[发明专利]一种导热硅橡胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种导热硅橡胶的制备方法，属于橡胶材料技术领域。本发明首先以八甲基环四硅氧烷、甲基苯基环硅氧烷为原料，在硫酸的催化下反应制得甲基苯基硅橡胶，弥补了一般橡胶在室温下不能固化或固化速度很慢、耐磨性差的缺陷，再以碳纤维为原料，碳纤维具有许多优良性能，耐疲劳性好，热膨胀系数好，有优良的导热导电性能，增大了碳纤维与硅橡胶的表面接触面积，增强了碳纤维与硅橡胶基体的界面结合能力，发挥出碳纤维的补强效果，而后以石英砂、木屑为原料，石英砂中含有二氧化硅，木屑中含有大量碳元素，以石英砂和木屑为原料通过电阻炉高温冶炼制备得含有碳化硅的混合物，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种导热硅橡胶的制备方法，属于橡胶材料技术领域。

背景技术

硅橡胶是一种特种合成橡胶，以硅氧键为主链，其特殊的结构决定了它具有耐高低温、耐臭氧、耐辐射、耐候以及对润滑油等介质表现出优异的化学惰性。此外，它还具有-50℃到300℃宽广的适用范围，弹性好，但是作为填充的硅橡胶导热性能很差，通过填充导热填料可以提高其导热性能。导热材料广泛应用于航空、航天、电子、电气、汽车等领域中需要散热和传热的部位，随着科学技术和工业生产的进步，电子元器件越来越趋近于密集化和小型化，从而对导热材料提出了新的要求，希望导热材料既能为电子元件提供可靠的散热途径，又能起到绝缘、减震的作用。这方面导热硅橡胶具有特殊的优势，作为热界面材料的导热硅橡胶不仅具有较高的热导率、良好的弹性，还具有良好的电绝缘性以及密封性好等特点，可以有效地填充界面间的空隙，提高散热效率。导热硅橡胶是指在硅橡胶的基础上添加特定的导热填充材料所形成的一类硅胶，现有的导热填料包括氧化铝、碳化硅、氮化铝、氮化硅、氧化镁、氮化硼、氧化锌以及石墨、导热碳纳米管等等。现有的采用氧化铝作为导热填充物的导热硅橡胶的导热系数都还比较低，达不到某些元器件的散热要求。

随着科学技术的发展，人们对电子产品的需求和要求越来越高，电子产品朝着集成性、小型化、高性能、节能、环保、安全性的方向发展。电子产品的高度集成，单位体积产生的热量不断增加，散热必然成为一个限制其发展的因素。

将各种无机导热粉体填充到高分子聚合物中可以制得高导热复合材料。目前使用的灌封和封装材料主要为合成聚合物材料，其中环氧树脂、聚氨酯和橡胶的应用最为广泛。

目前市面上导热硅橡胶普遍存在导热系数低，达不到理想散热的要求，强度较差、不耐摩擦，在室温下不能固化或固化速度很慢，固化时间很长，流动性不好的缺陷。因此，发明一种导热系数高，固化时间短且流动性好的导热硅橡胶对橡胶材料技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前市面上存在的导热硅橡胶的导热系数低，达不到理想散热的要求，强度较差、不耐摩擦，在室温下不能固化或固化速度很慢，固化时间很长，流动性不好的缺陷，提供了一种导热硅橡胶的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种导热硅橡胶的制备方法为：

将甲基苯基硅橡胶粉末、改性碳纤维和混合物投入混炼机中混合均匀，升高混炼机内的温度至90～100℃，在此温度条件下混炼2～3h，冷却至室温，出料，即得导热硅橡胶；

甲基苯基硅橡胶粉末的制备的方法为：

（1）将八甲基环四硅氧烷、甲基苯基环硅氧烷、质量分数为50～55%的硫酸溶液投入放入带有搅拌器的反应釜中，在温度为60～70℃和转速为300～350r/min的条件下，搅拌反应1～2h，反应后放入烘箱中，在温度为100～130℃的条件下，干燥2～3h，得到甲基苯基硅橡胶；

（2）将甲基苯基硅橡胶放入切割机中，切割成粒径为2～3cm的胶块，将胶块置于温度为80～90℃的烘箱中静置4～5h，静置后将胶块放入行星球磨机中，在球料比为10：1和转速为700～800r/min的条件下，研磨粉碎1～2h，得到甲基苯基硅橡胶粉末；