[发明专利]一种高导热高导电有机硅胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机硅胶粘剂材料技术领域，具体涉及一种高导热高导电有机硅胶粘剂及其制备方法。

背景技术

胶粘剂可防止水分、尘埃和化学物质等对电子元器件的侵入，并可提高电子元器件对外界冲击、震动的抵抗能力，故胶粘剂已广泛应用于电子元器件的封装、绝缘灌封等领域。，电子元器件正朝着小型化、轻型化方向发展，其在运行中会积累大量的热量，因为若热量不能及时散发，易形成局部过热，进而会降低系统的可靠性及工作寿命。因此，开发高导热、综合性能优良的导热导电胶粘剂是实现电子元器件散热的关键所在。

目前，导热胶主要由如环氧树脂、有机硅和聚氨酯等树脂基体和导热填料组成。中国专利CN 102504707B公开的一种快速固化导热胶及其制备方法，该快速固化导热胶包括甲基丙烯酸羟丙酯与甲基丙烯酸四氢呋喃酯的混合物、导热粒子和固化引发剂，其中导热粒子为氧化铝粒子、氧化锌粒子、氮化铝粒子、氮化硼粒子、氧化铍粒子或者石墨粒子中的一种或者几种混合物，固化引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化苯甲酰叔戊酯、过氧化2-乙基己基叔丁酯、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯中一种或者几种混合物，该导热胶中含有双组份导热成分，导热胶与固化促进剂无需搅拌，且具有优秀的界面润湿能力，机械性能优异。中国专利CN 104152072B公开的一种高可靠性导热胶带的制备工艺，将交联剂、甲苯、乙酸乙酯和丁酮混合均匀获得稀释物，然后将稀释物先后与石墨、丙烯酸酯交联剂混合，再加入偶联剂混合均匀，涂覆于具有铝箔层的PET薄膜的上下表面，形成导热胶带。由上述现有技术可知，导电胶通过金属的自由电子间的相互碰撞和无机非金属晶体通过晶粒热振动导热，导热填料的种类、用量、粒径、几何形状及其表面改性都是对胶粘剂的导热性造成影响，且导热填料与胶粘剂的性能也有会造成影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高导热高导电有机硅胶粘剂及其制备方法，该高导热高导电有机硅胶粘剂包括片状和球状纳米银材料、圆柱状α-三氧化二铝和表面附着石墨烯的氮化硼，将多种材料多种形状的导热导电材料加入到有机硅胶粘剂，使导热导电材料在有机硅胶粘剂中形成密集的网络结构，达到高导热高导电的性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高导热高导电有机硅胶粘剂，所述高导热高导电有机硅胶粘剂包括无机导电导热材料，所述无机导电导热材料包括纳米银材料、纳米氧化铝、氮化硼和石墨烯复合材料，所述纳米银材料包括片状和球状纳米银材料，所述纳米氧化铝为圆柱状α-三氧化二铝，所述氮化硼和石墨烯复合材料为表面附着石墨烯的氮化硼。

作为上述技术方案的优选，所述表面附着石墨烯的氧化硼、氧化铝和银浆的质量比为1：3-5:0.8-1.5。

本发明还提供一种高导热高导电有机硅胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氮化硼经体积比为1:3的双氧水和浓硫酸混合溶液中，在150-200r/min机械搅拌1-2h，取出，充分洗涤干燥得到羟基化的氮化硼；

(2)将步骤(1)制备的羟基化的氮化硼置于氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀，滴加葡萄糖，加热搅拌均匀，得到表面附着石墨烯的氧化硼；

(3)将偶联剂稀释于乙醇溶液加入到高速搅拌机的反应釜中搅拌均匀，加入步骤(2)制备的表面附着石墨烯的氧化硼、氧化铝和银浆，高速搅拌1h，真空低速搅拌4h，去除乙醇，得到复合导热填料；

(4)将硅凝胶加入到行星式搅拌机的搅拌釜中，加入步骤(3)制备的复合导热填料，低温搅拌均匀后，加入交联剂正硅酸乙酯和催化剂二丁基二月桂酸锡，低温继续搅拌60-90min，抽真空去除气泡，得到高导热高导电有机硅胶粘剂。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，氧化石墨烯溶液的浓度为15-20mg/mL。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，加热搅拌的温度为60-65℃，时间为5-7h。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，表面附着石墨烯的氧化硼中石墨烯的含量为3-10％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，银浆包括球形银粒子和片状银粒子，所述球形银离子的粒径为1-2μm，片状银粒子的大小为5-8μm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，氧化铝为圆柱状α-Al2O3，大小为2-5μm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，表面附着石墨烯的氧化硼、氧化铝和银浆的质量比为1：3-5:0.8-1.5。