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导热填料如何提高导热硅橡胶的导热性能

发布日期：2023-02-09
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提高导热填料粉末从而提高复合材料热导率是一种导热填料材料的常见方法也是最有效的方法，导热率不够基本原因都是导热填料不够引起，东超导热填料氧化铝，或通过改性的方法获得高导热填料。实验证实，在高分子复合材料中，添加了热导率较高导热填料后，复合材料的热导率也相应的提高。填料是影响导热高分子导热性能的主要因素，填料的种类，粒径，形状，结构形态，表面湿润度，掺杂分数，自身的导热性能等对复合材料热导率具有重要的影响。填料的添加量达到某一临界值时，填料间接触增多，体系内形成了大量类似网状或链状结构形态，即导热网链，使得聚合物材料的热导率大大提高。东超新材料主要研究方向：导热粉体复配研究、粉体表面处理研究、新型功能材料研究开发。

导热填料分子结构的取向也能影响其导热率。例如：在普通的 Si3N4原料粉体中加入晶种粒子，便会使 Si3N4结构由无规取向逐渐形成取向排列，形成纤维状结构，进而使 Si3N4的热导率呈现各向异性；经测得，Si3N4在结构取向上热导率等于 120 W/mK（相当于钢的热导率），相比之下，普通 Si3N4的导热率仅为其三分之一。

尽人皆知，导热填料和材料生产时的加工工艺，均会影响复合粉填料材料热导率。因此，生产时的加工工艺也是我们需要重点关注的对象。如导热填料粒子与基体的混合方式，以及不同基体（有机硅、环氧树脂、聚氨酯等），硅橡胶在加工硫化过程中所使用的温度、压力均可能影响复合粉填料材料的导热性能。

由于硅橡胶基体的黏度会随着导热填料的加入而增大，进一步室温硫化硅橡胶的流动性降低，这也就使得硅橡胶基体中，导热填料的添加量受到不同程度限制。只有使填料粒子彼此之间形成最大程度的接触或堆砌，这样才有助于提高基体材料的导热性能。在电子行业实际的生产实践中，导热复合粉填料厂家都是将不同种类和粒径不同的粒子混合填充，不同种类填料的热导率相差很大，大小不同的粒径填充可以实现填料粒子彼此之间形成最大程度的接触或堆砌、形成多晶的导热结构。在等量下使用高导热率填料能获得较高导热复合材料。然而在很低填料使用情况下，使用高导热率填料与低热导率填料对热导率影响不大，主要原因是填料用量过少，完全被基体包裹阻断，热阻很大，热导率主要取决于基体的热导率，只有导热填料到达一定程度后才会对材料的热导率产生影响。

导热填料在混炼硅橡胶时，添加甲基硅油作为混炼助剂，结果使硅橡胶成型加工性优于未添加助剂所得样品，且采用此方法制备的硅橡胶的热导率大大提高。制备 Al2O3/导热硅橡胶时，以 C10H20Si(OCH3)3为辅助添加剂，并在 100℃下，混合搅拌 30min，该基料的黏度明显低于未添加时的黏度，相当于常温（混合）时的 1/4，由其所制成的硫化硅橡胶的热导率≈2.47W/(mK)。

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