最新導(dǎo)熱硅凝膠滲油性的研究進(jìn)展

導(dǎo)熱硅凝膠是一種凝膠狀態(tài)的導(dǎo)熱材料，通過把有機(jī)硅凝膠和導(dǎo)熱粉體復(fù)合在一起形成的一種具有導(dǎo)熱性能的有機(jī)硅凝膠。它具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和較低的壓縮變形應(yīng)力，容易操作，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用時(shí)的可連續(xù)性自動(dòng)化生產(chǎn)。它能解決導(dǎo)熱硅脂性能可靠性差的問題，起到導(dǎo)熱墊片的作用，且在某些性能方面，更優(yōu)于導(dǎo)熱墊片。

硅凝膠硫化后為固液共存的狀態(tài)，交聯(lián)密度較低（為加成型硅橡膠的1/10~1/5），使得制得的導(dǎo)熱硅凝膠容易出現(xiàn)滲油（出油）問題，從而污染電子器件，降低其長時(shí)間工作的可靠性，因此在提高有機(jī)硅樹脂導(dǎo)熱率的同時(shí)，需要避免滲油的產(chǎn)生。導(dǎo)熱硅凝膠的交聯(lián)密度越大，其滲油量越小。這是因?yàn)榻宦?lián)密度大的導(dǎo)熱硅凝膠體系中，更多的有機(jī)硅高分子相互反應(yīng)和交聯(lián)成完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，流動(dòng)性好、未交聯(lián)樹脂基本上不存在，哪怕有微量存在，由于完整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系在單位體積形成密集的交聯(lián)點(diǎn)數(shù)，未交聯(lián)樹脂在運(yùn)動(dòng)時(shí)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的摩擦系數(shù)，阻礙了這些未交聯(lián)樹脂的流動(dòng)，因此減少了滲油量的產(chǎn)生。不同交聯(lián)密度下導(dǎo)熱硅凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系示意圖如下圖所示。

楊敦等采用α，ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)硅油，氧化鋁Al₂O₃為導(dǎo)熱粉體，研究了基礎(chǔ)硅油的黏度、體系中Si—H/Si—Vi的物質(zhì)的量比、擴(kuò)鏈劑/交聯(lián)劑的物質(zhì)的量比及填料用量對(duì)導(dǎo)熱硅凝膠滲油的影響。研究結(jié)果表明：基礎(chǔ)硅油的黏度越大，導(dǎo)熱硅凝膠的滲油量越小；體系中隨著Si—H/Si—Vi的物質(zhì)的量的比值增大以及導(dǎo)熱粉體氧化鋁Al₂O₃用量的增加，材料的滲油量都會(huì)減小。而隨著擴(kuò)鏈劑/交聯(lián)劑的物質(zhì)的量的比值增大，材料的滲油量則會(huì)逐漸增大；當(dāng)擴(kuò)鏈劑/交聯(lián)劑的物質(zhì)的量的比值達(dá)到一定值時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致材料交聯(lián)度過低而無法成型。

許豐光采用乙烯基硅油和生膠為基礎(chǔ)聚合物，氧化鋁、氧化鋅、氫氧化鋁和改性氧化鋁為導(dǎo)熱粉體，研究了填料用量、生膠硅油比和不同類型填料對(duì)導(dǎo)熱硅凝膠流速、滲油率的影響。研究結(jié)果表明：導(dǎo)熱硅凝膠的流速和滲油率成正比，流速越大，滲油率越大；在硅油黏度保持不變時(shí)，隨著導(dǎo)熱粉體的不斷增加，導(dǎo)熱系數(shù)增加，導(dǎo)熱硅凝膠的流速出現(xiàn)明顯的下降，滲油率也逐漸降低；隨著生膠硅油比的增大，導(dǎo)熱硅凝膠的流速降低，滲油減少；氧化鋅的導(dǎo)熱系數(shù)比氧化鋁的高，同時(shí)氧化鋅的粒徑比氧化鋁的小，吸油值較高，滲油率也就相對(duì)要低；而改性后的氧化鋁導(dǎo)熱系數(shù)比未改性的氧化鋁高，且和硅油的接觸效果更好，就更利于構(gòu)建導(dǎo)熱通路，在保持較好的導(dǎo)熱系數(shù)的同時(shí)，滲油率更低，流速更高。

金戈新材在導(dǎo)熱凝膠滲油等性能方面的研究也有最新成果。我司以高導(dǎo)熱粉體組合物為導(dǎo)熱粉體，采用新型耐高溫粉體表面處理劑、以及粉體改性工藝開發(fā)了耐高溫、低滲油的導(dǎo)熱凝膠用導(dǎo)熱粉體。以下是我司耐高溫凝膠用導(dǎo)熱粉體GD-S613A、GD-S653A在單組份凝膠配方中的應(yīng)用舉例（不代表最終應(yīng)用數(shù)據(jù)，供參考）。