[发明专利]一种导热硅凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及导热材料技术领域，具体公开了一种导热硅凝胶及其制备方法和应用，其中：导热硅凝胶包括含乙烯基有机聚硅氧烷、含氢基有机聚硅氧烷和导热填料，含氢基有机聚硅氧烷中的氢基和含乙烯基有机聚硅氧烷中乙烯基的摩尔质量比为1:(2‑10)，在含乙烯基有机聚硅氧烷的侧基中引入了长链烷基，在长链烷基的位阻效应下，通过调整体系中含氢基有机聚硅氧烷中的氢基和所述含乙烯基有机聚硅氧烷中乙烯基的摩尔质量比，并通过预先对导热填料进行处理，所制得的导热硅凝胶为半流动膏体状态，具有施工方便、导热性高、渗透率低、耐热性好、粘度低、性能稳定、可长时间使用以及重复利用，适用于电子电气元件或动力电池等设备的散热部位。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，具体涉及导热凝胶技术领域，尤其涉及一种导热硅凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子设备的微型化和集成化，电子设备的功率不断提升，其产生的热量集聚提升，因此有效的热管理对于电子设备十分紧迫，而热管理的主要目的是散热。由于电子设备表面的粗糙，当两个表面连接在一起时，只有很小部分的表面积会发生实际接触，而该区域的其他部分都是被空气间隔开，且空气的热导率仅为0.026W/(m·K)，热量难以通过空气在界面上的传递。这种情况下就需要导热界面材料。

导热凝胶是一种通过线性硅油和导热填料复合通过相关工艺混合分散制备得到的组合物。当前，市场上的导热凝胶的导热系数一般为3W/(m·K)以下，难以满足当前市场的高导热要求；且这些导热凝胶受到配方工艺等限制，因此其粘度和渗油率都很高，难以保持性能的稳定。另外，部分导热凝胶在施工过程中需要常温长时间或者高温条件下进行固化，因此存在施工工艺复杂等问题。

现有技术中，单组份导热凝胶通常为了达到高导热(3W/(m·K)以上)的目的，在配方中需要填充大量的导热填料，因此会出现单组份导热凝胶组合物的粘度很高；此外，市场上的单组份导热硅凝胶一般都是通过控制体系中的乙烯基硅油含量和含氢硅油含量，从而达到部分交联的效果，但是这种方法存在部分乙烯基硅油或含氢硅油分子未发生反应，因此容易出现渗油的现象，且容易出现性能不稳定等问题。另外，市场上大部分单组份导热凝胶组合物需要低温储存，否则容易发生固化而造成失效，且在施工过程中需要长时间养护或者加温固化，导致存在施工工艺复杂的问题。

发明内容

本发明提出一种导热硅凝胶及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种导热硅凝胶，所述导热硅凝胶包括含乙烯基有机聚硅氧烷、含氢基有机聚硅氧烷和导热填料，所述含氢基有机聚硅氧烷中的氢基和所述含乙烯基有机聚硅氧烷中乙烯基的摩尔质量比为1:(2-10)，所述含乙烯基有机聚硅氧烷的结构式为式(1)或为具有式(1)结构的衍生物：

其中，R₁选自苯基或含有至少14个碳原子的烃基，R₂选自甲基、乙烯基、苯基、甲氧基、乙氧基或苯乙烯基中的任意一种，且n为2～200之间的整数。

具体地，本发明的导热硅凝胶中选用的含乙烯基有机聚硅氧烷具有如式(1)的特定结构，在含乙烯基有机聚硅氧烷的侧基中引入了长链烷基R₁。在长链烷基R₁的位阻效应下，通过调整体系中含氢基有机聚硅氧烷中的氢基和所述含乙烯基有机聚硅氧烷中乙烯基的摩尔质量比，以控制乙烯基和氢基的交联反应过程，使得含乙烯基有机聚硅氧烷上的所有乙烯基均发生反应，无剩余的小分子存在，因此，本发明的导热硅凝胶不会出现渗油的情况，性能稳定，储存期长；同时由于位阻效应的存在，可以避免乙烯基聚硅氧烷的完全交联，从而影响导热硅凝胶的流动性。

同时，在含乙烯基有机聚硅氧烷的侧基中引入长链烷基R₁，可以更好的润湿导热填料，使得最终的导热硅凝胶粘度更低。