[发明专利]一种高导热双组份室温固化导热硅凝胶及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种高导热双组份室温固化导热硅凝胶及其制备方法，导热凝胶由组分A和组分B按照质量比1：1混合而成；组分A包括α,ω‑二乙烯基聚二甲基硅氧烷、无机纳米填料、接枝相容剂、铂催化剂和铂抑制剂；组分B包括α,ω‑二乙烯基聚二甲基硅氧烷、交联剂、扩链剂和乙二醇硅氧烷。本发明采用接枝相容剂改性无机纳米填料，改善无机纳米填料表面分散性，提高其与硅凝胶的相容性，并采用与含乙烯基的聚硅氧烷相溶性好的乙二醇硅氧烷改善硅凝胶表面张力，提高制取得到的双组份室温固化导热硅凝胶的流动性，使其充分满足灌封的使用要求，导热性能佳，适用范围广。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种高导热双组份室温固化导热硅凝胶及其制备方法。

背景技术

双组份室温固化硅凝胶指含乙烯基的聚硅氧烷与交联剂含氢硅油在铂催化剂作用下，于室温下通过硅氢加成反应形成的具有三维网状结构的弹性体。导热硅凝胶是通过向硅凝胶中填充导热填料制备而成，其室温固化时间一般需要4～8小时。

由于含乙烯基的聚硅氧烷和含氢硅油中的挥发分对硅凝胶的最终性能影响很大，较高的挥发分使得硅凝胶的强度和韧性降低，且固化好的硅凝胶经过一段时间后表面易渗油和鼓泡，导致周边材料受到污染。导热硅凝胶的渗油可看成是未交联的乙烯基硅油的向外扩散，从动力学的原理上来说，分子在基体中受到的阻碍越大，其热运动越缓慢。

所以，当高分子质量的含氢硅油与交联体系缠绕的越加紧密，导热硅凝的黏度越大，未交联的分子扩散渗出时受到的摩擦和阻力更大，导热硅凝胶的渗油量越小。但是，当基础硅油黏度过大时，制备导热硅凝胶时易出现排泡困难，存在气体滞留的风险，不能满足应用要求。

导热填料的种类对导热硅凝胶的导热性能影响很大，现有技术中导热填料多数为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等无机填料。无机填料的填充量越大，其相应的机械力学性能越好，但随着填料量增大，相应的体系粘度增大，使得浇注困难。纳米氧化铝因其价格便宜、填充量大且对体系黏度影响较小，成为目前最为常用的导热填料。

聚硅氧烷表面能低，疏水性强，链段柔顺，而纳米氧化铝粒子表面能较高，与表面能比较低的有机体系亲和性差，当纳米氧化铝与聚硅氧烷共混时，容易形成相分离，兼容性差，导致纳米氧化铝在聚硅氧烷中分散性差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种高导热双组份室温固化导热硅凝胶，具体采用的技术方案为：

一方面，本申请提供了一种高导热双组份室温固化导热硅凝胶，所述高导热双组份室温固化导热硅凝胶由组分A和组分B按照质量比1：1混合而成；

组分A以重量份数计，包括以下原料：α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷40～55份、无机纳米填料5～20份、接枝相容剂0.1～1份、铂催化剂0.05～0.1份和铂抑制剂0.02～0.05份；

组分B以重量份数计，包括以下原料：α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷50～65份、交联剂2～10份、扩链剂2～10份和乙二醇硅氧烷0.5～1份；

其中，所述无机纳米填料由纳米氮化硼、纳米氮化铝和纳米球形氧化铝组成，所述氮化硼、氮化铝和球形氧化铝的质量比为1:(1～2):(4～5)，所述接枝相容剂用于在无机纳米填料表面接枝油溶性基团。

可选的，所述α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为500-5000mPa·s。

可选的，所述纳米氮化硼的粒径为20～25nm，所述纳米氮化铝的粒径为20～25nm、所述纳米球形氧化铝的粒径为40～50nm。

可选的，所述接枝相容剂采用马来酸酐接枝相容剂、甲基-2，4-二异氰酸酯(TD1)、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和十八烷酸中任意一种。