[发明专利]一种导热绝缘硅橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及硅橡胶技术领域，尤其涉及一种导热绝缘硅橡胶及其制备方法和应用。本发明提供的导热绝缘硅橡胶，包括导热填料和硅橡胶；导热填料包括由片状氮化硼形成的球形氮化硼团聚体和穿插与球形氮化硼团聚体缝隙中的球形导热填料；球形导热填料包括氮化铝或球形氧化铝；硅橡胶的制备原料包括端乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和催化剂；导热填料与硅橡胶的质量比为85:15。本发明由片状氮化硼形成的球形氮化硼团聚体形成贯穿面外方向的导热通路，球形导热填料在球形氮化硼团聚体的缝隙中形成连续的三维导热网络结构，导热绝缘硅橡胶在85％的添加量下，热导率显著提高。根据实施例的记载，所述导热绝缘硅橡胶的热导率6W/(mK)。

技术领域

本发明涉及硅橡胶技术领域，尤其涉及一种导热绝缘硅橡胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子器件信号接收传输速度的进一步提高，芯片与射频(RF)链产生的热量迅速增加，如何实现热量迅速扩散成为决定器件性能的重要因素。导热垫片、导热硅脂和导热凝胶等热界面材料可有效降低芯片与热沉之间的界面热阻，促进热量的扩散。目前，导热垫片主要采用高含量导热填料(90vol％)与高分子材料通过共混的方式制备，但热导率的提高有限。同时，由于导热填料的填充量过大还会导致垫片的密度增加，以及可加工性能的降低。

因此，如何在降低导热硅橡胶材料的导热填料填充量的同时，进一步提高其导热性能，目前还没有很好的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热绝缘硅橡胶及其制备方法和应用；所述导热绝缘硅橡胶具有较低含量的导热填料的同时，具有更高的热导率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种导热绝缘硅橡胶，包括导热填料和硅橡胶；

所述导热填料包括由片状氮化硼形成的球形氮化硼团聚体和穿插与所述球形氮化硼团聚体缝隙中的球形导热填料；所述球形导热填料包括球形氮化铝或球形氧化铝；

所述硅橡胶的制备原料包括端乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和催化剂；

所述导热填料与硅橡胶的质量比为85:15。

优选的，所述端乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂和催化剂的质量比为(12～15)：(2～3)：(0.4～0.6)：1；

所述含氢硅油包括侧含氢硅油和端含氢硅油；

所述侧含氢硅油和端含氢硅油的质量比为(5.8～6.2)：1。

优选的，所述球形氮化硼团聚体的粒径为400～1000μm；所述球形导热填料的粒径为30～150μm，平均粒径为80～100μm。

优选的，所述球形导热填料和球形氮化硼团聚体的质量比为(40～55)：(30～45)。

优选的，所述催化剂为氯铂酸异丙醇催化剂、铂金络合物催化剂或Karstedt催化剂；

所述抑制剂为有机抑制剂。

本发明还提供了上述技术方案所述的导热绝缘硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

将球形导热填料与片状氮化硼混合后，将得到的混合导热填料、端乙烯基硅油、含氢硅油和抑制剂进行第一混合后，和催化剂进行第二混合，得到导热填料/硅橡胶预聚体；所述球形导热填料包括球形氮化铝或球形氧化铝；

将所述导热填料/硅橡胶预聚体进行固化，得到所述导热绝缘硅橡胶；

所述第一混合和第二混合均在搅拌的条件下进行；

所述第一混合的搅拌转速为500～1000rpm；所述第二混合的搅拌转速为1000～2200rpm；

所述导热填料与硅橡胶的质量比85:15。