制备工艺对有机硅导热垫片性能影响分析

以乙烯基硅油、含氢硅油、铂催化剂、扩链剂等为原料制得有机硅导热垫片,研究了混料时间、混料真空度、硫化温度对导热垫片的性能影响。结果表明:延长混料时间,物料在剪切作用下产生的热量增多,在热作用下,活性较高的扩链剂优先与乙烯基发生扩链反应,使参加交联反应的乙烯基数量减少,最终导致混炼胶黏度升高,垫片的拉断伸长率提高,硬度降低,热导率略有增加;真空度增加,体系密堆积提升,垫片硬度,热导率和拉断伸长率提高;相较于室温硫化制备的垫片,采用100℃加热硫化制备的垫片,因温度升高,扩链反应早于交联反应,故硬度降低,拉断伸长率增加。

导热垫片导热性能的影响因素分析

分析硬度以及测试条件对导热垫片导热性能的影响。结果表明:随着硬度的增大,导热垫片的导热系数减小,热阻增大,适宜硬度为70度;随着测试压力的增大,导热垫片的导热系数增大,热阻减小,适宜测试压力为345 kPa;随着测试温度的升高,导热垫片的导热系数增大,热阻减小,适宜测试温度为80℃;减少导热垫片内部气体空穴,能够增大导热粉体接触几率,有助于改善导热垫片的导热性能。

石墨烯对硅橡胶导热垫片性能的影响

以乙烯基硅油为基料、石墨烯为填料,通过不同混合工艺制得硅橡胶导热垫片,考察了石墨烯用量和混合工艺对硅橡胶导热垫片性能的影响。结果表明,采用离心机混合时,随着石墨烯用量从0增加到1.5 g,基料黏度从32.4 mPa·s升至63.8 mPa·s,硅橡胶拉伸强度从0.23 MPa升至0.41 MPa后再降至0.17 MPa,拉断伸长率从52.1%提高到69.3%后再降至31.0%,密度稳定在3.21 g/cm^(3),邵尔OO硬度稳定在62度,阻燃等级从V-1级提高到V-0级,热导率从2.5 W/(m·K)升至6.5 W/(m·K),电绝缘性能降低;采用动混机搅拌工艺的硅橡胶导热垫片热导率、拉伸强度、拉断伸长率和阻燃性能均高于采用离心机混合工艺的导热垫片。

低密度导热垫片的制备

以乙烯基硅油等为基料,添加低密度导热陶瓷粉体制得导热垫片。探讨了不同类型的导热陶瓷粉体的复配方式及用量、乙烯基硅油的黏度、表面处理剂的用量及导热粉体的加料顺序对导热垫片性能的影响。结果表明,采用氮化硼/球型硅微粉复配制得的导热垫片的综合性能优于氮化硼/氢氧化铝复配制得的导热垫片;采用黏度为500 mPa·s的乙烯基硅油即可满足客户对导热垫片力学性能的要求;当表面处理剂添加量为0.8 g时,可以保证粉体在垫片内均匀分散;制备胶料时,需要先添加球型硅微粉,依靠硅微粉增加体系黏度,搅拌一定时间后再添加氮化硼,此加料工艺可提高氮化硼的分散效果,优化导热垫片的性能。采用4 g乙烯基硅油为基料,85 g氮化硼与硅微粉(质量比1∶5)复配物为导热填料,添加交联剂、催化剂等制得的导热垫片的密度为2.0 g/cm^(3),热导率为2.0 W/(m·K),能满足低密度导热垫片的要求。