不同无机填料对导热硅脂热导率的影响研究

用无机填料填充硅油可以制备优良的导热硅脂,并且显现出广阔的发展前景。笔者在阐述硅脂导热机理和理论分析的基础上,在玻璃反应釜中,温度为120℃,抽真空2h的条件下,制备了硬脂酸锌表面处理的球形氧化铝导热硅脂、不同粒径导热硅脂、不同种类填料填充的导热硅脂(包括氮化铝,碳化硅,石墨)和二元混合填充导热硅脂,分析了硬脂酸锌表面处理、填充比例、粒径大小等因素对单组分导热硅脂热导率的影响以及增强填料与主填料之比对二元混合填充导热硅脂热导率的影响,通过测试导热硅脂热导率来比较导热性能的好坏,并分析了试验中出现的工艺性问题。     

高导热硅脂的研制

以甲基硅油为原料,加入导热填料等,制得导热硅脂。研究了导热填料类型、粒径、不同填料处理方法、填料用量以及填料的不同粒径搭配等因素对导热硅脂黏度、导热性能和电气性能的影响。得到了较佳工艺配方:选择350 mPa·s甲基硅油作为基础聚合物,在100份甲基硅油中添加1 600份氧化铝B、50份高导热陶瓷粉H,可制得热导率为4. 14 W/(m·K)的导热硅脂,操作性能良好。     

填料对导热硅脂性能的影响

研究了不同粒径分布填料对导热硅脂热导率、黏度的影响。用硅烷偶联剂、表面活性剂等对填料进行处理,对比了不同处理剂对产品性能的影响。结果表明使用合适的表面处理剂与选用合适粒径分布的填料有助于降低产品黏度,提高产品热导率。     

低黏度高导热绝缘硅脂的制备与性能研究

以PMX-561(聚二甲基硅氧烷)为基体、JHN311(甲基三甲氧基硅烷)为处理氧化铝(Al)2O_3)、氧化锌(Zn O)粉体表面的硅烷偶联剂,制备了低黏度高导热绝缘硅脂。研究结果表明:当w(JHN311)=1.3%(相对于粉体质量而言)时,其对Al)2O_3的表面处理效果相对最优;当不同类型的Al)2O_3质量分数相同时,无规Al)2O_3填充硅脂的热导率和黏度相对更高,但无规(Al)2O_3难以达到高填充量的要求;对大粒径和小粒径Al)2O_3填充硅脂而言,前者的黏度小于后者,但前者的热导率大于后者;当w(粒径分布适宜的复配填料)=92%(相对于硅脂总质量而言)时,所得低黏度高导热的绝缘硅脂之热导率为3.98 W/(m·K)、黏度为20 000 m Pa·s和体积电阻率为9.13×10~(16)Ω·cm。     

流淌型高导热绝缘导热硅脂的制备与性能研究

以二甲基硅油为基础油,通过添加不同粒径和含量的氧化铝(Al_2O_3)、氧化锌(ZnO)、铝粉,研究不同粒径、不同种类填料的复配对导热硅脂的导热率、流动性等性能的影响。结果显示:按质量比甲基硅油:30μm Al_2O_3:10μm Al_2O_3:2μm Al_2O_3:ZnO:Al=1:4. 5:2. 25:0. 75:2. 5:0. 31制备出流淌型高导热绝缘导热硅脂,热导率3. 12 W/(m·k),黏度为57 000 mPa·s,500 V电压下体积电阻率为1. 35×10~(14)Ω·m。     

高性能有机硅导热材料的制备与研究

以反应性硅油为基料,氧化铝和氮化铝等为导热填料制得高性能有机硅导热垫片。较佳配方为:低黏度乙烯基硅油80 g、高黏度乙烯基硅油8 g、含氢硅油6 g、改性硅树脂5 g、催化剂1.0 g、抑制剂0.2 g、氮化铝55 g、氧化铝445 g、球形氧化铝402 g。以此配方制得的导热垫片的热导率达4.0 W/(m·K),操作使用方便,可靠性好,能满足客户高性能导热垫片的使用要求。     

高导热硅酯复合材料的制备及性能

以氮化铝为导热填料,二甲基硅氧烷、羟基硅氧烷或苯甲基硅氧烷为基体,采用高速搅拌-真空脱泡法成功制备高导热硅酯复合材料。研究了填料表面状态、用量和基体类型对导热硅酯导热性的影响。结果表明,较优配方为300份接枝改性的氮化铝(粒径3～5μm)+100份PMX-200二甲基硅氧烷。采用该配方所得导热硅酯复合材料的导热系数为1.28 W/(m·K),耐温性能优良,氮化铝颗粒在其中分散均匀。     

加成型导热固体氟硅橡胶的研制

以甲基乙烯基氟硅橡胶为基料,以羟基硅油或二苯基硅二醇为结构控制剂,以2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷为硫化剂,添加气相法白炭黑、导热填料制得加成型导热固体氟硅橡胶。探讨了填料品种、填料粒径、不同粒径氮化硅复配质量比等对加成型导热固体氟硅橡胶性能的影响。结果表明,当用量相同时,添加大粒径氮化物的导热氟硅橡胶的导热性能优于添加小粒径氮化物的导热氟硅橡胶,且各填料对胶料导热性能提高的大小为:氮化硅氮化铝氮化硼;当粒径7μm的氮化硅与粒径10μm的氮化硅复配质量比为1∶1时,制得的导热氟硅橡胶热导率最高,为1. 362 W/(m·K);加入结构控制剂羟基硅油和二苯基硅二醇会降低胶料硬度和热导率,二次硫化对导热氟硅橡胶热导率影响不大。     

表面处理剂对Al2O3填充硅橡胶导热性能的影响

以Al2O3为导热填料,制备了热硫化导热硅橡胶.考察了5种表面处理剂六甲基二硅氮烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯对Al2O3填充硅橡胶性能的影响.结果发现,这5种表面处理剂均能提高硅橡胶的热导率及拉伸强度;其中A-172的效果最好,添加A-172后样品的热导率(0.616 W/m·K)比未加表面处理剂时(0.546 W/m·K)提高了12.7%.A-172的较佳用量为Al2O3质量的2%.表面处理剂对硅橡胶导热性能的影响应该是"桥联"和"包覆"共同作用的结果.     

导热硅脂研究进展

随着科技的进步和生活水平的提高,散热逐渐成为一个突出的问题。导热硅脂是一种常规的用于散热的热界面材料,本文介绍了导热硅脂的组成和导热机理,综述了利用不同种类导热填料制备的导热硅脂的研究进展。如传统的导热填料氧化铝、氮化铝等以及新型导热填料石墨烯、碳纳米管等,或是采用对导热填料进行表面处理等方式。最后对导热硅脂的发展方向进行了展望。     

高导热室温硫化硅橡胶和硅脂

研究了Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ两类导热填料以及填料的粒径分布对室温硫化硅橡胶和硅脂的导热性能和粘度的影响：发现当粒径分布适当时,可得到导热系数高、粘度低的室温硫化导热硅橡胶及导热硅脂。     

导热氧化铝改性工艺对界面材料导热性能的影响研究

为提高界面材料的导热性能,采用不同工艺对界面材料用导热氧化铝填料进行改性研究,通过考察导热氧化铝填料的形貌、添加量、复配比例对界面材料导热性能的影响,选取导热氧化铝填料最佳性价比配方和改性工艺。实验结果表明：当导热氧化铝填料以45 μm球形、45 μm类球形、5 μm角形按2∶3∶2质量比进行复配并进行干法-湿法联合改性时,其添加量可以达到95%（占有机硅油体系的质量分数）,导热系数可以达到4.25 W/（m·K）。     

高导热阻燃有机硅灌封胶的制备

以乙烯基硅油、含氢硅油为基础胶料,十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化铝为导热填料,二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,制得导热阻燃绝缘有机硅电子灌封胶。研究了改性氧化铝用量对灌封胶黏度、导热性、阻燃性的影响,观察了燃烧残余物的形貌。结果表明,这种改性氧化铝有低吸油值,填充量对灌封胶黏度影响小,所制备的灌封胶具有良好导热性能;而ADP不仅展现出对灌封胶良好的阻燃性,而且还能与改性氧化铝产生协效阻燃性和抑烟作用,同时灌封胶也具有良好的流动性、力学性能和电绝缘性能。当ADP用量50份、改性氧化铝用量600份时,灌封胶的黏度为8 500 mPa·s,硫化后胶条的热导率达2.12 W/m·K,垂直燃烧达到FV-0级,拉伸强度1.72 MPa,拉断伸长率62%,体积电阻率3.9×1012Ω·cm。     

加成型导热电子灌封硅橡胶的研究

以α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷为基胶,配合石英粉、氧化铝、含氢硅油、Pt催化剂等,制成加成型导热电子灌封硅橡胶.研究了导热填料及其用量对加成型导热电子灌封硅橡胶性能的影响.结果表明,石英粉与氧化铝填料都可以提高液体硅橡胶的导热性能,但是随着填料的粒径增大,硅橡胶的机械性能逐渐下降;对比两种导热填料,石英粉体系液体硅橡...     

高导热低黏度环氧树脂灌封胶

以E-51型环氧树脂为基体,Al2O3为导热填料,CYH-277为稀释剂制备高导热低黏度环氧树脂灌封胶。优化了硅烷偶联剂KH-560、稀释剂CYH-277的用量;分别采用NDJ-7型旋转式黏度计和Hot Disk型热常数分析仪测试其黏度和导热系数。结果表明:硅烷偶联剂KH-560用量为1.25%(wt)时效果最优;随CYH-277用量的增加灌封胶黏度、耐热性能均逐渐下降,最佳用量为25%(wt);随Al2O3用量增加,灌封胶的黏度、导热系数均增大;用量相同时,填充20μm Al2O3的树脂体系相比于填充6μm Al2O3树脂体系黏度小、导热系数大,复配两种粒径Al2O3对应树脂体系的导热性最好;复配Al2O3用量为86%(wt)时,导热系数达到2.23W/(m·K),此时灌封胶的黏度为30100mPa·s,仍保持较好的加工流动性。     

复合绝缘导热胶粘剂研究

以增韧的酚醛环氧树脂为基体树脂,氮化铝、氮化硼、氧化铝混杂粒子为导热填料制备了-新型绝缘导热胶粘剂。研究了填料用量对胶粘剂热导率、热阻、介电常数、体积电阻率等性能的影响,发现填料用量为40％时胶粘剂的热导率为O．99 W／mK,热阻为0．70℃／W,介电常数6,体积电阻率4．6×1012Ω·cm,20℃、200℃、250℃下的剪切强度分别为13．0MPa、10．0MPa、5．65MPa。研究结果表明该胶具备良好的电绝缘及力学性能,可以长期在150℃温度下使用,与不加导热填料的相同胶粘剂相比,具有良好的导热能力。     

SiC/Al2O3/MVQ导热复合材料的制备与性能研究

分别使用碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)和SiC/Al2O3复配物制备了导热甲基乙烯基硅橡胶材料(MVQ),研究了SiC,Al2O3和SiC/Al2O3用量及表面改性对MVQ导热系数和力学性能的影响,结果表明,随导热填料用量的增大,MVQ导热系数增大;同等用量下,SiC/Al2O3/MVQ复合材料的导热性能均优于SiC/MVQ和Al2O3/MVQ;当SiC/Al2O3总用量为50份且SiC/Al2O3质量比为3/1时,复合材料导热系数为0.76 W/mK;随SC/Al2O3用量的增加,拉伸强度与拉断伸长率均降低,邵尔A硬度增大.表面处理后,复合材料导热性能得到进一步改善.     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。     

填料对电机用轻量化导热灌封胶性能的影响

以端乙烯基硅油、含氢硅油为原料,添加填料、催化剂等制得有机硅灌封胶,探讨了α-氧化铝、球形氧化铝、氮化硼、有机蒙脱土对灌封胶性能的影响.结果表明,单纯采用α-氧化铝作填料时,灌封胶的流动性较差、排泡时间过长;采用相同粒径的球形氧化铝替代α-氧化铝能降低灌封胶的黏度,提高流动性和排泡速度,但会降低热导率,且胶料密度过高;...     

氧化铝及碳纤维对EPDM/MVQ共混胶性能的影响

选用EPDM/MVQ共混胶为基体,研究了氧化铝、碳纤维/氧化铝对EPDM/MVQ共混胶力学性能、导热性能及导电性能的影响。结果表明,随着氧化铝用量的增加,共混胶的力学性能下降,导热性能增加,电阻变化不大;当氧化铝用量为200份时,复合材料的拉伸强度达到4.5MPa,导热系数达到1.1W/(m·k),选用氧化铝/碳纤维混合填料体系,当氧化铝和碳纤维的用量分别为100份和15份时,复合材料的拉伸强度达到4.8MPa,导热系数达到0.66 W/(m·k)。