[发明专利]导热凝胶组合物、导热凝胶及其制备方法、发热元器件

说明书

本申请实施例提供一种导热凝胶组合物、导热凝胶及其制备方法、发热元器件，涉及功能胶水领域。导热凝胶组合物包括A组分和B组分，A组分中含有用于提供羟基的多元醇，B组分中含有用于提供酸酐基团的多元酸酐，且A组分和/或B组分中还含有导热填料；A组分和B组分中的羟基基团和酸酐基团的摩尔比为1:1～1:2。使用本申请实施例中的导热凝胶组合物形成的导热凝胶中几乎不含有D3～D10小分子环体，可以降低电路短路事故的发生，而且使用温域较广，在低温条件下不容易发硬发脆。

技术领域

本申请涉及功能胶水领域，具体而言，涉及一种导热凝胶组合物、导热凝胶及其制备方法、发热元器件。

背景技术

消费电子、新能源汽车等的电子电路都会使用导热凝胶作为发热元器件、发热部件与散热部件的散热粘接材料。目前主流的导热凝胶是用有机硅树脂作为导热凝胶的胶基，有机硅树脂中会有D3～D10低混合小分子环体(即甲基环硅氧烷，其中D3是六甲基环三硅氧烷，D4是八甲基环四硅氧烷，D5是十甲基环五硅氧烷，依次类推，D10是二十甲基环十硅氧烷)，这些小分子环体会污染电子电路，导致电路短路等异常风险。

为了降低有机硅树脂中D3～D10小分子环体的含量，目前主流的方法是用薄膜蒸发器对硅油进行脱低处理，但是这样会有一定的残余。

还有一些现有技术(例如CN110003438A、CN109181279A、CN102277121A、CN108164992A中记载的)会用聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯等聚合物多元醇与异氰酸酯固化的产物来替代有机硅制备导热凝胶，但是这种固化产物的Tg(Glass TransitionTemperature，玻璃化转变温度)都在0～20℃区间左右，在低温环境下会发硬发脆，和有机硅树脂相比，软弹性能较差，无法满足像汽车这种有着宽温度使用场景的要求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种导热凝胶组合物、导热凝胶及其制备方法、发热元器件，导热凝胶中不含有D3～D10小分子环体，用于发热元器件中时，电路不容易发生短路，而且导热凝胶的使用温域较广，在低温条件下不容易发硬发脆。

第一方面，本申请实施例提供了一种导热凝胶组合物，其包括A组分和B组分，A组分中含有用于提供羟基的多元醇，B组分中含有用于提供酸酐基团的多元酸酐，且A组分和/或B组分中还含有导热填料；A组分和B组分中的羟基和酸酐基团的摩尔比为1:1～1:2。

在上述技术方案中，导热凝胶组合物在使用时，多元醇中的羟基和多元酸酐中的酸酐基团能发生聚合反应生成聚合物，但是导热填料并不参与反应，而是会分散在多元醇和多元酸酐生成的聚合物中，这样就能生成导热凝胶。其中多元醇和多元酸酐生成的聚合物作为基体材料(即胶基)，一方面能起到承载导热填料的作用，另一方面具有粘性，使得导热凝胶能粘附在发热元件等物品的表面，降低发热功率元器件与散热器件的界面热阻；导热填料能增加导热凝胶的导热系数，使得热量能快速地从导热凝胶中散开，增加导热凝胶的使用寿命，同时也能起到保护发热元件等物品的作用。

本申请实施例中的导热凝胶组合物中不含有甲基硅氧烷之类的官能团，因此导热凝胶组合物在使用时，并不会生成D3～D10低混合小分子环体，也就不容易污染电路。而且本申请实施例中，多元醇中的羟基基团和多元酸酐中的酸酐基团的摩尔比为1:1～1:2，这样两者在聚合时，多元酸酐并不会完全反应，有至少一半的酸酐会水解成羧酸，这样形成的聚合物，其Tg通常会在-40℃以下，相比于聚氨酯基的导热凝胶，本申请实施例的导热凝胶的温域更广，在低温条件下不容易发硬发脆。

在一种可能的实现方式中，多元醇包括端羟基聚丁二烯、氢化端羟基聚丁二烯、聚醚多元醇、蓖麻油、蓖麻油改性聚酯多元醇中的一种或者多种；和/或，多元酸酐包括顺丁烯二酸酐、顺丁烯四酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐中的一种或多种。

在一种可能的实现方式中，导热填料包括氧化铝、氢氧化铝、氮化硼、金、银、铜、碳纳米管中的至少一种。