[发明专利]一种长效耐高温导热硅脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种长效耐高温导热硅脂及其制备方法，所述长效耐高温导热硅脂包括：基体树脂、导热粉体、和助剂；所述基体树脂为苯基二甲基硅油，所述导热粉体为氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化硅、铝粉、铜粉、银粉、石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或两种以上的粉体混合物，所述助剂包括抗氧剂、分散剂和硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为经钛酸酯改性的硅烷偶联剂，所述钛酸酯偶联剂改性硅烷偶联剂为树脂与粉体搭接的双亲助剂，可以有效降低体系黏度，有助于树脂体系混合均匀。通过上述方式，本发明能够将高温导热硅脂的长期工作温度提升到180℃以上，增加了高温导热硅脂的应用场景。

技术领域

本发明涉及耐热材料领域，特别是涉及一种长效耐高温导热硅脂。

背景技术

随着电子设备设计不断的小型化、模块化、集成化，电子设备的局部能耗越来越大，尤其是近几年兴起的新能源电源控制核心模块IGBT功率甚至达到上千瓦能耗，这种小型化、高功率的趋势导致电子设备内部会产生巨大的发热量，这种热量的积聚会给电子设备带来使用寿命降低，可靠性下降甚至产品短路等风险。为了解决这个问题，温度控制设计已经成为电子产品设计过程中至关重要的一部分。目前为了解决电子设备内部热量积聚问题，业界普遍采用的是在电子元件上方安置散热片的方式来对大功率元器件进行散热。因此，如何有效的在较小的空间内把大功率电子元器件工作时所产生的热量导向散热区域，是热设计工程师面临的最为重要的课题。

目前，导热硅脂作为一种高效液态导热界面材料，广泛应用于LED，工业电源及IGBT等诸多领域。但是现有的导热硅脂在实际应用中还有以下几个方面的局限性：一是抗震能力当器件在摇晃、颠簸等特殊环境下长时间运行时，导热硅脂会随着震动出现泄流问题，该问题可能导致电子器件的散热不良。二是长效可靠性问题：中国专利201710996858.1中公开了一种耐高温导热硅脂的制备方法，该方法制备的耐高温导热硅脂，虽然在耐温性方面表现不错，但是长期使用效果不够理想。现有导热硅脂在长期使用，尤其是和高功率LED、工业电源及大功率IGBT模块搭配使用时，长期工作温度高达150度，普通硅脂由于树脂基体自身耐热性能只有125度左右，在长期高温情况下就会产生干胶，开裂、粉化等现象，造成电子元器件会因热量积聚，从而导致元器件失效的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种长效耐高温导热硅脂，能够在180℃的环境下长期使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种长效耐高温导热硅脂，所述长效耐高温导热硅脂包括：基体树脂、导热粉体、和助剂；所述基体树脂为苯基二甲基硅油，所述导热粉体为氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化硅、铝粉、铜粉、银粉、石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或两种以上的粉体混合物，所述助剂包括抗氧剂、分散剂和偶联剂，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂改性硅烷偶联剂；

所述长效耐高温导热硅脂的质量份数为：

在本发明一个较佳实施例中，所述高温导热粉体为氧化铝粉和铝粉的混合粉末或所述氧化铝粉和铝粉的混合粉末与氧化锌、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化硅、铜粉、银粉、石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或两种以上的粉体搭配的混合物；所述氧化铝粉和铝粉的混合比例为10:1～100。

在本发明一个较佳实施例中，所述苯基二甲基硅油的黏度范围为：200cps～10000cps。

在本发明一个较佳实施例中，所述抗氧剂为耐高温抗氧剂。

为解决上述问题，本发明提供的另一个技术方案为提供一种所述长效耐高温导热硅脂的制备方法，所述的长效耐高温导热硅脂的制备方法步骤如下：

①在高速粉体混合机中加入按比例依序添加的预配好的高效导热粉体和偶联剂，高速搅拌10～20min，所述转速为800～4000r/min；