电动汽车用室温硫化低密度导热阻燃有机硅灌封胶的研制

以端乙烯基硅油为基础聚合物,含氢硅油为交联剂、复配Al2O3为导热填料、氢氧化铝为阻燃填料、1-乙炔基环己醇为抑制剂,添加自制低密度填料、铂催化剂等,制得低密度导热阻燃有机硅灌封胶。研究了低密度填料对灌封胶黏度、密度及导热性能的影响。较佳配方为:乙烯基硅油100份、含氢硅油15份、复配Al2O3150份(粒径1μm、5μm、20μm的Al2O3按质量比6∶8∶1复配)、Al(OH)330份、自制低密度填料20份、铂催化剂(0.5~1.0)×10~(-6)、1-乙炔基环己醇0.005份。由此配方制得的灌封胶密度小、黏度低、流动性好、热导率达0.4~0.8 W/(m·K)、阻燃等级为UL 94-V0级,可满足电动汽车电池的灌封要求。     

加成型导热电子灌封胶

浙江新安化工集团股份有限公司的王柯等人以端乙烯基硅油（黏度500 mPa·s、乙烯基摩尔分数1.2%）为基胶、含氢硅油（硅氢基质量分数0.3%）为交联剂、Al2O3和氮化硼（BN）为导热填料,制得双组分加成型导热灌封胶。研究了导热填料的种类、用量和配比对灌封胶导热性能的影响。结果表明：采用不同变体的Al2O3的灌封胶的黏度和力学性能相近,但采用α-Al2O3的灌封胶热导率最大;且α-Al2O3的粒径越大,灌封胶的热导率越大,但其拉伸强度和拉断伸长率减小,适宜的粒径为2．5μm或5μm。     

导热有机硅电子灌封胶的制备与性能研究

采用端乙烯基硅油为基胶、含氢硅油为交联剂、三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了导热有机硅电子灌封胶。研究了Al2O3的粒径及用量、不同粒径Al2O3并用和硅烷偶联剂对灌封胶性能的影响。结果表明,Al2O3的粒径越大,灌封胶的热导率越大,但拉伸强度和扯断伸长率减小,适合的Al2O3粒径为5μm或18μm;随着Al2O3用量的增加,灌封胶的热导率、拉伸强度增大,扯断伸长率先增后减,但黏度上升,Al2O3适合的加入量为150～200份;将不同粒径的Al2O3并用填充到灌封胶中可以提高灌封胶的热导率,当18μm Al2O3和5μm Al2O3的质量比为120∶80时,灌封胶的热导率达到0.716 W/(m.K),且对灌封胶的黏度和力学性能基本没影响;加入KH-570可改善灌封胶的力学性能,但热导率有所下降,适宜的用量为Al2O3质量的0.5%。     

加成型导热电子灌封胶的研制

以端乙烯基硅油为基胶、含氢硅油为交联剂、α-Al2O3和氮化硼(BN)为导热填料制得加成型导热灌封胶。研究了导热填料的种类、用量和配比对灌封胶导热性能的影响。结果表明:α-Al2O3的导热系数最大;随着BN用量的增加,灌封胶的导热系数和拉伸强度提高,断裂伸长率先增后降,但粘度上升明显。不同粒径的α-Al2O3和氮化硼(BN)并用可以提高灌封胶的导热系数,且对粘度和力学性能影响较小。     

加成型有机硅灌封胶的粘接性能研究

以杂氮硅三环衍生物为增粘剂,制备了加成型粘接有机硅灌封胶。研究了导热填料用量、导热填料处理方式、增粘剂用量以及A值(硅氢基与硅乙烯基摩尔比)对加成型有机硅灌封胶粘接性能影响。结果表明,当导热填料硅微粉用量150份、导热填料硅微粉采用A171表面处理、增粘剂用量2.0份、A值1.4时,制备出对铝材、PA、ABS、PC粘接性能良好且导热、阻燃等综合性能优异的加成型有机硅灌封胶。     

氢氧化铝对导热加成型有机硅灌封胶性能的影响

以粘度为300和1 000 mPa·s的端乙烯基硅油复配,含氢硅油为交联剂,三氧化二铝为导热填料,氢氧化铝[Al(OH)_3]为阻燃剂,制备了无卤阻燃导热加成型有机硅灌封胶,研究Al(OH)_3用量对导热加成型有机硅灌封胶性能的影响。结果表明:随着Al(OH)_3用量的增大,加成型有机硅灌封胶的阻燃性能和导热性能提高,粘度增大,体积电阻率和物理性能下降;当Al(OH)_3用量为60份时,加成型有机硅灌封胶的综合性能最佳。     

汽车锂电池用轻量化灌封胶的研制

以端乙烯基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物、含氢MQ硅树脂为交联剂、铂乙烯基配合物为催化剂、氢氧化铝为阻燃填料,并添加高导热材料氮化硼和低密度空心玻璃微珠制得汽车锂电池用轻量化灌封胶。研究了氮化硼、空心玻璃微珠和铂乙烯基配合物用量对灌封胶性能的影响,测试了使用灌封胶后锂电池包工作时温度的变化。结果表明,向100份端乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入16份聚二甲基硅氧烷、120份氢氧化铝、5份含氢MQ硅树脂、0. 1份乙炔基环己醇、30份氮化硼、45份空心玻璃微珠、1. 5份铂乙烯基配合物制得的轻量化灌封胶综合性能较佳,黏度为1 450 m Pa·s,热导率为0. 70 W/(m·K),密度1. 2 g/cm3。     

改性硅微粉对加成型有机硅灌封胶性能的影响

以甲基乙烯基聚硅氧烷为基料、含氢硅油为交联剂、硅烷偶联剂为填料改性剂、改性硅微粉为导热和补强填料制得加成型有机硅灌封胶。研究了硅烷偶联剂种类、改性硅微粉粒径和用量对有机硅灌封胶性能的影响。结果表明,随着改性硅微粉平均粒径由1μm增大到20μm,有机硅灌封胶的黏度由7 712 mPa·s降至1 520 mPa·s,热导率由0.64 W/(m·K)升至0.73 W/(m·K),拉伸强度由1.70 MPa降至1.60 MPa,拉断伸长率由100%降至45%,沉降物平均质量由8 g增加到61 g;随着改性硅微粉用量从0增加到300份,有机硅灌封胶的黏度从200 mPa·s升至2 501 mPa·s,热导率从0.20 W/(m·K)升至1.05 W/(m·K),拉伸强度升高并趋于稳定,拉断伸长率先升后降;综合考虑,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作填料改性剂、200份平均粒径10μm的改性硅微粉作导热和补强填料较佳,此时有机硅灌封胶的拉伸强度为1.65 MPa,拉断伸长率为75%,黏度为2 010 mPa·s,热导率为0.65 W/(m·K),沉降物平均质量为35 g。     

加成型导热电子灌封胶

正浙江新安化工集团股份有限公司的王柯等人以端乙烯基硅油(黏度500 mPa·s、乙烯基摩尔分数1.2%)为基胶、含氢硅油(硅氢基质量分数0.3%)为交联剂、A1203和氮化硼(BN)为导热填料,制得双组分加成型导热灌封胶。研究了导热填料的种类、用量和配比对灌封胶导热性能的影响。结果表明:采用不同变体的A1203的灌封胶的黏度和力学性能相近,但采用α-A1203的灌封胶热导率最大;且α-A1203的粒径越大,灌封胶的热导率越大,但其拉伸强度和拉     

绝缘导热加成型有机硅灌封胶的制备及性能研究

研究绝缘导热加成型有机硅灌封胶的制备及性能。结果表明:当采用粘度为300和1 000 m Pa·s的端乙烯基硅油以质量比40∶60复配、选用活性氢质量分数为0.005 0的含氢硅油且硅氢基/硅乙烯基摩尔比为1.2时,有机硅灌封胶的物理性能较佳;当三氧化二铝用量为150份时,有机硅灌封胶具有良好的综合性能。     

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。     

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。     

脱羟胺型有机硅密封胶的研制

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)和填料为原料,配合自制的羟胺型交联剂,制得脱羟胺型单组分室温硫化有机硅密封胶。研究了107硅橡胶的粘度、填料种类及用量、交联剂用量对有机硅密封胶性能的影响。结果表明,选择粘度为10000mPa·s的107硅橡胶作基胶,当107硅橡胶的用量为100份、纳米碳酸钙和气相法白炭黑的用量分别为60份和5份、交联剂的用量为8份时,有机硅密封胶的综合性能较好,储存期有3个月。此密封胶的特点是不用催化剂,对玻璃、铝材具有良好的粘接性。     

新能源汽车用低密度灌封胶的制备及性能

以端乙烯基硅油为基础聚合物,含氢硅油为交联剂,铂配合物为催化剂,三氧化二铝为导热填料,氢氧化铝和氢氧化镁为阻燃填料,制备了新能源汽车锂电池用低密度灌封胶。研究了含氢硅油、导热填料、阻燃填料、铂催化剂、增粘剂和抑制剂的用量对灌封胶性能的影响。结果表明,在基料制备时向100份乙烯基硅油中添加按质量比3∶7复配的粒径4μm和8μm的三氧化二铝150份,氢氧化铝与氢氧化镁按质量比1∶1复配的阻燃填料20份,出料后向100份基料中添加的铂催化剂为4×10~(-6),增粘剂为1份,抑制剂为0.03份,含氢硅油为4份时,制得的灌封胶黏度为3 000 mPa·s,热导率为0.8 W/(m·K),UL94阻燃等级为V-0,密度仅为1.18 g/cm~3,对铝材、不锈钢和ABS有良好粘接性,可满足新能源汽车锂电池的灌封要求。     

碳化硅晶须对导热有机硅电子灌封胶性能的影响

以端乙烯基硅油为基胶、三氧化二铝(Al2O3)为主导热填料,并添加少量β-碳化硅晶须(SiCw),制备了导热有机硅电子灌封胶,研究了SiCw用量对灌封胶性能的影响。结果表明,添加少量SiCw能有效提高灌封胶的热导率,并提高其拉伸强度、扯断伸长率和硬度,但黏度有所上升。当SiCw用量为填料总质量的5%时,灌封胶的热导率从0.565 W/m.K提高到0.623 W/m.K,提高了10.3%;拉伸强度从1.23 MPa提高到1.5 MPa,提高了22%,黏度为5 800 mPa.s。扫描电镜显示,添加SiCw有利于形成导热通路、增加与基体的界面结合力,从而提高灌封胶的热导率和拉伸强度。     

无机填料粒子的几何特征对环氧树脂灌封胶导热性能的影响

以Al2O3、Si3N4、BN、SiO2和AlN五种无机填料作为环氧树脂(EP)灌封胶的导热填料,研究了填料的种类、粒径大小和颗粒形态等对EP灌封胶热导率的影响。结果表明:EP灌封胶的热导率随着导热填料用量的增加而增大;当φ(BN)=35%(相对于总体积而言)时,相对最大热导率为2.12 W/(m·K),其值约为EP基体的10倍。填料粒子的几何特征对EP灌封胶的导热性能具有较大的影响;当Al2O3粒径为48μm时,EP灌封胶的相对最大热导率为1.3 W/(m·K);填料粒子过大或过小都会降低EP灌封胶的导热性能。层片状填料粒子可以获得较大的堆积密度,在EP灌封胶中能有效形成导热通道,增加其热导率。     

Al2O3对导热硅橡胶性能的影响

考察了微米Al2O3的填充量及其粒径对甲基乙烯基硅橡胶导热性能及力学性能的影响,与纳米Al2O3填充硅橡胶进行了对比。结果表明:硅橡胶的导热系数随微米Al2O3填充量的增加而升高,但微米Al2O3填充量过大时,硅橡胶的力学性能和加工性能变差,最大填充量不宜超过220份。当微米Al2O3填充量小于100份时,大粒径Al2O3填充硅橡胶的导热性能优于小粒径Al2O3填充硅橡胶;当微米Al2O3填充量超过100份后,5μmAl2O3填充硅橡胶的导热性能优于50μmAl2O3填充硅橡胶;0·5μmAl2O3填充硅橡胶的导热性能始终低于5μm和50μmAl2O3填充硅橡胶;纳米Al2O3填充硅橡胶的导热性能明显优于微米Al2O3填充硅橡胶。小粒径Al2O3填充硅橡胶的力学性能优于大粒径Al2O3填充硅橡胶。与单一微米粒径的Al2O3填充硅橡胶相比,在高填充量(180份)下,50,5,0·5μm与50nm的AlO(质量比2∶5∶1∶1)混合填充硅橡胶呈现较高的导热性能和拉伸强度。     

空间级加成型双组分导热硅橡胶的研制

以乙烯基硅油、含氢硅油、导热填料、铂催化剂为原料,制成了空间级加成型双组分导热硅橡胶。研究了精制方法对乙烯基硅油真空质量损失率的影响以及填料种类、用量对硅橡胶性能的影响。结果表明,采用溶剂萃取法精制乙烯基硅油,可使乙烯基硅油的真空质量损失率降至0.47%,满足空间级材料的使用要求;硅橡胶的较佳配方是:黏度5 000 m Pa·s的乙烯基硅油100份,粒径5~8μm的碳化硅240份,交联剂5份;在此条件下制得的加成型双组分导热硅橡胶的热导率为1.26 W/m·K、接触热导率在15 000 W/m2·K以上、拉伸强度为1.68 MPa、真空质量损失率为0.27%、可凝挥发物质量分数为0.02%,     

车灯用硅胶胶粘剂的研究

采用α,ω端羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、复合填料、交联剂等原料制备了车灯用有机硅胶胶粘剂。研究了交联剂的用量、基胶粘度、复合填料对车灯用单组分硅胶性能的影响。结果表明:107基胶粘度为8000m Pa·s,二乙氨基甲基三乙氧基硅烷(ND-22)交联剂为4.5份,60份纳米碳酸钙和5份气相法二氧化硅作复合填料时,制得的单组分有机硅硅胶胶粘剂在力学性能和施工性能具有良好的表现。     

刚玉粉对室温硫化导热硅橡胶性能的影响

以α，ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷为基胶，刚玉粉为导热填料，制备了填充型室温硫化(RTV)导热硅橡胶。研究了刚玉粉的填充量、表面处理方式、粒径及不同粒径刚玉粉的配比对RTV导热硅橡胶性能的影响。结果表明：随着刚玉粉用量的增加，RTV硅橡胶的导热系数增大，但力学性能降低，基料的粘度增大，工艺性能变差，刚玉粉的用量以200份为宜；采用经表面处理的刚玉粉，可以改善其与基胶的相容性，提高RTV硅橡胶的导热性能；且采用硅烷偶联剂处理的刚玉粉还可提高RTV硅橡胶的力学性能；大粒径刚玉粉填充的RTV硅橡胶的导热性能优于小粒径刚玉粉填充的RTV硅橡胶，但力学性能下降；当填充量达到200份后，二者导热性能的差距明显缩小；不同粒径刚玉粉并用可以提高RTV硅橡胶的导热性能，降低基料粘度，改善工艺性能；当大粒径与小粒径刚玉粉的质量比为1／3或3／5时，所得RTV导热硅橡胶的综合性能较好。