一種高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，涉及電子電器灌封材料【技術(shù)領(lǐng)域】；由按等重量份的A、B兩組分混合而成；按重量計(jì)，所述A組分包含有乙烯基硅油10-40份、鉑金催化劑0.005-0.015份、長鏈有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體60-90份；B組分包含有乙烯基硅油10-30份、含氫硅油Ⅰ3-8份、含氫硅油Ⅱ1-5份、抑制劑0.03-0.1份、硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份、長鏈有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體60-90份；既具有高性價(jià)比、高導(dǎo)熱性能，又具備適宜的粘度、良好的流動性、防沉性和柔韌性等特點(diǎn)，適用但不局限于電源模塊、倒車?yán)走_(dá)、控制器、散熱器、變頻器、LED組件、電訊設(shè)備、光伏組件、計(jì)算機(jī)及其附件等電子電器的灌封領(lǐng)域。
【專利說明】一種高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子電器灌封材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封 膠。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成與組裝技術(shù)的飛速發(fā)展，電子元件、邏輯電路等日益趨于密集化與小型 化，發(fā)熱量也相應(yīng)增加，為使其產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳導(dǎo)與散失，同時(shí)避免脆弱的元件遭受外界 光、濕氣、灰塵、輻射、沖擊力等多重因素的傷害，其表面封裝材料要求具備良好的導(dǎo)熱、耐 候、抗沖擊等綜合性能。
[0003] 相對于聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂等而言，有機(jī)硅樹脂因?yàn)榫哂袃?yōu)異的耐 UV老化性、柔韌性、可修復(fù)性、低體積收縮率、低內(nèi)應(yīng)力、且可在-60-+200°C下長期使用等 特點(diǎn)，被公認(rèn)為電子電器灌封材料的首選。專利CN103419346A、CN104017536A、CN1136258C 分別公開了一種導(dǎo)熱硅膠的制備技術(shù)，但均屬于濕氣固化型，固化過程中有大量小分子 縮聚物釋放，體積收縮率較高，固化深度有限，受熱時(shí)存在返原性。專利CN103275492A、 CN103087530A分別提供了一種加熱固化導(dǎo)熱硅橡膠制備方法，固化反應(yīng)需要在80-180°C 下進(jìn)行，能源消耗量較大，高溫環(huán)境對電子元器件存在一定的損害。專利CN103044923A、 CN103073894A則分別揭示了一種以銀粉為填料的導(dǎo)電導(dǎo)熱組合物，因其填料的導(dǎo)電性，不 適用于對電氣絕緣性有苛刻要求的器件封裝。專利CN103834352A提出了一種以球形氧化 鋁填充的"力學(xué)性能優(yōu)異的雙組份高導(dǎo)熱灌封膠及其制備方法"，當(dāng)填料含量約為67%時(shí) 膠體混合粘度1800cp，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 75w/m. k，該灌封膠以價(jià)格相對昂貴的球形氧化鋁作 為填料，降低了產(chǎn)品的性價(jià)比；同時(shí)，由于體系粘度過低，盡管其膠體具有良好的流動性， 但在長期儲存過程中容易造成填料沉淀，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性。另外，專利CN101402798B 還報(bào)道了一種電子用導(dǎo)熱阻燃液體硅橡膠，導(dǎo)熱系數(shù)I. 5-2. 5w/m. k，但膠體粘度高達(dá) 20000-100000cp，流動性差，難以作為灌封膠使用；專利CN102936484A公開的一種"雙組 份低硬度高導(dǎo)熱室溫固化有機(jī)硅導(dǎo)熱膠"，采用粘度為lOOOOOcp的乙烯基硅油與粘度為 20000cp的含氫硅油搭配，同樣存在有機(jī)硅基膠粘度過高，流動性差的缺陷，且較高的填料 含量使得固化物斷裂伸長率過低，這將嚴(yán)重影響制品的抗沖擊和抗開裂性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種既具有高性價(jià)比、高導(dǎo)熱性能，又具備適 宜的粘度、良好的流動性、防沉性和柔韌性的灌封膠。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是發(fā)明一種高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī) 硅灌封膠，由按等重量份的A、B兩組分混合而成；按重量計(jì)，所述A組分包含有乙烯基硅油 10-40份、鉑金催化劑0. 005-0. 015份、長鏈有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體60-90份；B組分包 含有乙烯基硅油10-30份、含氫硅油I 3-8份、含氫硅油II 1-5份、抑制劑0. 03-0. 1份、硅 烷偶聯(lián)劑0. 5-2份、長鏈有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體60-90份。
[0006] 所述乙烯基硅油，其分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)以上乙烯基，所述乙烯基位于分子鏈段 的中間或首末兩端或首末兩端與中間同時(shí)存在。
[0007] 所述乙烯基硅油，優(yōu)選自分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)乙烯基，且乙烯基位于分子鏈的首 末兩立而。
[0008] 所述乙烯基硅油中，乙烯基Vi含量為0. 1-0. 5mmol/g，25°C時(shí)粘度為lOO-lOOOcp ; 優(yōu)選為：乙烯基Vi含量0. 15-0. 4mmol/g，25°C時(shí)粘度為100-500CP。
[0009] 所述鉬金催化劑是以1，3-二乙稀基四甲基二娃氧燒為穩(wěn)定劑的Karstedt催化 劑。
[0010] 所述長鏈有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體是由常規(guī)α晶型的破碎不規(guī)則形氧化鋁顆 粒經(jīng)過長鏈有機(jī)硅偶聯(lián)劑改性處理而成，其中大顆粒平均粒徑D5tl為10-70 μ m，小顆粒平均 粒徑D5ci為1-10 μπι，組合物中級配時(shí)大小顆粒的平均粒徑之比為2-10 :1，小顆粒占粉體總 重量的15-40%。
[0011] 優(yōu)選地，所述長鏈有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體是由常規(guī)α晶型的破碎不規(guī)則形 氧化鋁顆粒經(jīng)過長鏈有機(jī)硅氮烷改性處理而成，其中大顆粒平均粒徑D 5tl優(yōu)選為12-40 μ m， 小顆粒平均粒徑D5°優(yōu)選為2-5 μ m，組合物中級配時(shí)大小顆粒的平均粒徑之比優(yōu)選為6-8 : 1，小顆粒占粉體總重量的20-35%。
[0012] 所述含氫硅油I的分子結(jié)構(gòu)式為：Me3SiO (Me2SiO)m (MeHSiO)nSiMe3，其中m、η為大 于1的正整數(shù)，其Si-H鍵含量為0. 5-2mmol/g、25°C時(shí)粘度為50-100cp。
[0013] 所述含氫硅油I中Si-H鍵含量優(yōu)選為l-2mmol/g、25°C時(shí)粘度50-60cp。
[0014] 所述含氫硅油II的分子結(jié)構(gòu)式為：Me3SiO(Me2SiO) p(MeHSiO)^SiMe3，其中p、q為大 于1的正整數(shù)，其Si-H鍵含量為2. 5-5mmol/g、25°C時(shí)粘度為10-40cp。
[0015] 所述含氫硅油II中Si-H鍵含量優(yōu)選為3-5mmol/g、25°C時(shí)粘度10-30cp。
[0016] 所述乙烯基硅油、含氫硅油I、含氫硅油II分子結(jié)構(gòu)中中，Si-H鍵與乙烯基Vi的 物質(zhì)的量之比為（〇· 8-1. 2) :1，優(yōu)選為（1. 05-1. 15) :1。
[0017] 所述抑制劑為烷基炔醇、乙烯基環(huán)硅氧烷、α，ω-乙烯基硅氧烷、醚類或富馬酸酯 類化合物中的一種或兩種以上的混合物；當(dāng)為兩種以上時(shí)，各組分的配比為等份或其它比 例。
[0018] 所述抑制劑優(yōu)選為1，3, 5, 7-四甲基-1，3, 5, 7-四乙烯基環(huán)四硅氧烷。
[0019] 所述硅烷偶聯(lián)劑為ΚΗ530、ΚΗ540、ΚΗ550、ΚΗ560、ΚΗ570中的一種或兩種以上的混 合物；當(dāng)為兩種以上時(shí)，各組分的配比為等份或其它比例。
[0020] 所述Α、Β組分在25°C時(shí)，混合粘度為1000-20000cp，固化物導(dǎo)熱系數(shù)為0· 6-2. Ow/ m. k ;其中，混合粘度優(yōu)選為4000-8500cp，固化物導(dǎo)熱率優(yōu)選0. 8-1. 5w/m. k。
[0021] 此外，導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠行業(yè)內(nèi)通常使用的已知消泡劑、流平劑、分散劑、阻燃劑、 著色劑、氣相硅等添加劑，在需要時(shí)，可按常規(guī)量加入到A或B組分中。
[0022] 本發(fā)明之高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，適用但不局限于電子電器中的電源模 塊、倒車?yán)走_(dá)、控制器、散熱器、變頻器、LED組件、電訊設(shè)備、光伏組件、計(jì)算機(jī)及其附件等的 灌封。
[0023] 本發(fā)明之高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，與現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0024] 一是采用經(jīng)過改性的、價(jià)格低廉的、常規(guī)α晶型的破碎不規(guī)則形氧化鋁顆粒為填 料，其性價(jià)比高，原料易得；
[0025] 二是制備工藝簡單，膠體粘度適中，可灌封性及填料防沉性良好；
[0026] 三是無需加熱，常溫下即可快速固化成型，不必額外耗能，不損傷電子元器件，無 揮發(fā)性小分子釋放，對環(huán)境無污染；
[0027] 四是填料填充量大，固化物導(dǎo)熱系數(shù)高，柔韌性良好。
[0028] 因而，其產(chǎn)品既有較高的性價(jià)比和導(dǎo)熱性能，又具備適宜的粘度和良好的流動性、 防沉性與柔韌性。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下說明采用例舉的方式，但本發(fā)明的 保護(hù)范圍不應(yīng)局限于此。下面的實(shí)施例及對比例中，乙烯基硅油和含氫硅油I及含氫硅油 Π 的粘度均在25°C時(shí)由Brookfield數(shù)顯粘度計(jì)測得。
[0030] 實(shí)施例一：
[0031] ㈠ 、A組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 400cp、乙烯基含量nVi = 0. 178mmol/g)30g、鉑金催化劑0. Olg、長鏈硅氮烷改性的破碎不規(guī)則形氧化鋁粉體（大顆 粒平均粒徑D5°= 30 μ m、小顆粒平均粒徑D 5°= 5 μ m，小顆粒占填料總重的33% ) 70g分別 加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa)后，得A組 分，備用；
[0032] ㈡、B組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 400cp、乙烯基含量nVi = 0.178臟〇1/^)25.58、1，3,5,7-四甲基-1，3,5,7-四乙烯基環(huán)四硅氧烷0.078、含氫硅油 I (Si-Η鍵含量nSi-H = 2mmol/g、動力粘度n =50cp)3g、含氫硅油II (Si-Η鍵含量nSi-H =4. 5mmol/g、動力粘度n = IOcp) lg、KH560偶聯(lián)劑0· 5g、長鏈硅氮烷改性的破碎不規(guī)則 形氧化錯(cuò)粉體（大顆粒平均粒徑D5°= 30 μ m、小顆粒平均粒徑D 5°= 5 μ m，小顆粒占填料 總重的33% )70g分別加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空 度-0. IMpa)后，得B組分，備用；
[0033] ㈢、使用：將備用的A、B兩組分分別存放于干燥、密閉塑料容器中，使用時(shí)按重量 比1 :1充分混合均勾，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa)后，常溫固化6-8小 時(shí)后即成。
[0034] 實(shí)施例二：
[0035] ㈠ 、A組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 200cp、乙烯基含量nVi = 0. 25mmol/g)20g、鉑金催化劑0. 008g、長鏈硅氮烷改性的破碎不規(guī)則形氧化鋁粉體（大顆 粒平均粒徑D5°= 15 μ m、小顆粒平均粒徑D 5°= 2 μ m，小顆粒占填料總重的25% ) 80g分別 加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa)后，得A組 分，備用；
[0036] ㈡、B組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 200cp、乙烯基含量nVi = 0. 25mmol/g) 12. 8g、l，3, 5, 7-四甲基-1，3, 5, 7-四乙烯基環(huán)四硅氧烷0. 05g、含氫硅油 I (Si-Η鍵含量nSi-H=lmmol/g、動力粘度n =60cp)5.5g、含氫硅油II (Si-Η鍵含量 nSi-H = 3. 6mmol/g、動力粘度n = 15cp) lg、KH570偶聯(lián)劑0· 7g、長鏈硅氮烷改性的破碎 不規(guī)則形氧化鋁粉體（大顆粒平均粒徑D5°= 15 μ m、小顆粒平均粒徑D 5°= 2 μ m，小顆粒占 填料總重的25% )80g分別加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、 真空度-0. IMpa)后，得B組分，備用。
[0037] ㈢、使用：將備用的A、B兩組分分別存放于干燥、密閉塑料容器中，使用時(shí)按重量 比1 :1充分混合均勾，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa)后，常溫固化6-8小 時(shí)后即成。
[0038] 對比例一：
[0039] ㈠ 、A組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 500cp、乙烯基含量nVi = 0. 16mmol/g)25g、鉬金催化劑0. 0065g、平均粒徑D5ci為40 μπι未改性的破碎不規(guī)則形氧 化鋁粉體75g分別加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空 度-0. IMpa)后，得A組分，備用；
[0040] ㈡、B組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 500cp、乙烯基含量nVi = 0· 16mmol/g)23g、2_ 甲基-3-丁炔-2-醇 0· 04g、含氫娃油（Si-Η 鍵含量 nSi-H = 7. 5mmol/ g、動力粘度η = 8cp) I. 25g、KH530偶聯(lián)劑0. 75g、平均粒徑D5tl為40 ym未改性的破碎不 規(guī)則形氧化鋁粉體75g分別加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、 真空度-0. IMpa)后，得B組分，備用；
[0041] ㈢、使用：將備用的A、B兩組分分別存放于干燥、密閉塑料容器中，使用時(shí)按重量 比1 :1充分混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa)后，常溫固化3-5小 時(shí)后即成。
[0042] 對比例二：
[0043] ㈠ 、A組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 500cp、乙烯基含量nVi = 0. 44mmol/g) 30g、鉑金催化劑0. 012g、平均粒徑D5tl為2 μ m未改性的破碎不規(guī)則形氧化鋁粉 體70g分別加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa) 后，得A組分，備用；
[0044] ㈡、B組分制備：將乙烯基硅油（動力粘度n = 500cp、乙烯基含量nVi = 0.44mmol/g)9.1g、乙炔基環(huán)已醇0.08g、含氫娃油（Si-Η鍵含量nSi-H = lmmol/g、動力粘 度q =60cp)20g、KH540偶聯(lián)劑0. 9g、平均粒徑D5tl為2 ym未改性的破碎不規(guī)則形氧化鋁粉 體70g分別加入到高速分散機(jī)中混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa) 后，得B組分，備用；
[0045] ㈢、使用：將備用的A、B兩組分分別存放于干燥、密閉塑料容器中，使用時(shí)按重量 比1 :1充分混合均勻，經(jīng)真空脫泡（時(shí)間10-15分鐘、真空度-0. IMpa)后，常溫固化48-36 小時(shí)后即成。
[0046] 實(shí)施例一、實(shí)施例二、對比例一和對比例二應(yīng)用后的性能參數(shù)見表1。
[0047] 表 1
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，由按等重量份的A、B兩組分混合而成；其特征 在于：按重量計(jì)，所述A組分包含有乙烯基硅油10-40份、鉑金催化劑0. 005-0. 015份、長鏈 有機(jī)硅烷改性的氧化鋁粉體60-90份；B組分包含有乙烯基硅油10-30份、含氫硅油I 3-8 份、含氫硅油II 1-5份、抑制劑0. 03-0. 1份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5-2份、長鏈有機(jī)硅烷改性的氧 化鋁粉體60-90份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述乙烯基硅 油，其分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)以上乙烯基，所述乙烯基位于分子鏈段的中間或首末兩端或首 末兩端與中間同時(shí)存在。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述鉑金 催化劑是以1，3-二乙稀基四甲基二娃氧燒為穩(wěn)定劑的Karstedt催化劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述長鏈有機(jī) 硅烷改性的氧化鋁粉體是由常規(guī)a晶型的破碎不規(guī)則形氧化鋁顆粒經(jīng)過長鏈有機(jī)硅偶聯(lián) 劑改性處理而成，其中大顆粒平均粒徑D5°為10-70 y m，小顆粒平均粒徑D 5°為1-10 y m，組 合物中級配時(shí)大小顆粒的平均粒徑之比為2-10 :1，小顆粒占粉體總重量的15-40%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述含氫硅油 1的分子結(jié)構(gòu)式為也與0，如0)1^61^0)1^1^，其中111、11為大于1的正整數(shù)，其5卜11 鍵含量為 〇? 5-2mmol/g、25°C時(shí)粘度為 50-100cp。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述含氫硅油 11的分子結(jié)構(gòu)式為也與0_如0)1)_1^0)(^1^，其中？、9為大于1的正整數(shù)，其51-11 鍵含量為2. 5-5mmol/g、25°C時(shí)粘度為10-40cp。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述乙烯 基硅油、含氫硅油I、含氫硅油II分子結(jié)構(gòu)中，Si-H鍵與乙烯基Vi的物質(zhì)的量之比為 (0? 8-1. 2) :1〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：所述抑制劑為 烷基炔醇、乙烯基環(huán)硅氧烷、a，《-乙烯基硅氧烷、醚類或富馬酸酯類化合物中的一種或兩 種以上的混合物；當(dāng)為兩種以上時(shí)，各組分的配比為等份或其它比例。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)熱常溫固化有機(jī)硅灌封膠，其特征在于：應(yīng) 用于電子電器中的電源模塊、倒車?yán)走_(dá)、控制器、散熱器、變頻器、LED組件、電訊設(shè)備、光伏 組件、計(jì)算機(jī)及其附件的灌封。
【文檔編號】C09J183/05GK104479623SQ201410727916
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】林益軍, 鞏強(qiáng), 歐陽飛 申請人:湖南皓志科技股份有限公司