[发明专利]一种绝缘导热硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘导热硅橡胶复合材料及其制备方法，以质量百分比计，绝缘导热硅橡胶复合材料的原料组成为：甲基乙烯基硅橡胶30％～60％，气相法白炭黑15％～25％，纳米银修饰的导热填料20％～45％，硫化剂1.5％～2％，硅烷偶联剂0.5％～1.5％，羟基硅油1％～1.5％。本发明能在相同的成本下制得25℃时导热系数高于1.78W/m·K，体积电阻率＞10¹⁴Ω，撕裂强度高于15.6KN/m的高导热性、绝缘性和机械性能的硅橡胶,且制备方法简单。

技术领域

本发明涉及硅橡胶材料技术领域，特别涉及一种绝缘导热硅橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工业生产和科学技术的发展，在电子电器领域，电子产品朝着网络化、智能化、微型化的方向发展，使得电子元件、逻辑电路向全、轻、薄、小的方向发展，而且随着电子器件的集成化程度越来越高，其发热量也随之增加，从而导致电子元器件的工作环境急剧向高温方向变化。研究表明，一般的电子元器件温度每升高2℃，其可靠性就会下降10％，因此散热问题也就成了设备是否能够正常运行的关键问题。为了解决这一问题，通常在接触面之间填充导热硅橡胶片，利用导热硅橡胶片其材质的柔软性及在低压迫力作用下的弹性变量，为其粗糙表面构造密合接触，以便将热量带走，降低乃至消除种电子元件与散热器之间接触面处的空气热阻。普通硅橡胶的导热性能较差，热导率通常只有0.1-0.2W/m·K左右，加入导热填料可提高硅橡胶的导热性能,但是随着导热填料的增加，硅橡胶材料的热导率增加，但同时硬度也随之增加，这不利于充分发挥硅橡胶材料连接热源与热沉的传热通路。

中国发明专利CN201310253733.1公开了一种微纳片层氮化硼/橡胶复合材料及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：1.将微米片层氮化硼原料置于溶剂中超声剥离制备纳米片层氮化硼。2.将得到的纳米片层氮化硼和微米片层氮化硼原料按比例与橡胶混合，并加入硫化剂，混炼均匀制备混炼胶。3.将氮化硼/橡胶混炼胶通过硫化获得高导热硅橡胶制品。微米片层氮化硼不易团聚，在橡胶中主要是起桥梁搭接作用，而制得的这种纳米片层结构的氮化硼理论上具有远超过普通氮化硼的导热率。用该方法制备的氮化硼导热橡胶可以在较低的填充份数下，具备较高的导热性能；但其制备过程复杂，超声剥离得到的纳米片层氮化硼产率低，不利于大规模生产。

中国发明专利申请CN201611255630.9公开了一种利用改性氮化硼制得的导热硅橡胶及其制备方法；导热硅橡胶由A、B胶混合组成，其中：A胶包括：基料50～100份，导热填料5～50份，补强填料5～20份，抑制剂0.1～1.0份；B胶包括：交联剂2～10份，催化剂2～10份，导热填料5～50份，补强填料5～20份；导热填料为改性氮化硼。改性过的氮化硼颗粒作为导热填料加入到硅橡胶中制得的绝缘导热硅胶具有优良的耐热、耐候性能，以及高的导热性能和优良的流动特性，可用于汽车电池材料的封装。所述的改性氮化硼的制备步骤如下：首先配制1mg/mL的乙烯基硅油/庚烷溶液，通过机械搅拌器搅拌均匀；然后在搅拌均匀的溶液中添加氮化硼颗粒直至溶液中的氮化硼颗粒达到饱和状态；再将浸泡了氮化硼颗粒的液体进行机械搅拌和超声分散；最后分散好的饱和液体在100℃～120℃的环境下干燥4～6小时即可得到改性过的氮化硼颗粒。所述的基料为乙烯基硅油；补强填料为气相白炭黑、石英粉、碳酸钙中的一种；交联剂为含氢硅油。该技术所制备的硅橡胶复合材料仅用氮化硼做导热填料，氮化硼本身热导率较低；且利用乙烯基硅油/庚烷溶液进行改性，改性效果不明显。因此所制备的硅橡胶复合材料热导率不高，仅有0.73W/m·K。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供一种具有极好的导热率，并具有良好的机械性能和电绝缘性的绝缘导热硅橡胶复合材料及其制备方法。