhì)量份的A組分和B組分混合均勻后，在真空度0. 06MPa脫泡3分鐘，獲得加成型導熱硅橡膠，產(chǎn)品性能的測試結(jié)果詳情見表I所示。比較例二將在溫度25°C下粘度為IOOOMPa-s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，三氧化二鋁350質(zhì)量份，氮化硅50質(zhì)量份加入真空捏合機中，于溫度10(TC，真空度0. 099MPa，脫水共混120
分鐘獲得基料。將含氫量為1%的含氫娃油2質(zhì)量份，甲基三(甲基丁炔氧基)娃燒0. 06質(zhì)量份，四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷5質(zhì)量份，加入攪拌機中和100質(zhì)量份基料攪拌混合30分鐘，獲得A組分；將氯鉬酸的乙烯基硅氧烷鰲合物0. 5質(zhì)量份，四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷5質(zhì)量份加入攪拌機與100質(zhì)量份基料攪拌混合30分鐘獲得B組分；取等質(zhì)量的A組分和B組分混合均勻后，在真空度0. OSMPa脫泡5分鐘，獲得加成型導熱硅橡膠，產(chǎn)品性能測試結(jié)果詳見表I所示。
比較例三將25°C粘度3000MPa s的乙烯基硅油100質(zhì)量份，三氧化二鋁180質(zhì)量份，氮化硅20質(zhì)量份加入真空捏合機中，于溫度150°C，真空度0. 06MPa,脫水共混30分鐘得到基料。將含氫量為0. 75%的含氫娃油2質(zhì)量份，甲基三(甲基丁炔氧基)娃燒0. 03質(zhì)量份，六甲基二硅氧烷10質(zhì)量份，加入攪拌機中和100質(zhì)量份基料攪拌混合15分鐘，得到A組分；將氯鉬酸的乙烯基硅氧烷鰲合物0. 75質(zhì)量份，六甲基二硅氧烷10質(zhì)量份，加入攪拌機中與100份基料攪拌混合40分鐘得B組分；取等質(zhì)量的A組分和B組分混合均勻后，在真空度0. 09MPa脫泡10分鐘，獲得加成型導熱硅橡膠，產(chǎn)品性能測試結(jié)果詳見表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種加成型導熱防沉降硅橡膠，原料包括A組分和B組分，其特征在于，其中A組分按重量份數(shù)組成如下 基料100份 含氫硅油1.5 3.0份抑制劑0.01-0.06份 稀釋劑5 15份 防沉降劑5 10份； B組分按重量份數(shù)組成如下 基料100份 銷催化劑0.25 0.75份 稀釋劑5 15份 防沉降劑5 10份； A、B組分中的所述基料按重量份數(shù)組成如下 乙烯基硅油100份 導熱填料200 500份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠，其特征在于，所述的乙烯基硅油在溫度為25°C時的粘度為 300MPa s IOOOOMPa S。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠，其特征在于，所述的導熱填料為三氧化二鋁、氮化硅和氮化鋁中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的娃橡膠，其特征在于，所述的含氫娃油為含氫量在0.15^0. 5%的含氫娃油。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠，其特征在于，所述的抑制劑為2-甲基-3-丁炔基-2醇、3-甲基-I-乙炔基-3-醇、3，5 二甲基-I-己炔基-3-醇、I-乙炔基-I-環(huán)己醇和多乙烯基聚硅氧烷中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠，其特征在于，所述的稀釋劑為粘度在2(T5000MPa的二甲基硅油、八甲基環(huán)四硅氧烷或六甲基二硅氧烷中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠，其特征在于，所述的鉬催化劑為氯鉬酸的醇溶液、氯鉬酸的乙烯基硅氧烷螯合物或者用碳或三氧化二鋁作載體的鉬催化劑中的任一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠，其特征在于，所述的防沉降劑原料包括乙烯基硅油、氣相法白炭黑、六甲基二硅氮烷和蒸餾水； 優(yōu)選地，所述的乙烯基硅油在溫度為25°C時的粘度為300MPa s IOOOOMPa S。
9.根據(jù)權(quán)利要求廣8任一項所述的硅橡膠，其特征在于，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求I、任一項所述的硅橡膠的制備方法，其特征在于，在室溫下將等質(zhì)量份的A、B組分混合均勻，在真空度O. 06、. 09MPa脫泡3_10分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠； 優(yōu)選的，所述制備方法包括以下步驟 (1)基料的制備 將こ烯基硅油100質(zhì)量份，導熱填料20(Γ500質(zhì)量份，加入真空捏合機中，于溫度100 150で，真空度O. 06 O. 099Mpa，脫水共混30 200分鐘獲得基料； (2)防沉降劑的制備 將こ烯基硅油100質(zhì)量份，氣相法白炭黑50份，硅氮烷5份，蒸餾水I份，在真空捏合機內(nèi)，于溫度10(Tl50°C，真空度O. 06 0. 099MPa脫水共混60 240分鐘獲得防沉降劑； (3)A、B組分的制備 A組分的制備 將基料100質(zhì)量份，含氫硅油I. 5^3. O質(zhì)量份，抑制劑O. 0Γ0. 06質(zhì)量份，稀釋劑5 15份，防沉降劑5 10質(zhì)量份，加入攪拌機中于室溫下攪拌15 40分鐘，獲得A組分； B組分的制備 將基料100質(zhì)量份，鉬催化劑O. 25、. 75質(zhì)量份，稀釋劑5 15質(zhì)量份，防沉降劑5 10質(zhì)量份，加入攪拌機中攪拌15 40分鐘，獲得B組分； (4)導熱防沉降硅橡膠的制備 在室溫下將等質(zhì)量份的Α、Β組分混合均勻，在真空度O. 06、. 09MPa脫泡3 10分鐘，獲得加成型導熱防沉降硅橡膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加成型導熱防沉降硅橡膠及其制備方法。本發(fā)明采用的硅橡膠原料包括A組分和B組分，其中A組分含有基料、含氫硅油、抑制劑、稀釋劑和防沉降劑，B組分含有基料、鉑催化劑、稀釋劑和防沉降劑，其中基料為乙烯基硅油與導熱填料。將基料組分脫水共混獲得基料；將乙烯基硅油，氣相法白炭黑，六甲基二硅氮烷，蒸餾水，脫水共混獲得防沉降劑；取A組分原料，攪拌獲得A組分；取B組分原料，攪拌獲得B組分；再取A組分和B組分共混均勻，脫泡，得到加成型導熱防沉降硅橡膠。本發(fā)明所提供的加成型導熱防沉降硅橡膠在室溫或低溫固化，流動性能優(yōu)良，使用方便，硫化后導熱系數(shù)較高，能廣泛用于電子電器領(lǐng)域中需要散熱和傳熱的部件。
文檔編號C08K5/5419GK102675882SQ20121015735
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者張輝, 陳軍, 陳芳, 黃永軍 申請人:東莞兆舜有機硅新材料科技有限公司