[发明专利]一种低密度导热型有机硅电子灌封胶及其制备方法

说明书

本发明涉及电子灌封胶领域，为了克服灌封胶现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出一种低密度导热型有机硅电子灌封胶及其制备方法，所述灌封胶的密度为0.2g/cm³～1.0g/cm³，导热率0.3 W/m•K～5.0 W/m•K，阻燃级别为V0级，拉伸强度3MPa～12Mpa，所述的有机硅灌封胶由A、B胶混合制成，该灌封胶具密度低、高导热、阻燃、耐候、耐高低温、耐臭氧、耐盐雾、高强度等优良特性。

技术领域

本发明涉及电子灌封胶领域，具体涉及一种低密度高导热轻质有机硅灌封胶及其制备方法。

背景技术

加成型液体硅橡胶一种具有化学惰性的高分子弹性材料，具有极好的耐高低温和耐温变冲击性能。在固化交联过程中不产生任何副产物(零排放)，可深层硫化，操作时间可控，便于大量连续化施工，介电性能优良，收缩率低(＜0.1％)等特点。加成型液体硅橡胶已广泛应用于新能源汽车、精密仪器、消费电子等产品中锂电池内部的灌封填充等。在大型OLED屏幕、无人机、5G通信基站、电力系统的绝缘密封等领域也有广阔应用前景。

近年来，为改善环境，提高效能，新能源电动汽车必将成为新一代交通运输工具。新能源电动汽车的技术关键在于其锂电池的充放电技术及安全性能。锂电池在使用过程中易发热自燃是影响其安全使用的头等难题。同时，由于汽车运行环境复杂，在行驶过程中有发生碰撞，甚至翻车等各类交通事故的风险。因此，提高锂电池的安全系数是发展新能源电动汽车的核心问题。为了解决这一问题，包括特斯拉在内的一些企业对电池包采取灌封技术，即把加成型液体硅橡胶灌封到锂电池包中。该技术工艺可有效地提高电池使用寿命和安全系数。目前，国内外在有机硅电子灌封领域的主要技术有三种类型：1)中国专利CN101735619A公开了一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶及其制备方法；CN102942895A公开一种导热电子灌封胶及其制备方法；CN104312529A公开了一种有机硅导热电子灌封胶及其制备方法；CN109439272A公开了电动汽车用双组分导热阻燃有机硅灌封胶组合物及其灌封胶。这四种技术主要关注在有机硅灌封胶的导热和阻燃上，为了提高灌封胶的导热性能需大量添加导热填料，如：氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼、或碳化硅等；为了提高阻燃性能，需大量添加氢氧化铝，氢氧化镁等无机填料。虽然这类有机硅灌封胶可以有效地解决电动汽车电池的阻燃和散热功能，但是，由于大量导热填料和阻燃填料的存在使得灌封胶的比重比较大，增加了电池的重量，降低了电池的能量密度，也不符合汽车轻量化的发展方向，显著限制了其在电动汽车中的应用。2)近期，中国发明专利CN108441165A公开了一种低比重有机硅灌封胶及其制备方法，该专利大量使用空心硅树脂，空心陶瓷球等低密度粉末代替氢氧化铝，氧化铝等无机填料，降低了有机硅灌封胶的比重。该灌封胶有良好的绝缘和阻燃效果，但没有解决灌封胶的导热问题。3)中国发明专利CN108977169A，CN108219741A分别公开了一种低密度导热灌封胶及其制备方法，和一种轻质有机硅灌封胶及其制备方法，这两种技术采用玻璃空心微粉代替无机填料解决有机硅灌封胶的轻质问题，同时加入氮化铝，氧化铝，氮化硅等导热填料解决灌封胶的导热问题。综上，为满足灌封胶轻质化的要求可以使用空心微粉作为填料降低灌封胶的密度，但是，要使灌封胶具有良好的导热性能，必须添加大量的导热填料，如：氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼、或碳化硅等，即导热和轻质化具有一定的矛盾性。同时，这些有机硅灌封胶强度较低，在长期使用时很难保持橡胶的弹性。

随着新能源电动汽车的发展和中国5G基站的建设，市场对轻质、高导热、绝缘的有机硅灌封胶需求十分旺盛。因此，开发一种不添加任何导热填料，具有低密度、高导热性、强度较高的有机硅灌封胶的是十分必要的。

发明内容

为了克服灌封胶现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出一种低密度导热型有机硅电子灌封胶及其制备方法，该灌封胶具密度低、高导热、阻燃、耐候、耐高低温、耐臭氧、耐盐雾、高强度等优良特性。