導熱硅橡膠及其制備方法、激光投影設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種導熱硅橡膠及其制備方法、包含該導熱硅橡膠的激光投影設備。該導熱硅橡膠的制備方法，包含以下步驟：步驟1、將導熱填料分散至硅橡膠基體中；步驟2、將硫化劑分散至所述硅橡膠基體中；步驟3、使所述硫化劑與硅橡膠基體發(fā)生交聯(lián)反應而得到導熱硅橡膠；其中，所述導熱填料為通過溶液混合法而將硅烷類聚合物與金屬粉末復合而成的導熱填料。根據(jù)本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法，使用的導熱填料是預先將金屬粉末與硅烷類聚合物復合而得到的導熱填料，通過復合有金屬粉末的硅烷類聚合物與硅橡膠基體的良好的相溶性，可以提高導熱填料在硅橡膠基體中的均勻分散性。
【專利說明】
導熱硅橡膠及其制備方法、激光投影設備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及導熱硅橡膠及其制備方法、包含該導熱硅橡膠的激光投影設備。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅橡膠的主鏈由硅、氧原子構(gòu)成，側(cè)鏈為含碳基團。由于硅氧鍵的結(jié)合比較緊密， 所以硅橡膠的耐熱、耐寒性能良好，且具有優(yōu)異的耐氣候性、耐臭氧性以及良好的絕緣性， 因此硅橡膠可以廣泛應用于醫(yī)療、生活、工業(yè)等領(lǐng)域中。具體地，在電子組裝領(lǐng)域中也經(jīng)常 使用硅橡膠。然而近年來，電子組裝正向密集化方向發(fā)展，導致電子元件的功率密度不斷升 高，使用中容易導致溫度過高，因此對于應用硅橡膠的場合而言，高導熱性成為影響電子元 器件可靠性和使用壽命的重要因素。而且，為了減小界面之間的接觸熱阻，要求界面材料既 有較高的導熱系數(shù)，還要求其具備良好的加工性能和力學性能，以便能更好的填充界面間 微小間隙。硅橡膠本身的導熱性能很差，熱導率通常只有〇. 13-0.25W/M · K左右，不能夠滿 足電子組裝的功率密度的不斷提高所帶來的不斷提高的導熱性需求。因此已經(jīng)提出的方案 是，通過向其中添加高導熱性能的填料，來提高硅橡膠復合材料的導熱性能，因此隨著導熱 性能的提高會帶來散熱性能的優(yōu)化。
[0003] 目前，將高導熱的填料加入至硅橡膠基體中的方法主要包括溶液共混、粉末混合、 熔融混合等方法。如上方法得到的導熱硅橡膠價格低廉、易于加工成型，因而廣泛應用于與 電子元器件接觸的硅橡膠制品領(lǐng)域。作為一個例子，西安科技大學王妮在其論文《導熱硅橡 膠的制備及性能表征》中公開了，選用石墨、碳化硅、氮化硼、氮化鋁作為導熱填料來制備導 熱硅橡膠，其中氮化硼用量為30份時，制備的硅橡膠效果最佳，導熱系數(shù)為0.647W/M · K(測 試標準:GB/T11205-2009)，拉伸強度為2.761MPa(測試標準:GB/T528-92)。
[0004] 然而，可以看出，為了形成高效的導熱網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，需要添加大量導熱填料，這會導 致硅橡膠的力學性能下降，不利于加工成型。而且，添加的大量導熱填料不能均勻分散在硅 橡膠基體中，導致導熱網(wǎng)鏈的中斷，影響了散熱效果。例如在專利文獻CN102827480A中公開 了一種制備高導熱硅橡膠復合材料的方法，其核心是將導熱填料與去離子水、乙醇、甲苯、 二甲苯、四氫咲喃或/和丙酮配置成固含量為lwt%~20wt%的分散液，并在分散設備中，在 常壓及室溫條件下分散處理1小時至48小時，所得分散液可直接使用，或過濾所得分散液， 所得固相物經(jīng)干燥后作為導熱填料。
[0005] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述專利文獻CN102827480A中的方法雖然可以提高導熱填料與硅橡 膠基體的接觸性能，但是仍然存在分散不均勻的現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種導熱硅橡膠的制備方法，利用該 導熱硅橡膠的制備方法，能夠制備出其中的導熱填料得到均勻分散的導熱硅橡膠。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：
[0008] -種導熱硅橡膠的制備方法，包含以下步驟：
[0009] 步驟1、將導熱填料分散至硅橡膠基體中；
[0010] 步驟2、將硫化劑分散至所述硅橡膠基體中；
[0011] 步驟3、使所述硫化劑與硅橡膠基體發(fā)生交聯(lián)反應而得到導熱硅橡膠；
[0012] 其中，所述導熱填料為按照如下方法制備得到的導熱填料；
[0013] 步驟(a):使含有至少一個雙鍵的硅烷氯化物、過量的硫醇化合物以及光引發(fā)劑在 第一有機溶劑中在光照的條件下反應，得到第一反應物，然后除去第一有機溶劑和未反應 的硫醇化合物得到第二反應物，將第二反應物溶解于第二有機溶劑中，得到第二反應物的 溶液；
[0014] 步驟(b):使金屬粉末分散至所述第二反應物的溶液中，然后除去所述第二反應物 的溶液中的第二有機溶劑;得到所述金屬粉末與所述第二反應物的復合體，所述復合體即 為導熱填料。
[0015]優(yōu)選地，所述硅橡膠基體的重均分子量為15萬~100萬;所述硅橡膠基體中的乙烯 基摩爾百分含量為〇. 05 %~2 % ;所述硅橡膠基體為硅氧烷類硅橡膠基體。
[0016] 優(yōu)選地，所述硅橡膠基體和導熱填料的份數(shù)分別為100份和10~40份;所述硫化劑 的份數(shù)為0.3~5份。
[0017] 優(yōu)選地，在所述步驟1中，在將導熱填料分散至硅橡膠基體中之后，進行包含第一 段混煉和第二段混煉的二段混煉;所述第一段混煉的條件是溫度為60~70°C，時間為5~30 分鐘;所述第二段混煉的條件是溫度為75~85°C，時間為5~30分鐘。
[0018]優(yōu)選地，在所述步驟2中，所述硫化劑為2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基）己烷； 在步驟3中，所述交聯(lián)反應的條件是溫度為150~170°C，壓力為10~lOOMPa，保持時間為10 ~80分鐘。
[0019]優(yōu)選地，在所述步驟(a)中，所述含有至少一個雙鍵的硅烷氯化物為具有如下結(jié)構(gòu) 的二氯硅烷：
[0021] 其中，辦或此是具有至少一個-c = c-雙鍵的基團；
[0022] 在所述步驟(a)中，所述硫醇化合物為3,6_二氧雜-1，8-辛烷二硫醇；
[0023] 在所述步驟(a)中，所述光引發(fā)劑為具有以下結(jié)構(gòu)式的雙?；趸ⅲ?br>[0025] 在所述步驟(a)中，所述光照的條件為在波長為365納米的光下進行照射；
[0026] 在所述步驟(a)中，所述第一有機溶劑為四氫呋喃；
[0027]在所述步驟(a)中，所述第二有機溶劑為乙醇；
[0028] 在所述步驟(b)中，所述金屬粉末為利用酸進行表面處理過的金屬粉末。
[0029] 優(yōu)選地，在所述步驟(b)中，所述酸為鹽酸或硫酸;所述金屬粉末選自銅粉、鐵粉、 金粉、銀粉、鋅粉或其組合。
[0030]優(yōu)選地，在所述步驟(b)中，所述金屬粉末的粒徑為200納米~20微米。
[0031]優(yōu)選地，在所述步驟(b)中，除去所述第二反應物的溶液中的第二有機溶劑的方式 是在惰性氣體保護下進行干燥;所述干燥的溫度為30~35°C。
[0032] 另外，本發(fā)明還提供一種導熱硅橡膠，其為由上述任一項導熱硅橡膠制備方法制 備得到的。
[0033] 另外，本發(fā)明還提供一種激光投影設備，包括上述的導熱硅橡膠作為傳熱部件。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法，能夠制備出其中的導熱填料得到均勻分散 的導熱硅橡膠。之所以能夠制備得到導熱填料均勻分散于硅橡膠基體的導熱硅橡膠，是因 為在本發(fā)明中，使用的導熱填料是預先將金屬粉末與硅烷類聚合物復合而得到的導熱填 料，從而通過復合有金屬粉末的硅烷類聚合物與硅橡膠基體的良好的相溶性，提高導熱填 料在硅橡膠基體中的均勻分散性。另外，本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法所制備的硅橡膠， 加工性能良好，原因在于，金屬粉末在硅橡膠中的分布均勻，不會因出現(xiàn)團聚等現(xiàn)象而影響 加工性能。
【附圖說明】
[0035] 圖1為利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法所制備的硅橡膠的第一個應用方式的 示意圖。
[0036] 圖2為利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法所制備的硅橡膠的第二個應用方式的 示意圖。
[0037]圖3為利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法所制備的硅橡膠的第三個應用方式的 示意圖。
[0038] 圖4為利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法所制備的硅橡膠的第四個應用方式的 示意圖。
[0039] 圖5為利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法所制備的硅橡膠的第五個應用方式的 示意圖。
[0040] 附圖標記說明：
[0041 ] 1印刷電路板
[0042] 2金屬支架
[0043] 3導熱硅橡膠
[0044] 4散熱器
[0045] 5熒光粉輪馬達
[0046] 6結(jié)構(gòu)件
[0047] 7全內(nèi)反射棱鏡
[0048] 8激光器
[0049] 9液冷頭
【具體實施方式】
[0050]為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更深入地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施 方式進行說明。
[0051 ] -種導熱硅橡膠的制備方法，包含以下步驟：
[0052]步驟1、將導熱填料分散至硅橡膠基體中；
[0053]步驟2、將硫化劑分散至所述硅橡膠基體中；
[0054]步驟3、使所述硫化劑與硅橡膠基體發(fā)生交聯(lián)反應而得到導熱硅橡膠；
[0055] 其中，所述導熱填料為按照如下方法制備得到的導熱填料；
[0056] 步驟(a):使含有至少一個雙鍵的硅烷氯化物、過量的硫醇以及光引發(fā)劑在第一有 機溶劑中在光照的條件下反應，得到第一反應物，然后除去第一有機溶劑和未反應的硫醇 化合物得到第二反應物，將第二反應物溶解于第二有機溶劑中，得到第二反應物的溶液；
[0057] 步驟(b):使金屬粉末分散至所述第二反應物的溶液中，然后除去所述第二反應物 的溶液中的第二有機溶劑;得到所述金屬粉末與所述第二反應物的復合體，所述復合體即 為導熱填料。
[0058]在本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法中，通過使用如上所述的導熱填料，可以提高 導熱填料在硅橡膠基體中的分散均勻性。因此，在上述的導熱填料中，由于金屬粉末與硅烷 類聚合物的復合，再利用硅烷類聚合物與硅橡膠基體的良好的相溶性，能夠提高導熱填料 在硅橡膠基體中的均勻分散性。由于上述橡膠類基體也是硅烷類聚合物，優(yōu)選地，上述硅烷 類聚合物與上述硅橡膠基體是相同種類的聚合物。
[0059] 關(guān)于所述硅橡膠基體的重均分子量并沒有特別的限制，例如可以15萬以上，具體 可以為20萬、30萬、40萬、50萬、60萬、70萬左右，更優(yōu)選為15萬~100萬。重均分子量的測定 方法可以使用特性粘數(shù)法等方法。
[0060] 另外，在所述硅橡膠基體中可以含有乙烯基，乙烯基的摩爾百分含量并沒有特別 的限定。只要能夠加強交聯(lián)形成聚合物網(wǎng)絡即可。具體地，乙烯基的摩爾百分含量優(yōu)選為 0.05%~2%。如果乙烯基的摩爾百分含量小于0.05%，則不能夠充分起到交聯(lián)作用；并且 如果乙烯基的摩爾百分含量大于2%，則最終形成的硅橡膠的交聯(lián)密度有可能過大，從而對 彈性有所降低。
[0061] 關(guān)于所述硅橡膠基體的種類，并沒有特別的限定。可以使用一般的硅橡膠。具體為 硅氧烷類硅橡膠基體。作為硅橡膠，具體可以列舉：甲基乙烯基硅橡膠、二甲基硅橡膠、甲基 苯基乙烯基硅橡膠等。
[0062] 關(guān)于所述硅橡膠基體和導熱填料的配比，并沒有特別的限定。導熱填料的含量只 要能夠起到增強導熱性能即可。例如可以優(yōu)選所述硅橡膠基體和導熱填料的配比分別為 100份和10~40份，更優(yōu)選所述硅橡膠基體和導熱填料的配比分別為100份和15~35份，進 一步優(yōu)選所述硅橡膠基體和導熱填料的配比分別為100份和20~30份。具體而言，所述硅橡 膠基體和導熱填料的配比分別為100份和25份。
[0063] 關(guān)于硫化劑的種類，并沒有特定的限制，前提是能夠起到交聯(lián)硅橡膠的作用。可以 根據(jù)橡膠成分的種類使用慣用的成分，例如可以列舉:金屬氧化物(氧化鎂、氧化鋅等）、有 機過氧化物(^醜基過氧化物、過氧化醋、^烷基過氧化物等）、硫類硫化劑等。并且，硫類硫 化劑是常見的。作為硫類硫化劑，可以列舉例如例如粉末硫、沉降硫、膠體硫、不溶性硫、高 分散性硫、氯化硫(一氯化硫、二氯化硫)等。這些交聯(lián)劑可以單獨使用或兩種以上組合使 用。另外，金屬氧化物可以與其他硫化劑(硫類硫化劑等)組合使用，金屬氧化物和/或硫類 硫化劑可以單獨使用或者與硫化促進劑組合使用。硫化劑的使用量可以根據(jù)硫化劑和橡膠 成分的種類從相對于橡膠成分100重量份為0.3重量份~20重量份的范圍內(nèi)選擇，例如優(yōu)選 為0.3重量份~5重量份。
[0064] 在硫化時，除了硫化劑以外，還可以使用其他的交聯(lián)助劑或硫化促進劑?？梢粤信e 公知的交聯(lián)助劑，例如多官能（異)氰脲酸酯（例如，三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)、三烯丙基 氰脲酸酯(TAC)等）、聚二烯(例如，1，2_聚丁二烯等）、不飽和羧酸的金屬鹽(例如，（甲基)丙 烯酸鋅、（甲基)丙烯酸鎂等）、肟類(例如，醌二肟等）、胍類(例如，二苯基胍等）、多官能（甲 基)丙烯酸酯（例如，乙二醇二（甲基)丙烯酸酯、丁二醇二（甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三 (甲基）丙烯酸酯等）、雙馬來酰亞胺類(脂肪族雙馬來酰亞胺，例如，Ν,Ν'-12-亞乙基雙馬 來酰亞胺、1，6'_雙馬來酰亞胺_(2,2,4_三甲基)環(huán)己烷等；芳烴雙馬來酰亞胺或芳香族雙 馬來酰亞胺，例如，N-N'-間亞苯基雙馬來酰亞胺、4-甲基-1,3-亞苯基雙馬來酰亞胺、4,4'_ 二苯基甲烷雙馬來酰亞胺、2，2-雙[4-( 4-馬來酰亞胺苯氧基)苯基]丙烷、4，4 二苯基醚雙 馬來酰亞胺、4,4'_二苯基砜雙馬來酰亞胺、1，3_雙(3-馬來酰亞胺苯氧基)苯)等。這些交聯(lián) 助劑可以單獨使用或兩種以上組合使用。這些交聯(lián)助劑中，優(yōu)選雙馬來酰亞胺類(N，N'_間 亞苯基雙馬來酰亞胺等芳烴雙馬來酰亞胺或芳香族雙馬來酰亞胺）。通過添加雙馬來酰亞 胺類，能夠提高交聯(lián)度，防止粘合磨損等。交聯(lián)助劑的比例以固體成分換算計可以從相對于 100重量份的硅橡膠為例如0.01重量份~10重量份的范圍內(nèi)選擇，例如可以為0.1重量份~ 5重量份(例如0.3重量份~4重量份），優(yōu)選為0.5重量份~3重量份(例如0.5重量份~2重量 份)。
[0065] 作為硫化促進劑，可以列舉例如秋蘭姆類促進劑（例如，四甲基秋蘭姆單硫化物 (TMTM)、四甲基秋蘭姆二硫化物(TMTD)、四乙基秋蘭姆二硫化物(TETD)、四丁基秋蘭姆二硫 化物(TBTD)、雙五亞甲基秋蘭姆四硫化物(DPTT)、N，N ' -二甲基-N，N ' -二苯基秋蘭姆二硫化 物等）、噻唑類促進劑(例如，2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噻唑的鋅鹽、2-巰基噻唑啉、二苯 并噻唑二硫化物、2-(4' -嗎啉基二硫代)苯并噻唑等）、次磺酰胺類促進劑(例如，N-環(huán)己基- 2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、Ν，Ν' -二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等）、雙馬來酰亞胺類促 進劑(例如，Ν，Ν'_間亞苯基雙馬來酰亞胺、^-1，2-亞乙基雙馬來酰亞胺等）、胍類(二苯 基胍、二鄰甲苯基胍等）、脲類或硫脲類促進劑（例如，亞乙基硫脲等）、二硫代氨基甲酸鹽 類、黃原酸鹽類等。這些硫化促進劑可以單獨使用或兩種以上組合使用。這些硫化促進劑 中，廣泛使用TMTD、DPTT、CBS等。硫化促進劑的比例以固體成分換算計相對于100重量份硅 橡膠基體例如可以為〇. 1重量份~15重量份，優(yōu)選為0.3重量份~10重量份，進一步優(yōu)選為 0.5重量份~5重量份。
[0066] 另外，對于本發(fā)明的混煉方式，并沒有特別的限定，只要能夠起到將各硅橡膠的原 料混煉均勻即可。例如可以通過使用密煉機、開煉機等混煉機進行混煉。并且混煉的段數(shù) (或者稱為次數(shù))并沒有特別的限制。例如可以為一段混煉或者兩段混煉。優(yōu)選地，在所述步 驟1中，使用二段混煉。即，在將導熱填料分散至硅橡膠基體中之后，可以進行包含第一段混 煉和第二段混煉的二段混煉。對于混煉的條件，也是沒有特別的限定。從兼顧混煉效率和混 煉均勻性方面出發(fā)，所述第一段混煉的條件是溫度為60~70°C，時間為5~30分鐘?？梢詢?yōu) 選所述第二段混煉的條件是溫度為75~85°C，時間為5~30分鐘。
[0067] 關(guān)于在所述步驟2中所使用的硫化劑，例如可以使用如上列舉的硫化劑。優(yōu)選使用 2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷作為硫化劑。
[0068] 關(guān)于在步驟3中的所述交聯(lián)反應的條件，并沒有特別的限定，只要能夠提供足夠的 能量使得引發(fā)交聯(lián)反應即可。例如優(yōu)選溫度為150~170°C，壓力為
[0069] 10~lOOMPa，保持時間為10~80分鐘。
[0070] 另外，在所述步驟(a)中，所述含有至少一個雙鍵的硅烷氯化物優(yōu)選為具有如下結(jié) 構(gòu)的二氯硅烷：
[0072]其中，心或仏為具有至少一個-C = C_雙鍵的基團。R^R2可以相同或者不同。具體 地，心或辦可以為帶有一個-c=c-雙鍵的烷基或烯基，例如可以為帶有一個-c=C-雙鍵的乙 基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、己基、異己 基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
[0073] 在所述步驟(a)中，所述硫醇化合物可以為正十二烷基硫醇、乙基硫醇、丁基硫醇 等直鏈型硫醇，但并不限定于此。在本發(fā)明中，3,6_二氧雜-1，8-辛烷二硫醇可以作為優(yōu)選 的示例。
[0074] 另外，在所述步驟(a)中，作為光引發(fā)劑，例如可以列舉:苯偶酰、苯偶姻醚、苯偶姻 丁醚、苯偶姻丙醚、二苯甲酮、3,3'_二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲 酸的酯化物、4-苯甲酰基_4'_甲基二苯硫醚、苯偶酰二甲基縮酮、2-丁氧基乙基-4-甲氨基 苯甲酸酯、氯噻噸酮、甲基噻噸酮、乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、二甲基噻噸酮、二乙基噻噸 酮、二異丙基噻噸酮、二甲氨基甲基苯甲酸酯、1-(4-十二烷基苯基)-2_羥基-2-甲基丙烷_ 1- 酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥 基-2-甲基丙烷-1-酮、苯甲酰甲酸甲酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉代丙烷-1-酮、 2- 芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮、2,4_雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1，3,5-均三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-1，3,5-均三嗪、2,4-雙(三溴甲基)-6-(4'-甲氧基苯 基)-1，3,5_均三嗪、2,4,6_三(三溴甲基)-1，3,5_均三嗪、2,4_雙(三氯甲基)-6-(1,3-苯并 二氧戊環(huán)-5-基)-1，3，5-均三嗪、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、1 - (4-苯硫基苯基)丁烷-1，2-二 酮-2-肟-0-苯甲酸酯、1-(4-甲硫基苯基）丁烷-1，2-二酮-2-肟-0-乙酸酯、1-(4-甲硫基苯 基)丁烷-1-酮肟-0-乙酸酯、4,4'_雙(二乙氨基)二苯甲酮、對二甲氨基苯甲酸異戊酯、對二 甲氨基苯甲酸乙酯、2,2'_雙(0-氯苯基)-4,4'，5,5'_四苯基_1，2'_聯(lián)咪唑、重氮萘醌類引 發(fā)劑等。另外，還優(yōu)選使用氧化膦系光引發(fā)劑。例如可以優(yōu)選使用具有以下結(jié)構(gòu)式的雙?；?氧化膦：
.〇
[0076] 另外，在所述步驟(a)中，所述光照的條件并沒有特別的限定。對于特定的光引發(fā) 劑，例如上述的雙?；趸⒍?，優(yōu)選為在波長為365納米的光下進行照射。另外，在所述 步驟(a)中，所述第一有機溶劑優(yōu)選為四氫呋喃。另外，在所述步驟(a)中，所述第二有機溶 劑優(yōu)選為乙醇。
[0077] 關(guān)于上述步驟(b)，所述金屬粉末優(yōu)選為利用酸進行表面處理過的金屬粉末。對于 所述酸并沒有限制，例如可以為無機酸或者有機酸。只要能夠去除金屬粉末表面的污漬即 可。作為無機酸，可以列舉:鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等。作為有機酸，可以列舉：甲酸、乙 酸、丙酸、丁酸、沒食子酸、琥珀酸等。其中，優(yōu)選為鹽酸或硫酸。關(guān)于鹽酸或硫酸的濃度并沒 有特別的限定，不過有一個前提，即，金屬粉末能夠與酸具有反應性時，例如金屬粉末為鐵 粉時，鐵粉就可以與酸反應生成氫氣，那么此時對酸的要求是濃度不能過高。例如作為鹽酸 可以使用稀鹽酸或稀硫酸，例如濃度不超過1%的稀鹽酸或稀硫酸。在所述步驟(b)中，所述 金屬粉末優(yōu)選選自銅粉、鐵粉、金粉、銀粉、鋅粉或其組合。對于所述步驟(b)中的所述金屬 粉末的粒徑并沒有特別的限定，優(yōu)選為200納米~20微米。如果金屬粉末的粒徑小于200納 米，則其非常容易團聚，從而影響操作性，而且也不容易分散至上述酸中。如果金屬粉末的 粒徑超過20微米，則容易發(fā)生沉降現(xiàn)象，而導致分散不均。另外，優(yōu)選地，在所述步驟(b)中， 除去所述第二反應物的溶液中的第二有機溶劑的方式是在惰性氣體保護下進行干燥。優(yōu)選 地，所述干燥的溫度為30~35°C。
[0078]以下，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0079]測試方法：
[0080]熱導率的測試方法使用美國材料測試標準:ASTM D5470 [0081 ]拉伸強度的測試方法使用美國材料測試標準:ASTM D638 [0082] 化學品來源如下表1所示：
[0083]表 1
[0085] 需要說明的是，在本發(fā)明的實施方案(包括實施例）中，如果沒有特殊說明，"份"指 的是"重量份"。
[0086] 實施例1
[0087]步驟1、將80份硅橡膠生膠（即，硅橡膠基體）、20份硅油、10份導熱填料（導熱填料 的制備方法如后所述)在60 °C下進行第一段混煉30分鐘；后升溫至75°C進行第二段混煉30 分鐘；
[0088] 步驟2、向混煉后的原料中加入0.3份2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷；
[0089] 步驟3、在150°C、壓力lOMPa下熱壓成型80分鐘，即得到導熱硅橡膠。
[0090] 導熱填料的制備
[0091 ]本實施例中的導熱填料的制備方法如下：
[0092] 步驟(a)將78份二氯硅烷、1份3，6_二氧雜-1,8-辛烷二硫醇、1份ΒΑΡ0依次加入到 四氫呋喃溶液中，在室溫下攪拌，待反應物完全溶解后，保持攪拌狀態(tài)在光照波長為365納 米的光照下反應1小時。反應完畢后真空除去四氫呋喃，將反應產(chǎn)物在正己烷中沉淀三次， 利用透析袋在水溶液中透析三天除去未反應的硫醇化合物，真空干燥至恒重后溶于乙醇溶 液中，并用氬氣鼓泡脫氣30分鐘，得到改性后的二氯硅烷溶液。
[0093]步驟(b)將1份粒徑為20微米的Fe粉溶于濃度為2%的鹽酸溶液中，攪拌15分鐘后 過濾，用異丙醇沖洗三次，在氬氣保護氣氛中35°C下干燥后，加入到步驟(a)制得的改性后 的二氯硅烷溶液中，室溫攪拌1小時后于35°C下干燥，得到導熱填料。
[0094] 實施例2
[0095]步驟1、將100份硅橡膠生膠（即，硅橡膠基體）、40份導熱填料（導熱填料的制備方 法如后所述)在70°C下進行第一段混煉5分鐘;后升溫至85°C進行第二段混煉5分鐘；
[0096] 步驟2、向混煉后的原料中加入5份2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷；
[0097] 步驟3、在170°C、壓力lOOMPa下熱壓成型80分鐘，即得到導熱硅橡膠。
[0098] 導熱填料的制備
[0099] 本實施例中的導熱填料的制備方法如下：
[0100] 步驟(a)將100份二氯硅烷、10份3,6_二氧雜-1,8-辛烷二硫醇、10份ΒΑΡ0依次加入 到四氫呋喃溶液中，在室溫下攪拌，待反應物完全溶解后，保持攪拌狀態(tài)在光照波長為365 納米的光照下反應24小時。反應完畢后真空除去四氫呋喃，將反應產(chǎn)物在正己烷中沉淀三 次，利用透析袋在水溶液中透析三天除去未反應的硫醇化合物，真空干燥至恒重后溶于乙 醇溶液中，并用氬氣鼓泡脫氣30分鐘，得到改性后的二氯硅烷溶液。
[0101]步驟(b)將3份粒徑為200納米的Au粉溶于濃度為2%的鹽酸溶液中，攪拌15分鐘后 過濾，用異丙醇沖洗三次，在氬氣保護氣氛中30°C下干燥后，加入到步驟(a)制得的改性后 的二氯硅烷溶液中，室溫攪拌16小時后于30°C下干燥，得到導熱填料。
[0102] 實施例3
[0103] 步驟1、將90份硅橡膠生膠（即，硅橡膠基體）、10份硅油、30份導熱填料(導熱填料 的制備方法如后所述)在65°C下進行第一段混煉20分鐘；后升溫至80°C進行第二段混煉20 分鐘；
[0104] 步驟2、向混煉后的原料中加入3份2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷；
[0105] 步驟3、在160°C、壓力90MPa下熱壓成型60分鐘，即得到導熱硅橡膠。
[0106] 導熱填料的制備
[0107] 本實施例中的導熱填料的制備方法如下：
[0108] 步驟(a)將90份二氯硅烷、6份3，6_二氧雜-1,8-辛烷二硫醇、6份ΒΑΡ0依次加入到 四氫呋喃溶液中，在室溫下攪拌，待反應物完全溶解后，保持攪拌狀態(tài)在光照波長為365納 米的光照下反應18小時。反應完畢后真空除去四氫呋喃，將反應產(chǎn)物在正己烷中沉淀三次， 利用透析袋在水溶液中透析三天除去未反應的硫醇化合物，真空干燥至恒重后溶于乙醇溶 液中，并用氬氣鼓泡脫氣30分鐘，得到改性后的二氯硅烷溶液。
[0109]步驟(b)將2份粒徑為10微米的Cu粉溶于濃度為2%的鹽酸溶液中，攪拌15分鐘后 過濾，用異丙醇沖洗三次，在氬氣保護氣氛中30°C下干燥后，加入到步驟(a)制得的改性后 的二氯硅烷溶液中，室溫攪拌10小時后于30°C下干燥，得到導熱填料。
[0110] 對于由實施例1~3制備得到的導熱硅橡膠，按照美國材料測試標準:ASTM D5470 和ASTM D638,分別測試熱導率和拉伸強度。結(jié)果如下表2所不。
[0111] 表2
[0113] 從表2結(jié)果可以看出，利用本發(fā)明的制備方法制備的導熱硅橡膠，不僅熱導率高， 而且拉伸強度也高。
[0114] 實施例4
[0115] 本實施例提供一種利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法(實施例1的制備方法)所 制備的硅橡膠的第一種應用場合。請參見圖1。在印刷電路板1和金屬支架2之間可以使用導 熱硅橡膠3來連接，從而既可以保證印刷電路板1的熱量迅速傳遞至金屬支架2，又可以保證 導熱硅橡膠3將印刷電路板1和金屬支架2穩(wěn)固地連接。此種連接方式可以適用于激光投影 設備中的印刷電路板1和金屬支架2之間的連接。導熱硅橡膠3視為激光投影設備中的一個 傳熱部件。圖1中為了清楚表現(xiàn)各部件，示出的是印刷電路板1、金屬支架2以及它們之間的 導熱硅橡膠3的分解視圖，并不是連接之后的視圖。
[0116] 實施例5
[0117] 本實施例提供一種利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法(實施例1的制備方法)所 制備的硅橡膠的第二種應用場合。請參見圖2。在印刷電路板1和散熱器4之間可以使用導熱 硅橡膠3來連接，從而既可以保證印刷電路板1的熱量迅速傳遞至散熱器4，又可以保證導熱 硅橡膠3在印刷電路板1和散熱器4之間形成較大的接觸區(qū)域，提高散熱效果。此種連接方式 可以適用于激光投影設備中的印刷電路板1和散熱器4之間的連接。導熱硅橡膠3視為激光 投影設備中的一個傳熱部件。圖2中為了清楚表現(xiàn)各部件，示出的是印刷電路板1、散熱器4 以及它們之間的導熱硅橡膠3的分解視圖，并不是連接后的視圖。
[0118] 實施例6
[0119] 本實施例提供一種利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法(實施例1的制備方法)所 制備的硅橡膠的第三種應用場合。請參見圖3。例如在激光投影設備中的熒光粉輪馬達5上 通常安裝有散熱器4以利于熒光粉輪馬達5的散熱。此時，如果通過導熱硅橡膠3而連接熒光 粉輪馬達5和散熱器4,則既可以保證熒光粉輪馬達5的熱量迅速傳遞至散熱器4,又可以保 證導熱硅橡膠3在熒光粉輪馬達5和散熱器4之間形成較大的接觸區(qū)域，提高散熱效果。導熱 硅橡膠3視為激光投影設備中的一個傳熱部件。圖3中為了清楚表現(xiàn)各部件，示出的是熒光 粉輪馬達5、散熱器4以及它們之間的導熱硅橡膠3的分解視圖，并不是連接后的視圖。
[0120] 實施例7
[0121] 本實施例提供一種利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法(實施例1的制備方法)所 制備的硅橡膠的第四種應用場合。請參見圖4。例如在激光投影設備中的結(jié)構(gòu)件6和全內(nèi)反 射棱鏡(Total internal reflection prism，簡稱TIR)7之間設置有導熱娃橡膠3。導熱娃 橡膠3既可以保證結(jié)構(gòu)件6和全內(nèi)反射棱鏡7的連接，又可以實現(xiàn)熱量的迅速傳遞。所述結(jié)構(gòu) 件6主要為承力構(gòu)件，優(yōu)選具有適當?shù)膹姸群蛣偠取峁柘鹉z3視為激光投影設備中的一 個傳熱部件。圖4中為了清楚表現(xiàn)各部件，示出的是結(jié)構(gòu)件6、全內(nèi)反射棱鏡7以及它們之間 的導熱硅橡膠3的分解視圖，并不是連接后的視圖。
[0122] 實施例8
[0123 ]本實施例提供一種利用本發(fā)明的導熱硅橡膠的制備方法(實施例1的制備方法)所 制備的硅橡膠的第五種應用場合。請參見圖5。例如在激光投影設備中的激光器8和液冷頭9 之間設置有導熱硅橡膠3。導熱硅橡膠3既可以連接激光器8和液冷頭9,又可以將激光器8所 產(chǎn)生的熱量迅速地傳遞至液冷頭9，從而可以充分利用液冷頭9對激光器8進行冷卻，確保激 光器8長期穩(wěn)定作業(yè)。導熱硅橡膠3視為激光投影設備中的一個傳熱部件。圖5中為了清楚表 現(xiàn)各部件，示出的是激光器8、液冷頭9以及它們之間的導熱硅橡膠3的分解視圖，并不是連 接后的視圖。
[0124]雖然結(jié)合【具體實施方式】和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行了說明，但是對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和原理的前提下，還可以做出各種修改和變 更。因此，這些修改和變更應當視為在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種導熱娃橡膠的制備方法，包含W下步驟： 步驟1、將導熱填料分散至娃橡膠基體中； 步驟2、將硫化劑分散至所述娃橡膠基體中； 步驟3、使所述硫化劑與所述娃橡膠基體發(fā)生交聯(lián)反應而得到導熱娃橡膠； 其中，所述導熱填料為按照如下方法制備得到的導熱填料； 步驟(a):使含有至少一個雙鍵的硅烷氯化物、過量的硫醇化合物W及光引發(fā)劑在第一 有機溶劑中在光照的條件下反應，得到第一反應物，然后除去第一有機溶劑和未反應的硫 醇化合物得到第二反應物，將第二反應物溶解于第二有機溶劑中，得到第二反應物的溶液； 步驟(b):使金屬粉末分散至所述第二反應物的溶液中，然后除去所述第二反應物的溶 液中的第二有機溶劑;得到所述金屬粉末與所述第二反應物的復合體，所述復合體即為導 熱填料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，所述娃橡膠基體的重均 分子量為15萬~100萬;所述娃橡膠基體中的乙締基摩爾百分含量為0.05%~2%;所述娃 橡膠基體為硅氧烷類娃橡膠基體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，所述娃橡膠基體和導熱 填料的份數(shù)分別為100份和10~40份;所述硫化劑的份數(shù)為0.3~5份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟1中，在將導 熱填料分散至娃橡膠基體中之后，進行包含第一段混煉和第二段混煉的二段混煉;所述第 一段混煉的條件是溫度為60~70°C，時間為5~30分鐘;所述第二段混煉的條件是溫度為75 ~85°C，時間為5~30分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述硫 化劑為2,5-二甲基-2,5-雙(叔下基過氧基）己燒;在步驟3中，所述交聯(lián)反應的條件是溫度 為150~170°C，壓力為10~lOOMPa，保持時間為10~80分鐘。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟(a)中，所述 含有至少一個雙鍵的硅烷氯化物為具有如下結(jié)構(gòu)的二氯硅烷：其中，Ri或R2是具有至少一個-C=C-雙鍵的基團； 在所述步驟(a)中，所述硫醇化合物為3,6-二氧雜-1,8-辛燒二硫醇； 在所述步驟(a)中，所述光引發(fā)劑為具有W下結(jié)構(gòu)式的雙酷基氧化麟：在所述步驟(a)中，所述光照的條件為在波長為365納米的光下進行照射； 在所述步驟(a)中，所述第一有機溶劑為四氨巧喃； 在所述步驟(a)中，所述第二有機溶劑為乙醇； 在所述步驟(b)中，所述金屬粉末為利用酸進行表面處理過的金屬粉末。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟(b)中，所述 酸為鹽酸或硫酸;所述金屬粉末選自銅粉、鐵粉、金粉、銀粉、鋒粉或其組合。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟(b)中，所述 金屬粉末的粒徑為200納米~20微米。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導熱娃橡膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟(b)中，除去 所述第二反應物的溶液中的第二有機溶劑的方式是在惰性氣體保護下進行干燥;所述干燥 的溫度為30~35 °C。10. -種導熱娃橡膠，其為由權(quán)利要求1~9中任一項所述的導熱娃橡膠制備方法制備 得到的。11. 一種激光投影設備，其特征在于，包括權(quán)利要求10所述的導熱娃橡膠作為傳熱部 件。
【文檔編號】C08K5/14GK105968822SQ201610474471
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】戴潔, 邢哲
【申請人】海信集團有限公司