有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)硅材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 在設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計中，發(fā)熱部位與散熱部位之間的熱傳遞、密封、絕緣 是需要考慮的關(guān)鍵因素之一，目前，導(dǎo)熱絕緣填充材料是解決該問題的主要手段。導(dǎo)熱絕緣 填充材料要求具有良好的導(dǎo)熱、絕緣性能，以及低厚度條件下具有較強(qiáng)的抗拉力，能夠抗刺 穿、抗撕裂，包括導(dǎo)熱硅膠片。
[0003] 導(dǎo)熱硅膠片是以玻璃纖維等作為基材、以硅膠為主體材料的有機(jī)硅高分子聚合物 彈性體，并通過在硅膠中加入導(dǎo)熱、阻燃等填料而具有導(dǎo)熱、阻燃性能，現(xiàn)有技術(shù)中通常以 低粘度硅膠為主體材料制備硅膠片，在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，可提高填料用量及最 終片材的導(dǎo)熱性能，但制備的片材抗撕裂性能較差，應(yīng)用后可靠性差，或者以高分子硅生膠 為主體材料，獲得抗撕裂性能好的片材，但產(chǎn)品的填料填充率低，無法進(jìn)一步提高導(dǎo)熱性 能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片及其制備方法，本 發(fā)明制備的絕緣片可同時具有高導(dǎo)熱系數(shù)、良好的絕緣性能及抗刺穿、抗撕裂等力學(xué)性能。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明提供一種有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片，其至少包括導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層由 有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物經(jīng)片材成型工藝制備得到，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物包括以下組 分：
[0007] 基礎(chǔ)聚合物：為含兩個或兩個以上與硅鍵合的鏈烯基的線型有機(jī)聚硅氧烷，在 25°C 的黏度為 50 ~50000mpa · s ;
[0008] 導(dǎo)熱填料；
[0009] 交聯(lián)劑：為含三個或三個以上與硅連接的氫基的有機(jī)聚硅氧烷，在25°C的黏度為 10-50000mpa · s ;
[0010] 鉑催化劑以及硫化劑，所述硫化劑為有機(jī)過氧化物；
[0011] 所述基礎(chǔ)聚合物中與硅鍵合的鏈烯基的摩爾量與交聯(lián)劑中與硅連接的氫基的摩 爾量之比大于1。
[0012] 所述片材成型工藝包括壓延、模壓、流延、注射成型、擠出成型等。優(yōu)選地，所述有 機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片還包括基材，所述導(dǎo)熱絕緣層與所述基材復(fù)合制得有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片，此 時基材形成導(dǎo)熱絕緣片中的基材層，由有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物制得導(dǎo)熱絕緣層。包括基材 的導(dǎo)熱絕緣片中可以含有多個交替設(shè)置的導(dǎo)熱絕緣層及基材層。
[0013] 優(yōu)選地，所述基材為玻璃纖維布、聚酰亞胺膜、鋁箔、聚萘酯膜或者碳纖維布。
[0014] 優(yōu)選地，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中，基礎(chǔ)聚合物中與硅鍵合的鏈烯基的摩爾 量與交聯(lián)劑中與硅連接的氫基的摩爾量之比大于1小于等于3. 5。
[0015] 優(yōu)選地，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中，有機(jī)過氧化物具體選自2, 5-二甲基-2， 5-雙（叔丁基過氧基）己烷、過氧化雙_(2, 4-二氯苯甲酰）、過氧化雙（4-甲基苯甲酰）、 過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、1，1-雙（叔丁基過氧基）-3, 3, 5-三甲基環(huán)己烷、 1，1_雙（叔丁基過氧基）環(huán)己烷中的一種或者幾種。
[0016] 有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中，基礎(chǔ)聚合物為含兩個或兩個以上與硅鍵合的鏈烯基的 線型有機(jī)聚硅氧烷，與硅鍵合的鏈烯基的位置可以為分子兩端或分子鏈上，或分子兩端與 分子鏈上同時含有與硅原子連接的鏈烯基。優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)聚合物選自α，ω-二乙烯 基聚^甲基硅氧烷、甲基苯基乙條基娃氧基封端的聚^甲基硅氧烷、^甲基乙條基娃氧基 封端的聚甲基苯基硅氧烷、^甲基乙條基娃氧基封端的甲基苯基硅氧烷與^甲基硅氧烷的 共聚物、甲基甲氧基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷的縮聚物、二甲基乙烯基硅氧基 封端的聚甲基（3,3,3_三氟丙基）硅氧烷，以及由下式表示的有機(jī)聚硅氧烷：(CH 3)2(CH2 = CH) SiO [ (CH3) 2SiO]n[ (CH3) PhSiO] m[ (CH3) (CH2= CH) SiO] pSi (CH = CH2) (CH3)2 中的一種或幾 種。
[0017] 優(yōu)選地，導(dǎo)熱填料為氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化媽、氧化鈦、二氧化娃、氮化鋁、 氮化硼和氮化硅中的一種或幾種。
[0018] 交聯(lián)劑為含三個或三個以上與硅連接的氫基的有機(jī)聚硅氧烷，且與硅連接的氫 基的位置可以是在側(cè)鏈上或同時位于分子末端和側(cè)鏈上。優(yōu)選地，交聯(lián)劑的含氫量為 0.01-3% (質(zhì)量）。
[0019] 優(yōu)選地，交聯(lián)劑在25°C的黏度為IO-1000 mpa · s。
[0020] 優(yōu)選地，交聯(lián)劑選自三甲基硅氧基封端的聚甲基氫硅氧烷、三甲基硅氧基封端的 甲基氫硅氧烷與二甲基硅氧烷的共聚物、二甲基氫硅氧基封端的甲基氫硅氧烷與甲基苯基 硅氧烷的共聚物、^甲基氣娃氧基封端的甲基氣硅氧烷與^甲基硅氧烷的共聚物、二甲基 娃氧基封端的甲基氣硅氧烷與甲基苯基硅氧烷的共聚物、二甲基娃氧基封端的甲基氣娃氧 烷與甲基（3, 3, 3-三氟丙基）硅氧烷的共聚物、環(huán)狀甲基氫聚硅氧烷或四（二甲基氫硅烷 氧基）硅烷中的一種或幾種。
[0021] 優(yōu)選地，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物包含擴(kuò)鏈劑，為兩端含有與硅連接的氫基的 線型有機(jī)聚硅氧烷，即其分子兩端與硅鍵合的端位基團(tuán)均包含氫基，其余位置不含與硅原 子連接的氫基。
[0022] 優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑的含氫量為0. 01% -0. 5% (質(zhì)量），此時有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合 物的基礎(chǔ)聚合物中與硅鍵合的鏈烯基的摩爾量與交聯(lián)劑及擴(kuò)鏈劑中與硅連接的氫基的摩 爾量之和的比值大于1。
[0023] 優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑在25°C的黏度為100-50000mpa · s。
[0024] 優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑選自α，ω-二氫基聚二甲基硅氧烷、甲基苯基氫硅氧基封端 的聚二甲基硅氧烷、二甲基氫硅氧基封端的聚甲基苯基硅氧烷和二甲基氫硅氧基封端的聚 甲基（3,3,3_三氟丙基）硅氧烷中的一種或幾種。
[0025] 優(yōu)選地，有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中含有硅樹脂，選自甲基苯基硅樹脂、甲基硅樹 月旨、乙烯基硅樹脂或含氫硅樹脂中的一種或幾種。
[0026] 優(yōu)選地，所述鉑催化劑為鉑金催化劑或氯鉑酸。
[0027] 優(yōu)選地，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的組分：
[0028] 基礎(chǔ)聚合物 70-500份 導(dǎo)熱填料 100-980份
[0029] 交聯(lián)劑 10-100份 鉑催化劑 0.01-10份 硫化劑 0.01-30份。
[0030] 更優(yōu)選地，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的組分：
[0031] 基礎(chǔ)聚合物 70-300份 導(dǎo)熱填料 700-950份 交聯(lián)劑 10-50份 擴(kuò)鏈劑 0.5-50份 鉑催化劑 0.1-5份 硫化劑 0.1-25份。
[0032] 上述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片的制備方法，包括以下操作步驟：
[0033] A、將有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物所包含的組分按照配比混合均勻，得到混合物；
[0034] B、將混合物制成型，在40~90°C進(jìn)行固化，得到一次固化片材；
[0035] C、升溫至110~250°C對一次固化片材進(jìn)行硫化，得到有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片。
[0036] 優(yōu)選地，所述固化的時間為混合物發(fā)生固化至交聯(lián)密度達(dá)到最大值所需時間。
[0037] 所述將混合物制成型即是采用壓延、流延、模壓、注射成型、擠出成型等工藝將混 合物制成具有一定厚度的片材。
[0038] 優(yōu)選地，所述硫化的溫度比所述固化的溫度高50_180°C。
[0039] 優(yōu)選地，所述固化的時間為5_30min。
[0040] 優(yōu)選地，所述硫化的時間為3-120min。
[0041] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片由有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物通過 二次固化的方法制備得到，同時具有高導(dǎo)熱系數(shù)、良好的絕緣性能及抗刺穿、抗撕裂性能， 且產(chǎn)品性能可靈活調(diào)節(jié)，適應(yīng)性廣，且制備方法簡單，應(yīng)用前景良好。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 本發(fā)明提供一種有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片，其至少包括導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層由 有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物經(jīng)片材成型工藝制備得到，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物包括以下組 分：
[0043] 基礎(chǔ)聚合物：為含兩個或兩個以上與硅鍵合的鏈烯基的線型有機(jī)聚硅氧烷，在 25°C 的黏度為 50 ~50000mpa · s ;
[0044] 導(dǎo)熱填料；
[0045] 交聯(lián)劑：為含三個或三個以上與硅連接的氫基的有機(jī)聚硅氧烷，在25°C的黏度為 10-50000mpa · s ;
[0046] 鉑催化劑以及硫化劑，所述硫化劑為有機(jī)過氧化物；
[0047] 所述基礎(chǔ)聚合物中與硅鍵合的鏈烯基的摩爾量與交聯(lián)劑中與硅連接的氫基的摩 爾量之比大于1。
[0048] 所述片材成型工藝包括壓延、模壓、流延、注射成型、擠出成型等。優(yōu)選地，所述有 機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣片還包括基材，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物與所述基材復(fù)合制得有機(jī)硅導(dǎo)熱 絕緣片，此時基材形成導(dǎo)熱絕緣片中的基材層，由有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物制得導(dǎo)熱絕緣層。 包括基材的導(dǎo)熱絕緣片中可以含有多個交替設(shè)置的導(dǎo)熱絕緣層及基材層。
[0049] 優(yōu)選地，所述基材為玻璃纖維布、聚酰亞胺膜、鋁箔、聚萘酯膜或者碳纖維布。
[0050] 優(yōu)選地，所述有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中，基礎(chǔ)聚合物中與硅鍵合的鏈烯基的摩爾 量與交聯(lián)劑中與硅連接的氫基的摩爾量之比大于1小于等于3. 5。
[0051] 有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中，所述有機(jī)過氧化物具體選自2,5_二甲基_2,5_雙（叔 丁基過氧基）己烷、過氧化雙_(2, 4-二氯苯甲酰）、過氧化雙（4-甲基苯甲酰）、過氧化二苯 甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、1，1-雙（叔丁基過氧基）-3, 3, 5-三甲基環(huán)己烷、1，1-雙（叔 丁基過氧基）環(huán)己烷中的一種或者幾種。
[0052] 有機(jī)硅導(dǎo)熱絕緣組合物中，基礎(chǔ)聚合物為含兩個或兩個以上與硅鍵合的鏈烯基 的線型有機(jī)聚硅氧烷，與硅鍵合的鏈烯基的位置可以為分子兩端或分子鏈上，或分子兩端 與分子鏈上同時含有與硅原子連接的鏈烯基，優(yōu)選分子兩端含有與硅鍵合的鏈烯基的線型 有機(jī)聚硅氧烷。其中，鏈烯基包括乙烯基、烯丙基、丁烯基或戊烯基，優(yōu)選為乙烯基或烯丙 基?；A(chǔ)聚合物中與硅鍵合的基團(tuán)除了鏈烯基外，還可包括烷基、環(huán)烷基、芳基、芳烷基、烷 氧基或鹵代烷基，烷基可列舉甲基、乙基、丙基或丁基等，環(huán)烷基可列舉環(huán)己基、環(huán)戊基等， 芳基可列舉苯基、甲苯基、二甲苯基等，芳烷基可列舉芐基、苯乙基等，鹵代烷基可列舉3, 3， 3_三氟丙基，烷氧基可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基等。優(yōu)選為甲基和苯基?；A(chǔ)聚合物可 為兩種或多種以上所述線型有機(jī)硅聚硅氧烷的混合物。
[0053] 基礎(chǔ)聚合物在25°C的黏度優(yōu)選為50~5000mpa · s，基礎(chǔ)聚合物中保證聚合物的 反應(yīng)活性和與導(dǎo)熱填料混合時的可操作性。
[0054] 基礎(chǔ)聚合物可列舉α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基苯基乙烯基硅氧基封 端的聚^甲基硅氧烷、^甲基乙條基娃氧基封端的聚甲基苯基硅氧烷、^甲基乙條基娃氧 基封端的甲基苯基硅氧烷與^甲基硅氧烷的共聚物、甲基甲氧基乙條基娃氧基封端的聚^-甲基硅氧烷的縮聚物、二甲基乙烯基硅氧基封端的