[发明专利]一种导热填料的表面处理方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及导热材料领域，具体涉及一种导热填料的表面处理方法，及其用于制备优异性能导热硅胶片的应用。

背景技术

目前国内生产的导热硅胶片存在两个突出的问题：要么是导热系数不够高，特别是在导热绝缘材料方面显得更加突出；要么是导热硅胶片的硬度过高，达不到国外产品的柔软度。影响这两个问题的主要方面是导热填料的添加使用量，但是这两个问题又是一个矛盾体。要提高导热系数就要多添加导热填料，结果是导热系数提高了，但是导热片的硬度却提高了，柔软度下降了；反过来要提高导热片的柔软度就必须少添加导热填料，那么导热系数就会下降。通过对导热填料进行表面处理可以有效地平衡这一矛盾体，在一定范围能够达到提高导热系数而不会降低材料的柔软度，甚至能够降低柔软度。

无机填料的表面处理一般都是使用偶联剂来做表面处理剂的，偶联剂是指能改善填料与高分子材料之间界面特性的一类物质。其分子结构种存在两种官能团：一种官能团可与高分子基体发生化学反应或至少有好的相容性；另一种官能团可与无机填料形成化学键。偶联剂可以改善高分子材料与填料之间的界面性能，提高界面的粘合性，改善填充或增强后的高分子材料的性能。目前常用于填料处理的偶联剂主要有：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等，应用最为广泛的当属硅烷偶联剂。偶联剂处理导热材料的方法可分为：干法处理和湿法处理。干法处理一般是直接把处理剂与无机填料混合，然后再与有机载体混合，甚至就直接把处理剂、无机填料和有机载体混合，这种处理方法比较简单，但是处理的效果也相对较差。湿法处理是把处理剂溶解于有机溶剂中形成一定浓度的有机处理液，然后再把无机填料加入有机处理液中，经过一定时间的处理后，过滤出无机填料，然后再烘干填料，最后才把无机填料添加到有机载体中。湿法处理的工艺和过程都比较复杂，但是其处理效果要优于干法处理。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种导热填料的表面处理方法，采用硅烷偶联剂作为表面处理剂，运用湿法处理法，将硅烷偶联剂制成稀溶液，以利于与被处理表面进行充分接触。

本发明的目的还在于提供该导热填料制备导热硅胶片的应用。

本发明为实现上述目的所采用技术方案为：

一种导热填料的表面处理方法，其包括以下步骤：

(1)按比例分别称取硅烷偶联剂、有机溶剂和蒸馏水，其中所述的有机溶剂为95％乙醇、无水乙醇或异丙醇；

(2)将步骤(1)所称取的有机溶剂和蒸馏水，依次加入硅烷偶联剂中，搅拌混合均匀后，滴入酸溶液，将混合溶液pH值调至3.5～5.5，然后在25℃条件下静置5～30分钟，备用；

(3)称取导热填料，将步骤(2)制备的混合溶液加热至50～80℃，并保持温度，将导热填料加入到混合溶液中，回流搅拌2～6小时后，滤出导热填料；

(4)将步骤(3)滤出的导热填料放入烤箱中，在80～120℃条件下，烘烤2～6小时，得到经表面处理的导热填料。

所述各组份按以下重量百分比称取：

所述的硅烷偶联剂为16烷基三甲氧基硅氧烷、12烷基三甲氧基硅氧烷、8烷基三甲氧基硅氧烷、KH560、KH570、KH792、A151、A171中的一种。

所述的导热填料是金属粉末、金属氧化物、氮化物其中的一种或几种。

所述的金属粉末为银粉、铝粉或铜粉，金属氧化物为氧化镁、氧化铝或氧化锌，氮化物为氮化铝、氮化硼或氮化硅。

所述导热填料的应用，以下组份按质量份数比例，将18份粘度为400mPa·S的乙烯基硅油，加入80份处理过的导热填料中，搅拌均匀，然后依次加入0.1份抑制剂、1.6份交联剂和0.3份催化剂，混合均匀后真空脱泡，然后放在模具中，在150℃条件下硫化成型，制得导热硅胶片。

所述的抑制剂为50％的乙炔环己醇溶液。

所述的交联剂为0.1％含氢硅油和0.2％含氢硅油的混合液。

所述的催化剂为的铂金催化剂。

由于应用的有机载体是硅橡胶，所以本发明主要是采用硅烷偶联剂作为表面处理剂，处理方法选用湿法处理。硅烷偶联剂是以下式所表示的一类有机硅化合物，其特点是分子中具有2种以上不同的反应基团。

通式：Y-R-Si-X3

R：烷基或芳基；

X：甲氧基、乙氧基、氯基等；

Y：有机反应基(乙烯基、环氧基、氨基、巯基等)。