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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910469714.X (22)申请日 2019.05.31 (71)申请人 宋远周 地址 230041 安徽省合肥市包河区马鞍山 路588号金地国际城8幢702室 (72)发明人 宋远周 (74)专利代理机构 南京中高专利代理有限公司 32333 代理人 祝进 (51)Int.Cl. C08L 83/07(2006.01) C08L 83/05(2006.01) C08K 13/06(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 7/18(2006.0。
2、1) C08K 3/34(2006.01) C08K 3/22(2006.01) (54)发明名称 一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料及其 制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种阻燃高导热有机硅灌封 复合材料及其制备方法,该阻燃高导热有机硅灌 封复合材料包括A组分和B组分,A组份由下述质 量份的各组份组成： 苯基乙烯基硅油100份、 催化 剂15份、 硅烷偶联剂表面处理的耐热添加剂2 15份、 硅烷偶联剂表面处理的导热填料200 900份、 阻燃剂2-6份； B组份由下述质量份的各组 份组成： 苯基乙烯基硅油100份、 交联剂1.22.8 份、 抑制剂00.002份、 硅烷偶联剂表面处理的 耐。
3、热添加剂215份、 硅烷偶联剂表面处理的辅 助填料200900份、 阻燃剂2-6份。 A、 B组份按等 质量比例混合均匀， 真空脱泡， 高温或室温固化， 即得到阻燃高导热有机硅灌封复合材料。 权利要求书2页 说明书5页 CN 110183853 A 2019.08.30 CN 110183853 A 1.一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 由等质量比的A组份和B组份制 成； A组份和B组份中导热粉体按一定质量比填充， 所述A组份由以下质量份的原料混合而 成： 所述B组份由以下质量份的原料混合而成： 2.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述苯基。
4、 乙烯基硅油的乙烯基含量为2.54.1wt。 3.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述的催 化剂为氯铂酸-四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物。 4.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述交联 剂为苯基含氢硅油， 含氢量为0.31.8wt。 5.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述硅烷 偶联剂为正丙基三甲氧基硅烷、 正己基三乙氧基硅烷和十二烷基三乙氧基硅烷中的一种。 6.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述抑制 剂为3-丙基-1-炔-3-醇、 3-苯基-。
5、1-炔-3-醇、 3-甲基-1-炔-3-醇和乙炔环己醇中的一种。 7.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述耐热 添加剂为平均粒径1-10 m的CeO2、 SnO2和Fe2O3中的一种或几种。 8.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述导热 填料为平均粒径30 m、 10 m、 2 m的球形Al2O3、 平均粒径1 m的ZnO和平均粒径3 m、 1 m的球形 AlN、 平均粒径5 m、 1 m的SiC。 9.根据权利要求1所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述阻燃 剂为氢氧化铝、 GRPHOS 861。
6、8-72、 AHP462中的至少两种。 10.权利要求1-9中任一项所述一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 包 括下述步骤： (1)填料粉体的表面处理： 称取质量份100份耐热添加剂、 导热填料加入高速混合机中， 权利要求书 1/2 页 2 CN 110183853 A 2 加热温度为70-85， 搅拌速度为400-600r/min； 取1份硅烷偶联剂、 3份无水乙醇、 0.16 0.35份蒸馏水于三口烧瓶中， 在25-30条件下水解20-30min； 将硅烷偶联剂的水解液分两 次加入高速混合机中,每次间隔5-8min， 最后在搅拌速度为800-1200r/min的条件下高速混 。
7、合25-30min， 取出混合物， 即得到硅烷偶联剂表面处理的耐热添加剂、 导热填料粉体。 (2)A组份制备： 称取质量份100份苯基乙烯基硅油， 15份催化剂于高速分散机中搅拌 1015min， 依次加入硅烷偶联剂表面处理的耐热添加剂215份、 硅烷偶联剂表面处理的 导热填料200900份、 阻燃剂2-6份； 填料粉体分3批加入， 每次间隔15-20min， 加料完毕后 继续搅拌2030min， 制得A组份； (3)B组份制备： 称取质量份100份苯基乙烯基硅油， 1.22.8份交联剂， 00.002份抑 制剂于高速分散机中搅拌1015min， 依次加入硅烷偶联剂表面处理的耐热添加剂215 。
8、份、 硅烷偶联剂表面处理的导热填料200900份、 阻燃剂2-6份； 填料粉体分3批加入， 每次 间隔15-20min， 加料完毕后继续搅拌2030min， 制得B组份； (4)称取等质量的A组份和B组份， 混合均匀后脱泡， 在25100下加热固化880min， 即制得了耐热硅橡胶。 11.根据权利要求10所述的一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 其特征在于， 所述导 热粉体按一定质量比填充， 30 m球形Al2O3 10 m球形Al2O3 2 m球形Al2O3 ZnO 球形AlN SiC 为50-70 5-15 6-12 5-15:5-10 3-8。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110。
9、183853 A 3 一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及工程材料领域， 尤其是导热有机硅灌封技术领域， 具体地说是一种阻 燃高导热有机硅灌封复合材料及其制备方法。 背景技术 0002 随着航空航天、 电子电气、 新能源汽车等高科技领域的快速发展， 微电子器件集成 化、 微型化、 智能化和功率增大化程度与日俱增， 电子设备所产生的热量迅速积累、 增加， 散 热问题变得越来越突出； 同时研究表明， 电子元器件的温度每升高2， 其稳定性和使用寿 命将下降10， 所以， 如果要保证器件在工作环境下长久可靠运行， 就必须解决其突出的散 热问题， 高导热绝缘灌封复。
10、合材料不仅能为电子元件提供安全可靠的散热途径,而且起到 绝缘、 抗震、 防潮和防腐蚀等作用。 0003 中国专利CN102212269A申请公开了一种高导热绝缘灌封复合材料及其制备方法, 该材料导热系数可达到3.5W/mK,但粘度太大(44000mPaS),排泡很难， 严重影响导热 性能， 且耐热、 阻燃性能未做说明， 不能满足灌封要求； 中国专利CN101054507A申请公开了 一种高导热有机硅灌封胶,该灌封胶固化物具有良好的力学性能和电学性能,但导热系数 较低， 只能达到1.1W/mK,不能满足大功率电子元件的散热要求； 中国专利CN101735619A 申请公开了一种无卤阻燃导热有机硅。
11、电子灌封胶及其制备方法， 该灌封胶固化物具有良好 的力学性能、 电学性能及阻燃性能,但导热系数较低， 只能达到1.12W/mK,仍不能满足大 功率电子元件的散热要求。 发明内容 0004 本发明的目的是针对现有技术的不足,提供了一种阻燃高导热有机硅灌封复合材 料， 本发明以苯基乙烯基硅油作为基胶,苯基含氢硅油作为交联剂,采用一定质量比的球状 Al2O3、 球形AlN、 ZnO和SiC导热填料填充， 使得不同形貌导热填料紧密堆积,形成有效的导热 通路网络,同时与耐热助剂共同作用， 大大提高了硅橡胶的耐热性能， 制备具有高导热系数 的绝缘阻燃灌封复合材料,同时固化物具有良好的电学性能和力学性能。 。
12、0005 本发明的阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 由等质量比的A组份和B组份制成； A组 份和B组份中导热粉体按一定质量比填充， 所述A组份由以下质量份的原料混合而成： 0006 0007 所述B组份由以下质量份的原料混合而成： 说明书 1/5 页 4 CN 110183853 A 4 0008 0009 所述苯基乙烯基硅油的乙烯基含量为2.54.1wt。 0010 所述的催化剂为氯铂酸-四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物。 0011 所述交联剂为苯基含氢硅油， 含氢量为0.31.8wt。 0012 所述硅烷偶联剂为正丙基三甲氧基硅烷、 正己基三乙氧基硅烷和十二烷基三乙氧 基硅烷中的一种。 0013。
13、 所述抑制剂为3-丙基-1-炔-3-醇、 3-苯基-1-炔-3-醇、 3-甲基-1-炔-3-醇和乙炔 环己醇中的一种。 0014 所述耐热添加剂为平均粒径1-10 m的CeO2、 SnO2和Fe2O3中的一种或几种。 0015 所述导热填料为平均粒径30 m、 10 m、 2 m的球形Al2O3、 平均粒径1 m的ZnO和平均 粒径3 m、 1 m的球形AlN、 平均粒径5 m、 1 m的SiC。 0016 所述阻燃剂为氢氧化铝、 GRPHOS 8618-72、 AHP462中的至少两种。 0017 阻燃高导热有机硅灌封复合材料的制备步骤为： 0018 (1)填料粉体的表面处理： 称取质量份1。
14、00份耐热添加剂、 导热填料加入高速混合 机中， 加热温度为70-85， 搅拌速度为400-600r/min； 取1份硅烷偶联剂、 3份无水乙醇、 0.160.35份蒸馏水于三口烧瓶中， 在25-30条件下水解20-30min； 将硅烷偶联剂的水解 液分两次加入高速混合机中,每次间隔5-8min， 最后在搅拌速度为800-1200r/min的条件下 高速混合25-30min， 取出混合物， 即得到硅烷偶联剂表面处理的耐热添加剂、 导热填料粉 体。 0019 (2)A组份制备： 称取质量份100份苯基乙烯基硅油， 15份催化剂于高速分散机中 搅拌1015min， 依次加入硅烷偶联剂表面处理的耐热。
15、添加剂215份、 硅烷偶联剂表面处 理的导热填料200900份、 阻燃剂2-6份； 填料粉体分3批加入， 每次间隔15-20min， 加料完 毕后继续搅拌2030min， 制得A组份； 0020 (3)B组份制备： 称取质量份100份苯基乙烯基硅油， 1.22.8份交联剂， 00.002 份抑制剂于高速分散机中搅拌1015min， 依次加入硅烷偶联剂表面处理的耐热添加剂2 15份、 硅烷偶联剂表面处理的导热填料200900份、 阻燃剂2-6份； 填料粉体分3批加入， 每 次间隔15-20min， 加料完毕后继续搅拌2030min， 制得B组份； 0021 (4)称取等质量的A组份和B组份， 混。
16、合均匀后脱泡， 在25100下加热固化8 80min， 即制得了耐热硅橡胶。 0022 所述导热粉体按一定质量比填充， 30 m球形Al2O3 10 m球形Al2O3 2 m球形Al2O3 ZnO 球形AlN SiC为50-70 5-15 6-12 5-15:5-10 3-8。 0023 与现有产品相比,本发明的有益效果在于： 说明书 2/5 页 5 CN 110183853 A 5 0024 本发明将混合型耐热添加剂、 球形Al2O3、 ZnO、 球形AlN、 SiC及阻燃剂添加到苯基乙 烯基硅油中， 制得阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 导热系数可达到4.0W/mK， 灌封复合 材料粘度低，。
17、 11000-18000mPas， 排泡容易且不易沉降； 同时使其耐热最高可达到510， 起始分解温度提高至340， 能满足新能源汽车、 锂电池模块灌封、 高频变压器、 连接器、 传 感器、 电热零件及电路板等领域产品， 尤其是航空航天、 汽车点火电缆护套、 耐高温密封件 等高温工作环境产品的绝缘导热灌封要求， 且生产工艺简单快速， 生产高效环保。 具体实施方式 0025 下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应该理解， 这些实施例仅用于说明本发 明， 而不用于限定本发明的保护范围。 在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调 整， 仍属于本发明的保护范围。 实施例中份数均按质量份计。 。
18、0026 实施例1 0027 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为2.5wt)、 2份氯铂酸-四甲基二乙烯基 二硅氧烷络合物于高速分散机中搅拌10min； 依次分批加入硅烷偶联剂正己基三乙氧基硅 烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 420份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 100份平均粒径 为10 m的球形Al2O3、 50份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为1 m的ZnO、 30份平 均粒径为3 m的球形AlN、 20份平均粒径为1 m的球形AlN、 20份平均粒径为1 m的SiC、 1份平 均粒径为1 mCeO2、 1份平均粒径为3 mFe2O3、 2份平均粒径。
19、为6 mSnO2和2份GRPHOS 8618-72， 加料完毕后继续搅拌30min， 制得A组份。 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为 2.5wt)、 1.5份甲基苯基含氢硅油(含氢量为1.0wt)、 0.001份3-丙基-1-炔-3-醇于高速 分散机中搅拌15min； 依次分批加入硅烷偶联剂正己基三乙氧基硅烷表面处理的导热填料 和耐热添加剂： 420份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为10 m的球形Al2O3、 50 份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为1 m的ZnO、 30份平均粒径为3 m的球形AlN、 20份平均粒径为1 m的球形AlN、。
20、 20份平均粒径为1 m的SiC、 1份平均粒径为1 mCeO2、 1份平 均粒径为3 mFe2O3、 2份平均粒径为6 mSnO2和2份GRPHOS 8618-72， 加料完毕后继续搅拌 30min， 制得B组份。 称取等质量的A组份和B组份， 混合均匀， 脱泡， 所得混合物粘度为 11500mPas， 于100固化15min， 即制得了阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 该灌封材料 导热系数达到2.8W/mK(ASTMD5470HotDisk法)， 耐热达到465， 体积电阻率3.81014 cm， 介电强度18.6KV/m,剪切强度1.7Mpa， 阻燃等级为V-0级。 0028 实施例2 0。
21、029 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为3.1wt)、 4份氯铂酸-四甲基二乙烯基 二硅氧烷络合物于高速分散机中搅拌15min； 依次分批加入硅烷偶联剂正丙基三甲氧基硅 烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 460份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 130份平均粒径 为10 m的球形Al2O3、 80份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为1 m的ZnO、 20份平 均粒径为3 m的球形AlN、 30份平均粒径为1 m的球形AlN、 15份平均粒径为3 m的SiC、 2份平 均粒径为1 mCeO2、 1份平均粒径为3 mFe2O3、 3份平均粒径为6 mSnO2和2份。
22、氢氧化铝， 加料完 毕后继续搅拌25min， 制得A组份。 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为3.1wt)、 1.2 份甲基苯基含氢硅油(含氢量为1.4wt)、 0.0012份3-苯基-1-炔-3-醇于高速分散机中搅 拌18min； 依次分批加入硅烷偶联剂正丙基三甲氧基硅烷表面处理的导热填料和耐热添加 说明书 3/5 页 6 CN 110183853 A 6 剂： 460份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 130份平均粒径为10 m的球形Al2O3、 80份平均粒径 为2 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为1 m的ZnO、 20份平均粒径为3 m的球形AlN、 30份平均粒 径。
23、为1 m的球形AlN、 15份平均粒径为3 m的SiC、 2份平均粒径为1 mCeO2、 1份平均粒径为3 mFe2O3、 3份平均粒径为6 mSnO2和2份氢氧化铝， 加料完毕后继续搅拌30min， 制得B组份。 称 取等质量的A组份和B组份， 混合均匀， 脱泡， 所得混合物粘度为13800mPas， 于100固化 10min， 即制得了阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 该灌封材料导热系数达到3.2W/mK (ASTMD5470HotDisk法)， 耐热达到478， 体积电阻率3.31014cm， 介电强度18.3KV/m, 剪切强度1.6Mpa， 阻燃等级为V-0级。 0030 实施例3 0。
24、031 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为4.0wt)、 5份氯铂酸-四甲基二乙烯基 二硅氧烷络合物于高速分散机中搅拌15min； 依次分批加入硅烷偶联剂十二烷基三乙氧基 硅烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 500份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 120份平均粒 径为10 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 80份平均粒径为1 m的ZnO、 20份 平均粒径为3 m的球形AlN、 20份平均粒径为1 m的球形AlN、 20份平均粒径为1 m的SiC、 3份 平均粒径为1 mCeO2、 3份平均粒径为3 mFe2O3、 3份平均粒径为6 mSnO2和2。
25、份AHP-462， 加料 完毕后继续搅拌25min， 制得A组份。 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为3.1wt)、 1.5份甲基苯基含氢硅油(含氢量为1.0wt)于高速分散机中搅拌18min； 依次分批加入硅 烷偶联剂十二烷基三乙氧基硅烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 500份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 120份平均粒径为10 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 80份 平均粒径为1 m的ZnO、 20份平均粒径为3 m的球形AlN、 20份平均粒径为1 m的球形AlN、 20份 平均粒径为1 m的SiC、 3份平均粒径为1 mCeO2、 3份。
26、平均粒径为3 mFe2O3、 3份平均粒径为6 mSnO2和2份AHP-462， 加料完毕后继续搅拌25min， 制得B组份。 称取等质量的A组份和B组份， 混合均匀， 脱泡， 所得混合物粘度为13800mPas， 于25固化1h， 即制得了阻燃高导热有机 硅灌封复合材料， 该灌封材料导热系数达到3.6W/mK(ASTMD5470HotDisk法)， 耐热达到 486， 体积电阻率3.01014cm， 介电强度17.6KV/m,剪切强度1.8Mpa， 阻燃等级为V-0 级。 0032 实施例4 0033 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为3.1wt)、 4份氯铂酸-四甲基二乙烯基 二硅氧。
27、烷络合物于高速分散机中搅拌15min； 依次分批加入硅烷偶联剂正丙基三甲氧基硅 烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 600份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 80份平均粒径为 10 m的球形Al2O3、 40份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 80份平均粒径为1 m的ZnO、 40份平均粒 径为3 m的球形AlN、 30份平均粒径为1 m的球形AlN、 30份平均粒径为3 m的SiC、 3份平均粒 径为1 mCeO2、 2份平均粒径为3 mFe2O3、 4份平均粒径为6 mSnO2和6份AHP-462， 加料完毕后 继续搅拌25min， 制得A组份。 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含。
28、量为3.1wt)、 1.2份甲 基苯基含氢硅油(含氢量为2.0wt)、 0.0012份3-苯基-1-炔-3-醇于高速分散机中搅拌 18min； 依次分批加入硅烷偶联剂正丙基三甲氧基硅烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 600份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 80份平均粒径为10 m的球形Al2O3、 40份平均粒径为2 m 的球形Al2O3、 80份平均粒径为1 m的ZnO、 40份平均粒径为3 m的球形AlN、 30份平均粒径为1 m的球形AlN、 30份平均粒径为3 m的SiC、 3份平均粒径为1 mCeO2、 2份平均粒径为3 mFe2O3、 4 说明书 4/5 页 7 CN 11。
29、0183853 A 7 份平均粒径为6 mSnO2和6份AHP-462， 加料完毕后继续搅拌20min， 制得B组份。 称取等质量 的A组份和B组份， 混合均匀， 脱泡， 所得混合物粘度为18000mPas， 于100固化15min， 即 制得了阻燃高导热有机硅灌封复合材料 ， 该灌封材料导热系数达到4 .0W/mK (ASTMD5470HotDisk法)， 耐热达到510， 体积电阻率3.11014cm， 介电强度17.2KV/m, 剪切强度1.4Mpa， 阻燃等级为V-0级。 0034 实施例5 0035 称取100份苯基乙烯基硅油(乙烯基含量为3.5wt)、 4份氯铂酸-四甲基二乙烯基 。
30、二硅氧烷络合物于高速分散机中搅拌15min； 依次分批加入硅烷偶联剂正丙基三甲氧基硅 烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 500份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 70份平均粒径为 10 m的球形Al2O3、 50份平均粒径为2 m的球形Al2O3、 100份平均粒径为1 m的ZnO、 50份平均 粒径为3 m的球形AlN、 30份平均粒径为1 m的球形AlN、 60份平均粒径为3 m的SiC、 5份平均 粒径为1 mCeO2、 5份平均粒径为3 mFe2O3、 5份平均粒径为6 mSnO2和4份GRPHOS 8618-72， 加 料完毕后继续搅拌25min， 制得A组份。 称取100份苯。
31、基乙烯基硅油(乙烯基含量为3.1wt)、 1.2份甲基苯基含氢硅油(含氢量为2.8wt)、 0.002份乙炔环己醇于高速分散机中搅拌 15min； 依次分批加入硅烷偶联剂正丙基三甲氧基硅烷表面处理的导热填料和耐热添加剂： 500份平均粒径为30 m的球形Al2O3、 70份平均粒径为10 m的球形Al2O3、 50份平均粒径为2 m 的球形Al2O3、 100份平均粒径为1 m的ZnO、 50份平均粒径为3 m的球形AlN、 30份平均粒径为1 m的球形AlN、 60份平均粒径为3 m的SiC、 5份平均粒径为1 mCeO2、 5份平均粒径为3 mFe2O3、 5份平均粒径为6 mSnO2和4份GRPHOS 8618-72， 加料完毕后继续搅拌15min， 制得B组份。 称 取等质量的A组份和B组份， 混合均匀， 脱泡， 所得混合物粘度为17200mPas， 于100固化 8min， 即制得了阻燃高导热有机硅灌封复合材料， 该灌封材料导热系数达到3.8W/mK (ASTMD5470HotDisk法)， 耐热达到492， 体积电阻率3.41014cm， 介电强度17.6KV/m, 剪切强度1.6Mpa， 阻燃等级为V-0级。 说明书 5/5 页 8 CN 110183853 A 8 。