[发明专利]一种可固化的超高导热膏状绝缘组合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可固化的超高导热膏状绝缘组合物及其制备方法，按质量份计，包括有机硅基胶2‑5％，交联剂0.1‑0.5％，催化剂0.01‑0.04％，反应控制剂0.01‑0.04％，功能性偶联剂0.5‑1％，导热填充材料94‑97％，功能性填料0.1‑0.5％。本发明膏状绝缘组合物中全部采用绝缘性能的导热填充材料，保证其绝缘性，在满足绝缘以及点胶工艺要求前提下，提高导热系数至10‑15W/mk。

技术领域

本发明属于导热聚合物基复合材料技术领域，特别地，涉及一种可固化的超高导热膏状绝缘组合物及其制备方法。

背景技术

近年5G通讯领域快速发展，对散热提出了极大挑战，目前能满足其散热要求的材料大部分为非绝缘导热界面材料，大多绝缘性材料属于绝热性材料。当前市面上可以满足点胶工艺要求的绝缘导热界面材料导热系数最高只有6-7W/m.k，满足不了更高热流密度的器件散热要求；且市面上导热系数达到6W/m.k以上的绝缘膏体导热材料粘度都非常大，不具备可固化的功能，不固化的绝缘膏体导热材料应用在电子元器件中的寿命较短，应用场景受限制，不适用于垂直填充散热。为了提高导热性，通常在非绝缘热界面材料中添加导电性填料，而这不满足5G等应用中的绝缘要求。

专利CN201710043733.7公开了一种有机硅树脂及其制备而成的双交联体系高性能有机硅导热绝缘胶，包括乙烯基硅油0～30份，有机硅树脂50～70份，催化剂0.05～1份，抑制剂0.05～1份，导热填料10～30份，其他功能助剂0.05～5份；该专利制备出了自增粘、导热性好的导热绝缘胶。然而非绝缘导热界面材料如若采用简单的固液搅拌混合工艺，即是液体和固体同时加到搅拌锅中，或是液体与固体先后直接添加再搅拌。这样工艺制备出来的组合物粘度大，不适合点胶应用工艺，或难以达到高导热填充材料及制备高导热组合物。

发明内容

为了改善上述问题，本发明提供了一种可固化的超高导热膏状绝缘组合物，按质量份计，包括有机硅基胶2-5％，交联剂0.1-0.5％，催化剂0.01-0.04％，反应控制剂0.01-0.04％，功能性偶联剂0.5-1％，导热填充材料94-97％，功能性填料0.1-0.5％；所述有机硅基胶中乙烯基含量为0.1-3％；所述有机硅基胶的数均分子量为50～3000。

根据本发明的技术方案，所述有机硅基胶中乙烯基的位置在分子链一端或两端或侧端中的任意位置或多种组合；所述有机硅基胶为带有乙烯基的硅氧烷聚合物(主链为硅氧烷，一端为乙烯基，另一端为烷氧基，数均分子量为110～3000)和有机硅改性的聚醚化合物(主链为聚醚，两端为硅氧烷基团的聚合物，数均分子量为50～2000)中的一种或两种，所述带有乙烯基的硅氧烷聚合物为(二甲氧基硅烷基)氧基封端的聚二甲基乙烯基硅氧烷、(三甲氧基硅烷基)氧基封端的聚二甲基乙烯基硅氧烷中的至少一种；所述有机硅改性的聚醚化合物为二甲氧基封端的聚醚、三乙氧基封端的聚醚中的至少一种；所述二甲氧基封端的聚醚的数均分子量为50～2000；所述三乙氧基封端的聚醚的数均分子量为50～2000。

根据本发明的技术方案，所述导热填充材料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化镁、金刚石中的一种或多种组合。

根据本发明的技术方案，所述氮化硼、氮化铝表面均覆有氧化铝薄层，所述氧化铝薄层的覆盖率为60～90％。

根据本发明的技术方案，所述导热填充材料形貌为片状或角型或球型或不规则形状；所述导热填充材料的粒径大小为0.1微米-180微米，例如所述氧化铝粒径为0.1-0.5微米；所述球型氮化硼粒径为90-100微米；所述球型氮化铝粒径为20-30微米，所述氧化镁粒径为5-6微米。

根据本发明的技术方案，所述导热填充材料为球型氧化铝、金刚石、氧化铝表面包覆的球型氮化铝、不规则氧化镁的混合物；所述球型氧化铝、金刚石、氧化铝表面包覆的球型氮化铝、不规则氧化镁的质量比为(2-4)：(2-8)：(3-5)：3。