[发明专利]一种高导热有机硅胶粘剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高导热有机硅密封胶，该高导热有机硅胶粘剂，通过对导热材料尺寸和形状的精确调控，使粒状碳化硅与氮化硼片层间形成有效桥接结构，搭接成密实的导热通路，然后利用石墨烯对其改性，使导热通路表面形成一层石墨烯导热层，进一步提高了其导热效果。具体配方包括羟基封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、导热填料、增韧剂、偶联剂、抗氧化剂、催化剂。该密封胶可广泛用于各类电子元器件的密封或粘接中。

技术领域

本发明属于密封胶技术领域，具体涉及一种高导热的有机硅电子密封胶技术领域。

背景技术

随着集成技术和组装技术的迅速发展，对电子元件、逻辑电路所用材料的散热性能提出了更高的要求。目前，电子元器件的散热主要采用接触传导的方式实现有效散热，常用的接触方式有机械紧固和导热胶粘接两种方式。其中，导热胶粘结是指通过导热的胶粘剂粘接散热片和电子元件，不会存在空隙，而且绝缘，固化后不会松动、移动。导热胶的基体材料一般包括丙烯酸、聚氨酯、有机硅、环氧树脂几大类，其中有机硅具有很好的耐热性、电气绝缘性、耐腐蚀性等优点，是制作导热胶的较佳材料。

有机硅导热胶一般以有机硅为基体，添加填充料、导热材料等助剂混合而成，有机硅本身的导热系数不高，需要通过导热材料来提高整个导热胶的导热系数。如CN2015108153207公开了一种单组分导热硅胶，由聚硅氧烷、交联剂、偶联剂、催化剂、抑制剂、增韧剂、稳定剂、氧化镁、碳化铬组成；CN201210476392X公开了一种双组分低硬度高导热室温固化有机硅导热胶，由A组分和B组分组成，其中A组分包括基料和铂催化剂，B组分由基料、端含氢硅油、侧链含氢硅油和抑制剂组成，所述基料由双乙烯基硅油、氧化铝和六甲基二硅氮烷制备而成。

现有的有机硅导热胶所加的填料通常由有机硅包覆成独立的颗粒体系，颗粒界面间的有机硅限制了其导热效率，导致现有的有机硅导热胶的导热效率较低。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种高导热有机硅胶粘剂，具体方案如下：

一种高导热有机硅胶粘剂，包括羟基封端聚二甲基硅氧烷100份、二甲基硅油20-45份、导热填料60-90份、增韧剂1-15份、偶联剂0.1-5份、抗氧化剂0.1-1份、催化剂0.5-1份；

所述导热填料包括碳化硅、氮化硼和石墨烯的混合物，三者的质量比为碳化硅:氮化硼:石墨烯＝1-5:15-20:0.5-1，所述碳化硅为零维粒状碳化硅粒度1.5微米、氮化硼为二维片状氮化硼厚度小于20nm、石墨烯层厚小于1纳米；

所述增韧剂包括丙三醇、一缩乙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇中的一种或多种的混合物；

所述偶联剂为硅烷偶联剂，包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或几种的混合物；

所述抗氧化剂牌号包括1010、9701、264、168、1076、DNP、CA中的一种或多种的混合物；

所述催化剂为有机锡与甲基咪唑的复合物，有机锡与甲基咪唑的质量比为0.1-0.5:1；所述有机锡包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二戊基烯、二月桂酸二己基烯、二甲氧基二丁基烯、二乙氧基二己基锡、二乙氧基二辛基锡、二丁氧基二己基锡、二丙氧基二丁基烯中的一种或多种的混合物；

该高导热有机硅胶粘剂，通过对导热材料尺寸和形状的精确调控，使粒状碳化硅与氮化硼片层间形成有效桥接结构，搭接成密实的导热通路，然后利用石墨烯对其改性，使导热通路表面形成一层石墨烯导热层，进一步提高了其导热效果。

另外，所使用的催化剂为有机锡与甲基咪唑的复合物，室温下有机锡的锡原子可与甲基咪唑的氮原子间存在弱相互作用力，该作用力使其在室温下不具有催化活性。当温度升高到某一温度后，该弱相互作用消失使锡原子的活性电子释放进而催化聚合实现粘结剂的固化。进而使该胶粘剂在室温下实现较长时间的保存。