[发明专利]一种有机硅复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅复合材料及其制备方法，该复合材料由含烯烃基聚硅氧烷、含氢聚硅氧烷、环氧基聚硅氧烷、导热填料、硅氢化反应催化剂、反应抑制剂等原料通过混合、固化得到：制备的有机硅复合材料具有低挥发分含量、耐高低温、高导热、质量轻、强度高、粘接性好、电气绝缘性等特点，能满足功能组件大功率化、微型化、轻质化、高可靠性发展需求，作为航空、航天和兵器等军事领域和大功率LED照明系统及电子电路集成系统等民生领域急需的高性能导热绝缘材料。

技术领域

本发明涉及一种高性能有机硅复合材料及其制备方法；属于导热绝缘有机硅复合材料技术领域。

背景技术

电子器件特别是大功率化、微型化电子元器件的运行过程中会有大量的热量产生，若散热不及时，积聚过多的热量将影响元器件的正常工作，严重时会使电子元器件失效甚至导致事故的发生。有数据表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％；电子元器件使用温度每升高10℃，使用寿命可缩短5～8倍，因此散热成为电子元器件增加使用寿命和提高可靠性的主要问题。

为了解决电子器件模块热量积累问题，提高散热效率，通常需要在传热间隙，填充导热介质，将热量传导至外壳或者散热器等，此外这类导热介质与发热部件和带电部位紧密接触，因此还需要具备较好的阻燃性能和电气绝缘性。这类导热介质主要有机硅材料和环氧树脂材料两大类。由于有机硅材料具有热稳定性好，耐候性强、耐高低温、耐辐射、高透光率等物理化学性能，因而电子元器件、电源模块及印刷线路板等的散热材料以有机硅材料为主。

硅橡胶作为一类重要有机硅材料，常用于电子器件散热，主要分为加成型和缩合型两类。与缩合型有机硅橡胶相比，加成型有机硅橡胶固化过程中无低分子副产物生成，易深层固化，对金属等材质的腔体或外壳无腐蚀和优异的操作工艺性能，因而被广泛应用于汽车电源系统、电子电路集成系统及LED灯系统及航空、航天和兵器等军事领域急需的导热绝缘材料。

加成型有机硅橡胶是以含烯烃基的聚硅氧烷低聚物为基础聚合物、低摩尔质量含氢聚硅氧烷为交联剂，通过硅氢加成反应，常温或加温固化成弹性体。有机硅橡胶的导热率很低，为了改善其导热性能，需要填充氧化铝、氧化锌、碳化硅、氮化硼、石墨烯及碳纤维等导热填料[US6169142][US6448329][US5008307][CN201310629967.1]，一般在某些散热性能要求高的大功率器件中，为提高硅橡胶的导热率，需要填充大量的导热绝缘填料，但即使硅橡胶中填充600份导热绝缘粉，导热率也不超过1.5W/m.K,[EP 0032050A2]，难以满足这些大功率电器件散热材料的要求，因此制备导热率更高的硅橡胶，如2.5～3.0W/m.K,需要填充更多的导热绝缘填料[US8119758B2]。然而，随着导热绝缘填料填充量增加，有机硅橡胶力学性能降低、粘接强度降低、粘度升高、密度增加，成为其在高导热领域应用的突出问题。