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4產(chǎn)品百科

導(dǎo)熱氧化鋁填料如何搭配才能獲得高導(dǎo)熱硅膠?

文章出處:產(chǎn)品百科 責(zé)任編輯:東莞東超新材料科技有限公司 發(fā)表時(shí)間:2023-05-12
  ?       ?α-氧化鋁(下稱(chēng)氧化鋁)導(dǎo)熱粉體因來(lái)源廣,成本低,在聚合物基體中填充量大,具有較高性?xún)r(jià)比,是制備導(dǎo)熱硅膠墊片最常用的導(dǎo)熱粉體。氧化鋁形貌有球形、角型、類(lèi)球形等,不同形貌對(duì)熱界面材料的加工性能、應(yīng)用性能、成本等有不同影響,加之不同粒徑的影響,在體系中會(huì)形成一定的孔隙,影響導(dǎo)熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)。本文將從以下幾個(gè)方面探討不同形貌、不同粒徑的氧化鋁導(dǎo)熱粉體的搭配工藝,為制備高導(dǎo)熱硅膠墊片提供參考。

1、同等粒徑相同添加量下,不同形貌

選取5μm和45μm的球形、類(lèi)球形氧化鋁形、角形氧化鋁在添加量75%下測(cè)試其對(duì)導(dǎo)熱硅膠墊片加工粘度的影響,相同粒徑球形氧化鋁的加工粘度最小,角形氧化鋁加工粘度最大;相同形貌粒徑越大,加工粘度越低。主要是因?yàn)橥攘较?,球形氧化鋁表面能越小,球的表面流動(dòng)性越好,與基體攪拌成膜均勻,體系粘度就越低,而角形氧化鋁形貌不規(guī)則,其顆粒的表面能大,顆粒之間越易粘附在一起,粘度就越大;而在相同相貌下,粒徑越大,吸油值越小。

2、同等粒徑不同形貌下,不同添加量

選取45μm類(lèi)球形氧化鋁形、球形、角形氧化鋁,分別在75%、80%、85%添加量下測(cè)試對(duì)導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)的影響,在同等添加量下,75%添加量時(shí)角形氧化鋁制備的導(dǎo)熱硅膠墊片的導(dǎo)熱系數(shù)較高。添加量在80%和85%時(shí),類(lèi)球形氧化鋁形氧化鋁制備的導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)較高。在添加量較少時(shí),隨著添加量增加,三種形貌氧化鋁制備的墊片導(dǎo)熱系數(shù)不斷升高。由于角型氧化鋁比表面積大,在基體中形成的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)會(huì)更多,因此墊片的導(dǎo)熱效果較好。當(dāng)添加量增加,由于類(lèi)球形氧化鋁是單晶顆粒、轉(zhuǎn)化率高、顆粒表面光滑,導(dǎo)熱系數(shù)最高,雖然球形氧化鋁球形度好,但是轉(zhuǎn)化率較低并且顆粒表面粗糙,導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)較低。

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3、同等形貌不同添加量氧化鋁導(dǎo)熱粉體,在不同復(fù)配比例

考慮最佳性?xún)r(jià)比和粉體顆粒堆積原理,選取45μm球形氧化鋁、45μm類(lèi)球形氧化鋁和5μm角型氧化鋁以2:2:1,2:1:1,1:2:1,1:1:1復(fù)配分別在80%、85%、90%的添加量下對(duì)導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)的影響。相同復(fù)配比例,隨著添加量增加,四種復(fù)配粉體填充的墊片導(dǎo)熱系數(shù)不斷增加,這是由于隨著粉體添加量增加,顆粒之間的接觸點(diǎn)越多,逐漸形成致密導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),因此導(dǎo)熱系數(shù)增加。另外,由于類(lèi)球形氧化鋁的轉(zhuǎn)化率高,導(dǎo)熱系數(shù)高,因此其比例較大,導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)的提升越明顯。

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4、同等添加量及不同復(fù)配比例對(duì)復(fù)配氧化鋁導(dǎo)熱粉體堆積性能的影響

選取45μm球形氧化鋁、45μm類(lèi)球形氧化鋁和5μm角型氧化鋁以2:2:1、2:1:1、1:2:1、1:1:1比例復(fù)配,球形氧化鋁、類(lèi)球形氧化鋁與角形氧化鋁比例1:2:1時(shí)堆積密度最大,這是因?yàn)轭w粒之間的縫隙被相互填充,空隙小,密度大。

     另外制作導(dǎo)熱硅膠墊片時(shí),常常會(huì)遇到粘膜、表面掉粉問(wèn)題。造成這一問(wèn)題原因之一是粉體與硅油相容性差,油粉粘度高、混合不均勻,使得墊片內(nèi)聚強(qiáng)度低,分子間作用力小于墊片表面與離型膜的吸附力,導(dǎo)致墊片剝離時(shí)出現(xiàn)粘膜、表面掉粉現(xiàn)象。如何解決這個(gè)問(wèn)題?

      導(dǎo)熱劑等產(chǎn)品可較好解決這樣問(wèn)題。與普通導(dǎo)熱粉體不同的是,這類(lèi)導(dǎo)熱粉體采用我司獨(dú)有的改性技術(shù)制備而成,增強(qiáng)了粉體與硅油之間的相容性,確保硅膠中即使填充了大量該導(dǎo)熱粉體,仍能分散均勻,使導(dǎo)熱硅膠墊片具有較高的內(nèi)聚強(qiáng)度,從而改善墊片撕膜時(shí)粘膜、表面掉粉現(xiàn)象。

導(dǎo)熱硅膠墊片時(shí),由于粒徑太粗,導(dǎo)致墊片有針眼。怎么辦?
      通過(guò)限制高導(dǎo)熱粉體最大粒徑,同時(shí)配以復(fù)合搭配和表面改性技術(shù),研發(fā)了一款高性能導(dǎo)熱粉體。該產(chǎn)品堆積密度大,應(yīng)用時(shí)可以降低復(fù)合體系的空隙,不僅能避免體系出現(xiàn)針眼,還能提高材料導(dǎo)熱系數(shù)。另外,改性技術(shù)降低了粉體表面極性,改善了粉體與樹(shù)脂的相容性,使體系易排泡。

      綜上,要制備高導(dǎo)熱率導(dǎo)熱硅膠墊片,需要尋求合適的導(dǎo)熱粉體原料、粉體形貌,確認(rèn)粒徑級(jí)配等,非一步即可完成。東超新材料在氧化鋁、氫氧化鋁等的應(yīng)用研究已經(jīng)有10+年的經(jīng)驗(yàn),可根據(jù)客戶(hù)具體的產(chǎn)品指標(biāo)、工藝特色、應(yīng)用目標(biāo),提供個(gè)性化的導(dǎo)熱阻燃高分子材料解決方案。
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