高性能有机硅导热垫片的制备与性能表征

以双组分加成型硅凝胶为主要原料,氧化铝为导热填料,添加硅烷偶联剂、铂催化剂等制得有机硅导热垫片,研究了其基本性能、微观形貌、渗油量、挥发性和返修性能。结果表明,有机硅导热垫片外观平整光滑、无掉粉,热导率为5.0 W/(m·K),邵氏OO硬度为50,密度为3.2 g/cm^(3),击穿电压为9 kV/mm,体积电阻为1×10^(13)Ω;125℃放置7 d时渗油量为1.377%;150℃放置24 h后玻璃管底、管壁透明无异物;于120℃放置8 h拆卸后导热垫片完整地保留在单块铝板表面,垫片表面无破损,返修性能良好;有机硅导热垫片中,粒径较大与较小的球型氧化铝在基体中互相连接并通过氧化锌搭桥形成了完善的导热通路。

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。

LED用有机硅导热垫片的制备及性能研究

以硅树脂为基料,氢氧化铝与氧化铝为导热填料,制得LED用有机硅导热垫片,测试了导热垫片的综合性能。结果表明,导热垫片邵尔OO硬度为10度,伸长率450%,热导率为1.0 W/m·K,易于压缩变形,热稳定性及表面粘性好,能满足LED用导热界面材料的性能要求。

低挥发超柔软高回弹有机硅导热垫片的研制

以端乙烯基侧链乙烯基硅油、端含氢硅油、聚二甲基硅氧烷、乙烯基MQ硅树脂混合物以及氧化铝等为原料,制得低挥发超柔软高回弹导热垫片,探讨了原料配比及加工工艺对垫片硬度、回弹性以及挥发率等性能的影响。较佳工艺条件为:端乙烯基侧链乙烯基硅油与端含氢硅油质量比为3.67∶1、胶料中聚二甲基硅氧烷的质量分数为68.96%、胶料中偶联剂的质量分数为0.087%、高温抽真空处理时间为8 h,制得的垫片热导率为3.430 W/(m·K),邵尔OO硬度为22度,在150℃×24 h下挥发物的质量分数为0.0242%,具有良好的回弹性,表观挥发率测试无凝结,可用于安防监控产品。

有机硅导热垫片性能的研究

以双组分室温硫化硅橡胶为基体树脂,Al_2O_3与Al(OH)_3为填料制备有机硅导热垫片。对垫片的导热性能、力学性能进行测试,并对影响渗油的因素进行分析。结果表明,随着填料量的增大,有机硅导热垫片的硬度、导热系数增大,渗油量减少;相同填料添加量时,官能团r[r=n(SiVi)/n(Si-H)]对渗油的影响较大,4种不同r值树脂制备垫片的渗油量随着r值增大而增大,当r=3.25时,甚至出现交联不完全现象;官能团比例相同时,交联密度较大的垫片,渗油量较小。

导热垫在机载电子设备中的选择与应用

导热垫片是连接元器件与散热器的关键部分,正确地选用导热垫可保证元器件长期稳定的工作。文中对导热垫选用方法进行了论述,并对导热垫在使用过程中应注意的问题进行了测试、分析和仿真,为导热垫的选用提供了建议。

冰模板法制备取向氮化硼@聚多巴胺/纳米银导热网络及其硅橡胶复合导热垫片

制备具有垂直方向高导热、低压缩应力松弛的柔性导热复合材料,并将其应用于大功率电子元器件的导热垫片,对大幅度提升电子器件垂直散热能力具有重要的意义。本文基于冰模板法设计了自下而上垂直定向排列的导热网络来实现高热导率。首先,利用多巴胺改性的羟基化氮化硼纳米片并负载银纳米颗粒(BNNS@PDA/Ag)作为杂化导热填料,再与纤维素纳米纤维(Cellulose nanofiber,CNF)进行复合,采用半导体制冷台为冷源进行定向冷冻,对冷冻后的样品进行冷冻干燥形成气凝胶,再真空浇筑聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)后制得具有高导热和低应力松弛的BNNS@PDA/Ag-PDMS导热垫片。结果表明,理论松弛时间损失随着银纳米颗粒(Ag NPs)含量的提升先减小后增大,气凝胶质量分数达到19.7wt%时,在20%的形变下,3wt%Ag NPs含量对应的导热垫片的理论松弛时间达到32 204 s,导热垫片的垂直方向热导率达到3.23 W/(m·K)。利用冰模板法可以制备具有高度取向的垂直填料导热网络,在导热垫片领域具有很好的应用前景。

辛基三甲氧基硅烷低聚物对导热胶/垫耐温的影响

以辛基三甲氧基硅烷(KH-581)为原料,合成硅烷低聚物DJW-581。通过红外光谱和TGA热重分析仪对合成物进行表征,并通过测试挥发性、改性粉体的挤出性和硬度变化,分析探究硅烷低聚物对有机硅导热凝胶和导热垫片的影响。实验发现硅烷低聚物失重温度为215℃,远高于单体硅烷偶联剂失重温度90℃,更适合作为耐温导热凝胶和垫片的改性助剂。且150℃条件下,硅烷低聚物可使导热凝胶保持长期的挤出性能稳定性,可有效减缓导热垫片老化硬度上升的程度。

进口导热器材

图1所示散热软膏由两种金属氧化物填充组成，既有很好的导热性能、又有很高的绝缘电阻．在半导体器件和散热器间的热传导性极佳。通常与绝缘垫片一起使用，能提高电气绝缘性、并有利于半导体元器件的散热。化学特性为惰性，能减震、防潮，可保持长期稳定。

高性能导热粉体在有机硅中的应用研究

以反应性硅油为基础聚合物,GD-S600A导热粉体为填料,含氢硅油为交联剂,并加入催化剂、抑制剂,制备了具有高导热性能的导热垫片.结果表明,以黏度为350 mPa·s和1000 mPa·s的端乙烯基硅油按质量比1∶1混合的复配物100份作基础聚合物、含氢硅油6份、铂金催化剂1份、炔醇抑制剂0.2份、GD-S600A导热粉体2000份制备的导热垫片性能较佳,热导率达5.0 W/(m·K),耐老化性能好,绝缘性能优异,可靠性佳.

复合型散热硅橡胶研究

研究了氧化铝和氮化硼粒子用量对硅橡胶热膨胀系数、热稳定性及热导率的影响。发现加入两种填料均显著降低了橡胶热膨胀系数,提高了热稳定性及热导率;试验测试热导率和理论计算值差距较大,用Agari模型分析了两种填料对硅橡胶热导率差异影响的原因。按照一定比例混合这两种填料所得混合填料填充硅橡胶可获得最大热导率及较佳性能。所制备的复合硅橡胶具有很好的物理性能,是作为散热使用的弹性导热垫片的理想材料。