用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及一種加成型硅橡膠添加劑，尤其涉及一種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱 性的添加劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的散熱（導(dǎo)熱）問題日益突出，對導(dǎo)熱材 料的要求也日益提高。由于電子產(chǎn)品對高分子導(dǎo)熱材料有絕緣(不導(dǎo)電）的要求，因此高分 子導(dǎo)熱材料為了提高導(dǎo)熱系數(shù)，就不能添加導(dǎo)熱系數(shù)很高的金屬粉，只能添加不導(dǎo)電導(dǎo)熱 系數(shù)較低的無機材料粉和金屬氧化物粉(例如：碳化硅，氧化硅，三氧化二鋁等)。而這些粉 體的添加，勢必降低高分子的物理性能，如抗拉強度，抗撕強度，從而使高分子導(dǎo)熱材料因 為力學(xué)性能下降而失去實際使用價值。同時這些粉體的添加也會增加高分子導(dǎo)熱材料的粘 度，從而使其粘度過大而造成高分子導(dǎo)熱材料失去流動性，造成使用的困難。即這些導(dǎo)熱粉 體的添加會給加成型硅橡膠帶來以下缺點：（1)降低有機硅橡膠的機械強度；（2)增加有機 硅橡膠基料的粘度，使膠料在固化前粘度太大，從而造成膠料失去實際使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本申請?zhí)峁┮环N用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑及其制備方法，解決了現(xiàn) 有技術(shù)中存在的添加導(dǎo)熱粉會導(dǎo)致加成型硅橡膠機械強度降低的問題。
[0004] 提供一種既能提高導(dǎo)熱系數(shù)又不增加高分子導(dǎo)熱材料粘度的方法就是本發(fā)明的 一個宗旨。眾所周知：（1)熱能的傳輸主要是通過電子、光子和聲子等熱荷載者來傳輸；（2) 這三種熱能荷載者中以電子的傳熱效果是最好的。這也是金屬材料的傳熱效果遠高于非金 屬(主要是靠聲子來傳熱)的原因。基于此，若是在有機硅的硅氧之鏈上能接枝上金屬基團， 那么有機硅橡膠的傳熱效果應(yīng)該有改善。選擇金屬"鋁"比較適合：一是"鋁"本身的導(dǎo)熱 效果也不錯，優(yōu)于易于硅氧鏈接枝的其他"金屬"原子，如錫、鈦等；二是導(dǎo)熱硅橡膠中所添 加的導(dǎo)熱粉無非是三氧化二鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鎂等材料，且以三氧化二鋁為最常用， 而三氧化二鋁與硅氧之鏈上接枝的"金屬鋁"基團還是有相互作用而不是相互排斥的效果。 通過在其加成型硅橡膠的硅氧鏈上接枝上"金屬"基因。特別是在有機硅橡膠中，接枝"金 屬鋁"基團，使之與硅橡膠中添加導(dǎo)熱粉體三氧化鋁中的鋁元素相互作用，提高有機硅橡 膠的導(dǎo)熱效果，從而達到提高有機硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0005] 根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加 劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 將一定量的鋁酸酯放入反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下升溫到60°C ~70°C，滴加計量為鋁 酸酯I. 0~3. 0倍摩爾量的水，后在60°C ~70°C的條件下反應(yīng)4~6個小時； (2) 后在（1)制得的反應(yīng)物中加入計量為鋁酸酯0.2~1.0倍摩爾量的乙烯基硅烷偶聯(lián) 劑，在攪拌條件下加入有機酸，在攪拌條件下升溫到140°C~150°C反應(yīng)4~6小時； (3) 后降溫到90°C - 100°C，脫除小分子雜質(zhì)，制得添加劑。
[0006] 根據(jù)本申請的第二方面，本申請?zhí)峁┮环N用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加 劑，其中添加劑由上述制備方法制備而得。
[0007] 本申請的有益效果是：通過往加成型硅橡膠加入通過本申請的制備方法制備而得 的添加劑，提高了加成型硅橡膠材料的導(dǎo)熱性且不影響其機械強度。
【具體實施方式】
[0008] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0009] 本申請制備的添加劑由于硅氧主鏈上接枝有鋁基因，可提高導(dǎo)熱效果；同時主鏈 帶有用于加成反應(yīng)的乙烯/丙烯基基團，乙烯/丙烯基基團可與加成型硅橡膠進行加成反 應(yīng)，從而制備網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)硅橡膠。
[0010] 本申請?zhí)岬降膶?dǎo)熱系數(shù)越高，硅橡膠導(dǎo)熱性越好。導(dǎo)熱系數(shù)提高率是加成型硅橡 膠在加入添加劑前后導(dǎo)熱系數(shù)提高的百分率。
[0011] 本申請將一定量的鋁酸酯放入反應(yīng)瓶中。在攪拌條件下升溫到60°c ~70°C。滴加 計量為鋁酸酯1~3倍摩爾量的水，在40分鐘內(nèi)滴完，之后在60°C ~70°C的條件下反應(yīng)4~6 小時。在上述反應(yīng)物中加入計量為鋁酸酯0. 2~1倍摩爾量的的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑，在攪拌 條件下逐步加入有機酸，在攪拌條件下升溫到140°C ~150°C反應(yīng)4~6小時，之后降溫到 90°C~100°C，減壓脫除小分子雜質(zhì)，最后制得本申請的用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添 加劑。
[0012] 其中，鋁酸酯選用市售鋁酸酯，為鋁酸三異丙酯或鋁酸三異丁酯；乙烯基硅烷偶聯(lián) 劑選用市售的型號為A-151或A-171的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑；有機酸作為催化劑，為市售的甲 酸或乙酸。
[0013] 實施例一：一種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑的制備方法，包括以下步 驟： 在500ml三口瓶中加入297克(摩爾量為I. 5 mol)鋁酸三異丁酯，升溫到60°C之后， 在攪拌條件滴加27克(摩爾量為1.5 mol)水，在40分鐘內(nèi)滴完。并在60°C下反應(yīng)6小時； 在上述反應(yīng)物中加入57克(摩爾量為0. 3 mol)乙條基硅烷偶聯(lián)劑，在上述物料加完之后反 應(yīng)10分鐘，后再加入4克（0.06 mol)乙酸，之后在攪拌下升溫到140°C，在此條件下反應(yīng)6 小時，降溫到90°C，最后減壓脫除小分子雜質(zhì)，可制得添加劑。
[0014] 實施例二：一種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑的制備方法，包括以下步 驟： 在500ml三口瓶中加入297克(摩爾量為I. 5 mol)鋁酸三異丁酯，升溫到70°C之后， 在攪拌條件滴加81克(摩爾量為4. 5 mol)水，在40分鐘內(nèi)滴完。并在70°C下反應(yīng)4小時； 在上述反應(yīng)物中加入285克(摩爾量為I. 5mol)乙條基硅烷偶聯(lián)劑，在上述物料加完之后反 應(yīng)15分鐘，后再加入13. 5克（0. 225mol)乙酸，之后在攪拌下升溫到150°C，在此條件下反 應(yīng)4小時，降溫到KKTC，減壓脫除小分子雜質(zhì)，可制得添加劑。
[0015] 實施例三：一種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑的制備方法，包括以下步 驟： 在500ml三口瓶中加入297克(摩爾量為I. 5 mol)鋁酸三異丁酯，升溫到65°C之后， 在攪拌條件滴加36克(摩爾量為2 mol)水，在40分鐘內(nèi)滴完。并在65°C下反應(yīng)5小時； 在上述反應(yīng)物中加入95克(摩爾量為0. 5 mol)乙條基硅烷偶聯(lián)劑，在上述物料加完之后反 應(yīng)12分鐘，后再加入5克（0.08 mol)乙酸，之后在攪拌下升溫到140°C，在此條件下反應(yīng)5 小時，降溫到95°C，減壓脫除小分子雜質(zhì)，可制得添加劑。
[0016] 性能測試:本測試通過DRL - ΠΙ型熱流法導(dǎo)熱儀來測試樣品的導(dǎo)熱系數(shù)，萬能H&S 材料試驗機來測拉伸強度，將常用的道康寧公司的DC170加成型橡膠作為基膠，加入實施 例1-3制備的添加劑，測試結(jié)果如表1 ;將常用的國產(chǎn)的加成型硅橡膠作為基膠，加入實施 例1-3制備的添加劑，測試結(jié)果如表2。
[0017] 表 1
從表1和表2的測試結(jié)果可以看中，往100份的道康寧公司的DC170加成型橡膠或 國產(chǎn)的加成型硅橡膠加入2~8份實施例1-3任一項制得的添加劑，導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高 16%-37. 5%，拉伸強度無變化，且黏度不影響加成型硅橡膠的進一步固化加工。
[0018] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā) 明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【主權(quán)項】
1. 一種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑的制備方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 將一定量的鋁酸酯放入反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下升溫到60°C~70°C，滴加計量為鋁 酸酯I. 0~3.O倍摩爾量的水，后在60°C~70°C的條件下反應(yīng)4~6個小時； (2) 后在（1)制得的反應(yīng)物中加入計量為鋁酸酯0.2~1.O倍摩爾量的乙烯基硅烷偶聯(lián) 劑，在攪拌條件下加入有機酸，升溫到140°C~150°C反應(yīng)4~6小時； (3) 降溫到90°C~100°C，脫除小分子雜質(zhì)，制得添加劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鋁酸酯為鋁酸三異丙酯或鋁酸 二異丁酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述乙烯基硅烷偶聯(lián)劑為 乙烯基硅烷偶聯(lián)劑A-151或A-171。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述水滴加時間在40分鐘內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述有機酸為甲酸或乙酸。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述有機酸的加入量為鋁酸酯、水和 乙烯基硅烷偶聯(lián)劑摩爾量總和的1%~3%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述小分子雜質(zhì)在減壓條件下脫除。8. -種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑，其特征在于：所述添加劑根據(jù)權(quán)利要 求1-7任一項所述的制備方法制備而得。
【專利摘要】本申請公開了一種用于提高加成型硅橡膠導(dǎo)熱性的添加劑的制備方法，包括以下步驟：將一定量的鋁酸酯放入反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下升溫到60℃~70℃，滴加計量為鋁酸酯1~3倍摩爾量的水，后在60℃~70℃的條件下反應(yīng)4~6個小時；在制得的反應(yīng)物中加入計量為鋁酸酯0.2~1.0倍摩爾量的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑，后在攪拌條件下加入有機酸，升溫到140℃~150℃反應(yīng)4~6小時;降溫到90℃~100℃，脫除小分子雜質(zhì)，制得添加劑。將該添加劑加入加成型橡膠，大大提高了其導(dǎo)熱性且不影響其機械強度等性能。
【IPC分類】C08K5/5425, C08L83/04
【公開號】CN104893295
【申請?zhí)枴緾N201510305059
【發(fā)明人】文正華
【申請人】深圳市富達瑞有機硅材料有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月6日