一种高导热的有机硅导热凝胶及其制备方法与流程

一种高导热的有机硅导热凝胶及其制备方法与流程

本技术涉及新材料及其应用，具体涉及一种高导热的有机硅导热凝胶及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车电池组和5G通信产业的大规模应用，电子产品的散热问题日益突出。电子元器件的耗散生热会导致设备温度升高和热应力增加，对微电子设备的工作可靠性造成严重威胁。传统的散热材料如导热垫片存在可塑性差、接触热阻大等问题，难以满足高性能电子设备的散热需求。

技术实现思路

针对现有导热凝胶中导热填料的本征导热率较低以及导热填料与硅油之间互连程度有限、耐老化稳定性差等问题，本技术提供了一种高导热的有机硅导热凝胶及其制备方法。

高导热有机硅导热凝胶的组成

一种高导热的有机硅导热凝胶，包括以下质量份的各组分：

• 含氢硅油：16-20份
• 乙烯基硅油：28-35份
• 催化剂：0.3-0.6份
• 抑制剂：0.2-0.5份
• 环氧基扩链剂：0.1-0.3份
• 复合导热填料：79-94份

其中，复合导热填料包括改性金刚石、氮化铝和改性碳纳米管。

制备方法

1. 改性金刚石的制备

• 取金刚石粉加入乙醇溶液中，超声研磨处理，清洗吹干后，在700-750℃、100-105kPa的低压下，在CO2气氛中沉积5-8h。
• 取双氨基硅烷偶联剂加入无水乙醇中，用蒸馏水稀释混合均匀，在30-38℃水解30-45min，搅拌加入上述金刚石，升温至60-70℃反应3-6h后，清洗干燥得到改性金刚石。

2. 改性碳纳米管的制备

• 取碳纳米管加入硫酸与硝酸的混合溶液中，升温至70-75℃反应，获得改性碳纳米管。

3. 导热凝胶的制备

• 将乙烯基硅油和环氧基扩链剂于双行星搅拌机中常温混合10-16min，然后分次加入复合导热填料，每次加入后搅拌5-10min至均匀。
• 升温至140-165℃，在真空度为-0.04--0.09MPa、转速为50-80rpm下混合1-3h。
• 最后加入含氢硅油、抑制剂和催化剂，常温混合30-40min，出料得到导热凝胶。

有益效果

1. 采用改性金刚石、氮化铝和改性碳纳米管作为复合导热填料，结合乙烯基硅油、含氢硅油和催化剂及环氧基扩链剂的混合物作为基体，显著提高了导热性能。
2. 通过优化各组分的比例和制备工艺，实现了导热凝胶的高稳定性和长使用寿命。
3. 改性处理提高了导热填料与硅油基体的相容性，降低了接触热阻，提高了整体导热性能。

这项技术在新能源汽车电池组和5G通信等领域的散热管理中具有广阔的应用前景。