[发明专利]有机硅导热界面材料

说明书

技术领域

本发明属于有机硅材料技术领域，涉及一种有机硅导热界面材料。

技术背景

随着信息技术的快速发展，电子器件的集成程度越来越高，系统中的导热散热设计成为影响器件效率及寿命的重要因素，促使导热界面材料得到越来越广泛的应用。导热界面材料对电子器件的导热散热效果主要取决于材料本身的导热性能及界面填充效果，即要求界面材料同时具有较低的硬度及较高的导热填料填充比例，但实际中这两者存在矛盾，导致目前行业内高导热系数导热界面材料硬度偏大，不能满足低应力情况下填充界面空隙以降低热阻的要求。

导热硅胶垫片以硅胶为基体材料，具有耐高低温、耐电压、耐老化、耐辐射等优异性能，成为导热界面材料中的重要品种之一。现有的导热硅胶垫片通过增加导热填料填充比例以提高导热系数，在增加硬度的同时会导致产品的力学性能降低，需要添加增强材料例如玻纤、PE膜等以提高材料的力学性能，防止在使用时受压而被刺穿或发生破损。另一方面，现有硅胶垫片制备时通常选择黏度较低的基础聚合物作为基体，或降低交联密度，以提高导热填料的填充量，并降低垫片硬度，而这同样导致交联固化后的垫片强度较低。因此，目前具有较好力学性能的高导热系数低硬度界面材料的研制还属于技术难题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种低硬度的高导热有机硅界面材料，该材料在具有高导热系数及低硬度的同时，拉伸强度满足实际要求，是综合性能优异的有机硅导热界面材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种有机硅导热界面材料，由包括下述物质的原料制备得到：

基础聚合物：为两端含有与硅键合的链烯基的线型有机聚硅氧烷，在25℃的黏度为50～100000mpa·s；

导热填料；

结构改进剂：为两端含有与硅键合的氢基的线型有机聚硅氧烷，在25℃的黏度为10～50000mpa·s；

交联剂：为含氢有机聚硅氧烷，在25℃的黏度为10-500mpa·s，含氢量为0.1％-3％(质量)；

以及添加剂，添加剂包括增塑剂、催化剂和抑制剂。

所述有机硅导热界面材料由包括以下操作步骤的制备方法制备得到：

将基础聚合物与导热填料、增塑剂混合均匀，加入结构改进剂和催化剂得到混合物，将混合物升温至50-120℃，搅拌反应至混合物的ShoreOO硬度为3-10，然后加入交联剂和抑制剂，混合均匀得到组合物，将所述组合物压制成型后固化，得到有机硅导热界面材料。

所述加入扩链剂和催化剂后的反应过程中发生乙烯基与硅氢基加成后的链增长反应，使含有基础聚合物、导热填料、增塑剂、结构改进剂和催化剂的混合物稠度不断增加，同时具有不断提高的硬度值，该过程中用硬度计根据测试标准ASTMD2240测试混合物的ShoreOO硬度，控制该硬度值在3～10。

优选地，搅拌反应时间为2-100min。

优选地，所述压制成型是压制为片状，厚度不限。

所述有机硅导热界面材料的制备方法中，混合的时间无特殊限制，通常在捏合机中进行。

优选地，所述有机硅导热界面材料由包括以下按质量份数计的原料制备得到：

更优选地，有机硅导热界面材料由包括以下按质量份数计的原料制备得到：

进一步优选地，针对该原料配比，在有机硅导热界面材料的制备方法中，催化剂的用量为0.1-10份，抑制剂的用量为0.01-1份。

优选地，所述基础聚合物为α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基苯基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷、二甲基乙烯基硅氧基封端的聚甲基苯基硅氧烷、二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基苯基硅氧烷与二甲基硅氧烷的共聚物、甲基甲氧基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷的缩聚物、二甲基乙烯基硅氧基封端的聚甲基(3，3，3-三氟丙基)硅氧烷中的一种或几种。

优选地，所述基础聚合物在25℃的黏度为50-5000mpa·s。

优选地，所述导热填料为氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化钛、二氧化硅、氮化铝、氮化硼和氮化硅中的一种或几种。

更优选地，所述导热填料为球形填料。

优选地，导热填料为平均粒径为20-100μm的导热填料与平均粒径为1-10μm0.1-1μm、0.1μm以下的导热填料中的一种或几种的混合物。

优选地，导热填料为平均粒径为20-100μm的导热填料与平均粒径为1-10μm的导热填料按照质量比(2-4)：(3-1)混合得到。