一種雙組分導(dǎo)熱硅凝膠及其用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙組分導(dǎo)熱硅凝膠，所述導(dǎo)熱硅凝膠由A劑和B劑組成，其中，A劑包括端側(cè)乙烯基硅油、導(dǎo)熱填料和鉑金催化劑；B劑包括：17.5～19.5wt％的端側(cè)乙烯基硅油、53～57wt％的氧化鋅、23～27wt％的氮化硼、1.3～1.6wt％的含氫硅樹(shù)脂，以及0.00015～0.00025wt％的阻聚劑。本發(fā)明通過(guò)引入特定乙烯基含量和粘度的端側(cè)乙烯基硅油，以及特定的含氫硅樹(shù)脂，配合高導(dǎo)熱填料(特別是氧化鋁)植被得到了導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)3.5w/mk的導(dǎo)熱硅凝膠，其伸長(zhǎng)率可達(dá)500％，具備非常好的韌性。
【專利說(shuō)明】-種雙組分導(dǎo)熱括凝膠及其用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種雙組分導(dǎo)熱娃凝膠及其用途，所述雙組分導(dǎo)熱娃凝膠可用于電子 類灌封。

【背景技術(shù)】
[0002] 計(jì)算機(jī)（CPU)、晶體管、發(fā)光二極管（LED)等半導(dǎo)體在使用中發(fā)熱，有時(shí)因該熱使 得電子部件的性能下降。因此，在發(fā)熱的電子部件上安裝散熱體?？墒?，因散熱體大多為金 屬而使得電子部件與散熱部不能很好的密合。因此，采取了通過(guò)插入形成為片狀的導(dǎo)熱性 組合物來(lái)提高密合性的方法。
[0003] 傳統(tǒng)的導(dǎo)熱娃凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)一般為2. Ow/址。但近年來(lái)的電子器件的性能提 高非常驚人，隨之的發(fā)熱量也增大，因此，對(duì)導(dǎo)熱聚合物組合物的導(dǎo)熱率要求越來(lái)越高?，F(xiàn) 有技術(shù)提高導(dǎo)熱聚合物的導(dǎo)熱率的手段是加大如氧化侶導(dǎo)熱性無(wú)機(jī)粉體（如氧化侶）的 含量，但是，單純加入導(dǎo)熱性無(wú)機(jī)粉體，造成材料初性不足，硬度過(guò)高，易碎，伸長(zhǎng)率不足 (《80% )。另外，現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)熱聚合物還存在粘度過(guò)高，導(dǎo)致使用前排泡困難，產(chǎn)文固化 時(shí)間較長(zhǎng)，一般在2化左右，生產(chǎn)效率低。
[0004] 因此，本領(lǐng)域亟待開(kāi)發(fā)一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的導(dǎo)熱娃凝膠，其應(yīng)當(dāng)具有較好的初 性，粘度適中，使用前方便排泡和操作，且固化時(shí)間較短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[00化]本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)（高達(dá)3. 5w/mk)的導(dǎo)熱娃凝膠， 其具有較好的初性（伸長(zhǎng)率可達(dá)500% )，粘度適中，使用前方便排泡和操作，且固化時(shí)間較 短。
[0006] 本發(fā)明目的之一是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種雙組分導(dǎo)熱娃凝膠，所述導(dǎo)熱娃凝膠由A劑和B劑組成，其中，A劑包括端側(cè)己 締基娃油、導(dǎo)熱填料和銷金催化劑；所述端側(cè)己締基娃油和導(dǎo)熱填料的質(zhì)量比為1:3. 5? 1:4. 5,銷金催化劑的添加量為端側(cè)己締基娃油和填料質(zhì)量之和的0. 0005?0. 0015% ; [000引 B劑包括；17. 5?19. 5wt %的端側(cè)己締基娃油、53?57wt %的氧化鋒、23? 27wt%的氮化棚、1. 3?1. 6wt%的含氨娃樹(shù)脂，W及0. 00015?0. 00025wt%的阻聚劑； 其中，B劑的各組分含量W端側(cè)己締基娃油、氧化鋒、氮化棚和含氨娃樹(shù)脂的質(zhì)量之和為 100 %計(jì)。
[0009] 本發(fā)明所述端側(cè)己締基娃油為在分子鏈的末端均有1個(gè)己締基和在支鏈其中一 側(cè)有若干個(gè)己締基的聚二甲基娃燒。
[0010] 優(yōu)選地，所述端側(cè)己締基娃油的己締基含量為0. 15?0. 5wt%，例如0. 17wt %、 0. 19wt %、0. 21wt %、0. 23wt %、0. 26wt %、0. 28wt %、0. 30wt %、0. 31wt %、0. 35wt %、 0? 37wt%、0. 42wt%、0. 46wt%、0. 48wt%等，優(yōu)選 0? 45wt%。
[0011] 其中，所述乙締基含量通過(guò)HG/T 3312-2000方法測(cè)定。
[0012] 優(yōu)選地，所述端側(cè)己締基娃油粘度為750cps。
[0013] 優(yōu)選地，所述含氨娃樹(shù)脂的含氨量為0. 2?0.45%，例如0. 21 %、0. 26%、0. 29%、 0. 32%、0. 37%、0. 43%等。
[0014] 其中，所述含氨量通過(guò)GB/T 1. 1-2000和GB/T 1. 3-2000方法測(cè)定。
[0015] 優(yōu)選地，A劑所述銷金催化劑的添加量為端側(cè)己締基娃油和填料質(zhì)量之和的 0. 001%。
[0016] 優(yōu)選地，B劑所述阻聚劑的添加量為端側(cè)己締基娃油、氧化鋒、氮化棚和含氨娃樹(shù) 脂的質(zhì)量之和的0. 〇〇〇2wt%。
[0017] 本發(fā)明所述雙組分導(dǎo)熱娃凝膠的B組分中的含氨娃樹(shù)脂，按重量份數(shù)包括如下組 分：
[001 引 甲基S甲氧基娃焼 700?750 四甲基二氨二娃氧燒 70?80 水 150。 160 催化劑 0.1?0.4 驕劑 150?300
[0019] 所述含氨娃樹(shù)脂的制備方法為：
[0020] 將水和催化劑混合投入反應(yīng)蓋，之后加入四甲基二氨二娃氧燒，攬拌回流，控溫 28?32 °C時(shí)，滴加甲基S甲氧基娃燒，繼續(xù)升溫至48?52 °C，保溫2-2.化反應(yīng)完畢；隨后 向反應(yīng)蓋加入溶劑，水洗后過(guò)濾，濾液升溫至l〇〇°C W上脫除低分子化合物，最后降溫獲得 無(wú)色透明液體，即含氨娃樹(shù)脂。
[0021] 優(yōu)選地，含氨娃樹(shù)脂中的催化劑選自鹽酸、濃硫酸或醋酸中的任意1種或至少2種 的組合，所述組合例如鹽酸和濃硫酸的組合，鹽酸和醋酸的組合等，優(yōu)選鹽酸，進(jìn)一步優(yōu)選 濃度為36 %的鹽酸。
[0022] 優(yōu)選地，所述含氨娃樹(shù)脂中添加鹽酸作為催化劑，其添加量為0. 25?0. 35重量 份；
[0023] 優(yōu)選地，所述含氨娃樹(shù)脂中添加濃硫酸作為催化劑，其添加量為0. 12?0. 17重量 份；
[0024] 優(yōu)選地，所述含氨娃樹(shù)脂中添加醋酸作為催化劑，其添加量為0. 15?0. 2重量份。
[0025] 所述溶劑為非極性溶劑，優(yōu)選甲苯和/或環(huán)己燒，優(yōu)選甲苯，進(jìn)一步優(yōu)選濃度 > 97%的甲苯；
[0026] 優(yōu)選地，所述含氨娃樹(shù)脂中添加甲苯作為溶劑，其添加量為200?300重量份；
[0027] 優(yōu)選地，所述含氨娃樹(shù)脂中添加環(huán)己燒作為溶劑，其添加量為160?230重量份。 [002引優(yōu)選地，所述甲基=甲氧基娃燒的含量> 99% ;所述四甲基二氨二娃氧燒的含量 >99%。
[0029] 本發(fā)明導(dǎo)熱填料加入是為了提高導(dǎo)熱娃凝膠的導(dǎo)熱率。典型但非限制性的導(dǎo)熱 填料為氧化侶、氧化儀、氧化被、氧化銘、氧化性、氧化鐵、結(jié)晶二氧化娃等金屬氧化物，或者 導(dǎo)熱填料為氮化棚、氮化娃、氮化侶等金屬氮化物，或者碳化棚、碳化鐵、碳化娃等金屬碳化 物，氨氧化侶、氨氧化儀等金屬氨氧化物，或者碳納米管、碳纖維、石墨等碳材料。
[0030] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述導(dǎo)熱填料為氧化侶；進(jìn)一步優(yōu)選球形氧化侶，特別優(yōu)選全球型 氧化侶或內(nèi)球形氧化侶。
[0031] 作為氧化侶，按照晶型分為a、丫、0 -氧化侶，本申請(qǐng)優(yōu)選導(dǎo)熱性較好的a -氧化 侶；從形狀分鱗片狀、球狀、多面體等，本申請(qǐng)優(yōu)選比表面積較小的球狀氧化侶，特別優(yōu)選全 球型氧化侶或內(nèi)球形氧化侶。
[0032] 優(yōu)選地，所述氧化侶的粒徑為13?17 ym，優(yōu)選15 ym。如果氧化侶的粒徑過(guò)大， 氧化侶比表面積變小，不利于導(dǎo)熱，如果粒徑過(guò)小，導(dǎo)致過(guò)多的吸附銷金催化劑，導(dǎo)致銷金 催化劑失活。
[0033] 作為銷金催化劑，典型但非限制性的包括氯銷酸、金屬銷、銷-醇改性絡(luò)合物等。 優(yōu)選地，本發(fā)明所述銷金催化劑為氯銷酸，優(yōu)選濃度為5000ppm的氯銷酸甲苯溶液。
[0034] 優(yōu)選地，本申請(qǐng)所述阻聚劑為己訣基環(huán)已醇。
[0035] 本發(fā)明的目的之二是提供一種目的之一所述的雙組分導(dǎo)熱娃凝膠的使用方法，所 述方法為將目的之一所述的雙組分導(dǎo)熱娃凝膠的A劑和B劑按質(zhì)量比1:1混合攬拌均勻， 在真空下排完泡后使用。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0037] 本發(fā)明通過(guò)引入特定己締基含量和粘度的端側(cè)己締基娃油，W及特定的含氨娃樹(shù) 月旨，配合高導(dǎo)熱填料（特別是氧化侶）植被得到了導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)3. 5w/址的導(dǎo)熱娃凝膠，其 伸長(zhǎng)率可達(dá)500%，具備非常好的初性，粘度較低，方便排泡和操作，固化時(shí)間短，大大提高 了生產(chǎn)效率

【具體實(shí)施方式】
[003引為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的 實(shí)施例如下：
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 一種雙組分導(dǎo)熱娃凝膠，由如下原料按照配比混合配制獲得：
[0041] 原料質(zhì)量份數(shù)配比：
[0042] A劑包括；
[00創(chuàng)端側(cè)己締基娃油（己締基含量0. 45wt % ) 22g
[0044] 氧化侶（全球形，粒徑15um) 78g
[0045] 銷金催化劑巧000卵m) 0. OOlg
[0046] B劑包括；
[0047] 端側(cè)玄嬌基捷油（藝稀基含量0.45%) 18.7 氧化鋒（99.5%) 57 氮化棚（99.5%) 23 含氨娃樹(shù)脂（含氨量0.25%) 1.3
[0048] 阻聚劑（乙訣基環(huán)已醇） 0.0002
[0049] 其中，所述含氨娃樹(shù)脂通過(guò)如下方法制備獲得：
[0化0] (1)將155質(zhì)量份的水和0. 30質(zhì)量份的鹽酸投入反應(yīng)蓋，加入70質(zhì)量份的四甲基 二氨二娃氧燒，攬拌回流，攬拌速度為250?300轉(zhuǎn)/分；
[0化1] (2)開(kāi)冷凝水進(jìn)行回流，反應(yīng)液升溫至30°C時(shí)，滴入720質(zhì)量份的甲基S甲氧基娃 燒，繼續(xù)升溫至50°C。
[005引 做當(dāng)溫度升至50 + 2°C時(shí)保溫反應(yīng)2?2. 5小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入170質(zhì)量份的 甲苯，用常溫水水洗3?5次后過(guò)濾2?3次，將濾液投入化玻璃瓶?jī)?nèi)，溫度升至100°C后 真空脫低分子30min，降溫出料，得到含氨娃樹(shù)脂；
[0化3] 所述雙組分導(dǎo)熱娃凝膠的使用方法為：將A劑、B劑按質(zhì)量比為1:1混合攬拌均 勻，然后在真空下排完泡后使用。
[0054] 實(shí)施例2
[0化5] -種雙組分導(dǎo)熱娃凝膠，由如下原料按照配比混合配制獲得：
[0化6] 原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比：
[0057] A劑包括；
[0化引端側(cè)己締基娃油（己締基含量0. 45wt% ) 20g
[0059] 氧化侶（全球形，粒徑15um) 80g
[0060] 銷金催化劑巧000卵m) 0. OOlg
[0061] B劑包括；
[0062] 端側(cè)乙?guī)⒒鹩停ㄒ蚁』炕?5%) 18 6 氧化粹（99.5%) 55 氮化娜（99.5%) 25 含氨桂樹(shù)脂（含氨量0.25%) 1.4
[0063] 阻聚劑（乙訣基環(huán)已醇） 0.0002
[0064] 其中，所述含氨娃樹(shù)脂通過(guò)如下方法制備獲得：
[00化](1)將150質(zhì)量份的水和0. 4質(zhì)量份的鹽酸投入反應(yīng)蓋，加入70質(zhì)量份的四甲基 二氨二娃氧燒，攬拌回流，攬拌速度為250?300轉(zhuǎn)/分；
[0066] (2)開(kāi)冷凝水進(jìn)行回流，反應(yīng)液升溫至30°C時(shí)，滴入700質(zhì)量份的甲基S甲氧基娃 燒，繼續(xù)升溫至50°C。
[0067] (3)當(dāng)溫度升至50 + 2°C時(shí)保溫反應(yīng)2?2. 5小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入200質(zhì)量份的 甲苯，用常溫水水洗3?5次后過(guò)濾2?3次，將濾液投入化玻璃瓶?jī)?nèi)，溫度升至100°C后 真空脫低分子30min，降溫出料，得到含氨娃樹(shù)脂；
[0068] 所述雙組分導(dǎo)熱娃凝膠的使用方法為：將A劑、B劑按質(zhì)量比為1:1混合攬拌均 勻，然后在真空下排完泡后使用。
[0069] 實(shí)施例3
[0070] 一種雙組分導(dǎo)熱娃凝膠，由如下原料按照配比混合配制獲得：
[0071] 原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比：
[007引 A劑包括；
[007引端側(cè)己締基娃油（己締基含量0. 45wt % ) 18g
[0074] 氧化侶（全球形，粒徑15um) 82g
[0075] 銷金催化劑巧000卵m) 0. OOlg
[0076] B劑包括；
[0077] 端側(cè)乙稀基旌油（乙稀基含量化45%) 18.4 氧化鋒（99.5%) 53 氮化測(cè)（99.5%) 27 含氨桂樹(shù)脂（含氨量0.25%) 1.6
[007引 阻聚劑（乙快基環(huán)已醇） 0.0002
[0079] 其中，所述含氨娃樹(shù)脂通過(guò)如下方法制備獲得：
[0080] (1)將160質(zhì)量份的水和0. 1質(zhì)量份的鹽酸投入反應(yīng)蓋，加入80質(zhì)量份的四甲基 二氨二娃氧燒，攬拌回流，攬拌速度為250?300轉(zhuǎn)/分；
[0081] (2)開(kāi)冷凝水進(jìn)行回流，反應(yīng)液升溫至30°C時(shí)，滴入750質(zhì)量份的甲基S甲氧基娃 燒，繼續(xù)升溫至50°C。
[0082] (3)當(dāng)溫度升至50 + 2°C時(shí)保溫反應(yīng)2?2. 5小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入200質(zhì)量份的 環(huán)己燒，用常溫水水洗3?5次后過(guò)濾2?3次，將濾液投入化玻璃瓶?jī)?nèi)，溫度升至100°C 后真空脫低分子30min，降溫出料，得到含氨娃樹(shù)脂；
[0083] 所述雙組分導(dǎo)熱娃凝膠的使用方法為：將A劑、B劑按質(zhì)量比為1:1混合攬拌均 勻，然后在真空下排完泡后使用。
[0084] 性能測(cè)試；
[0085] 針對(duì)實(shí)施例1?3,進(jìn)行性能測(cè)試，按GB/T 3399-1982測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù)；按HG/ T2580-94測(cè)定伸長(zhǎng)率；測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1 ;
[0086] 表1實(shí)施例1?3制備的導(dǎo)熱娃凝膠的性能測(cè)試結(jié)果
[0087]

【權(quán)利要求】
1. 一種雙組分導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述導(dǎo)熱硅凝膠由A劑和B劑組成，其中，A 劑包括端側(cè)乙烯基硅油、導(dǎo)熱填料和鉑金催化劑；所述端側(cè)乙烯基硅油和導(dǎo)熱填料的質(zhì)量 比為1:3. 5?1:4. 5,鉑金催化劑的添加量為端側(cè)乙烯基硅油和填料質(zhì)量之和的0. 0005? 0. 0015% ； B劑包括：17· 5?19. 5wt%的端側(cè)乙烯基硅油53?57wt%的氧化鋅、23?27wt%的 氮化硼、1. 3?I. 6wt %的含氫硅樹(shù)脂，以及0. 00015?0. 00025wt %的阻聚劑；其中，B劑的 各組分含量以端側(cè)乙烯基硅油、氧化鋅、氮化硼和含氫硅樹(shù)脂的質(zhì)量之和為100%計(jì)。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述端側(cè)乙烯基硅油為在分子鏈的 末端和支鏈均至少含有1個(gè)乙烯基的聚二硅氧烷。
3. 如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述端側(cè)乙烯基硅油的乙烯基含量 為 0· 15 ?0· 5wt %，優(yōu)選 0· 45wt % ; 優(yōu)選地，所述端側(cè)乙稀基娃油粘度為：500?lOOOcps ; 優(yōu)選地，所述含氫娃樹(shù)脂的含氫量為0. 2?0. 45%。
4. 如權(quán)利要求1?3之一所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，A劑所述鉑金催化劑的添加 量為端側(cè)乙烯基硅油和填料質(zhì)量之和的0. 001% ; 優(yōu)選地，B劑所述阻聚劑的添加量為端側(cè)乙烯基硅油、氧化鋅、氮化硼和含氫硅樹(shù)脂的 質(zhì)量之和的〇· 0002wt%。
5. 如權(quán)利要求1?4之一所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述含氫硅樹(shù)脂按重量份數(shù) 包括如下組分： 甲基三甲氧基硅烷 700?750 四甲基二氫二硅氧烷 70?80 水 150?160 催化劑 0.1?0.4 溶劑 150?300 所述含氫硅樹(shù)脂的制備方法為： 將水和催化劑混合投入反應(yīng)釜，之后加入四甲基二氫二硅氧烷，攪拌回流，控溫28? 32°C時(shí)，滴加甲基三甲氧基硅烷，繼續(xù)升溫至48?52°C，保溫2-2. 5h反應(yīng)完畢；隨后向反 應(yīng)釜加入溶劑，水洗后過(guò)濾，濾液升溫至100°C以上脫除低分子化合物，最后降溫獲得無(wú)色 透明液體，即含氫硅樹(shù)脂。
6. 如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述催化劑選自鹽酸、濃硫酸或醋酸 中的任意1種或至少2種的組合，優(yōu)選鹽酸，進(jìn)一步優(yōu)選濃度為36%的鹽酸； 優(yōu)選地，所述含氫硅樹(shù)脂中添加鹽酸作為催化劑，其添加量為0. 25?0. 35重量份； 優(yōu)選地，所述含氫硅樹(shù)脂中添加濃硫酸作為催化劑，其添加量為0. 12?0. 17重量份； 優(yōu)選地，所述含氫硅樹(shù)脂中添加醋酸作為催化劑，其添加量為0. 15?0. 20重量份。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述溶劑為非極性溶劑，優(yōu)選甲 苯和/或環(huán)己烷，優(yōu)選甲苯，進(jìn)一步優(yōu)選濃度多97 %的甲苯； 優(yōu)選地，所述含氫硅樹(shù)脂中添加甲苯作為溶劑，其添加量為200?300重量份； 優(yōu)選地，所述含氫硅樹(shù)脂中添加環(huán)己烷作為溶劑，其添加量為160?230重量份。
8. 如權(quán)利要求5?7之一所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述甲基三甲氧基硅烷的含 量彡99% ;所述四甲基二氫二硅氧烷的含量多99%。
9. 如權(quán)利要求1?8之一所述的導(dǎo)熱硅凝膠，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁； 優(yōu)選地，所述氧化鋁為球形氧化鋁，優(yōu)選全球型氧化鋁或內(nèi)球形氧化鋁。 優(yōu)選地，所述氧化錯(cuò)的粒徑為13?17 μm，優(yōu)選15 μm ; 優(yōu)選地，所述鉑金催化劑為氯鉑酸，優(yōu)選濃度為5000ppm的氯鉑酸甲苯溶液； 優(yōu)選地，所述阻聚劑為乙炔基環(huán)已醇。
10. -種如權(quán)利要求1?9之一所述的雙組分導(dǎo)熱硅凝膠的使用方法，其特征在于，所 述方法為將權(quán)利要求1所述的雙組分導(dǎo)熱硅凝膠的A劑和B劑按質(zhì)量比1:1混合攪拌均勻， 在真空下排完泡后使用。
【文檔編號(hào)】C08G77/08GK104513487SQ201410758830
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】陳正旺, 尹邦志, 黎忠林 申請(qǐng)人:東莞兆舜有機(jī)硅新材料科技有限公司