导热和绝缘硅橡胶
一、导热硅橡胶
目前,硅橡胶的导热改性还是以填充改性为主,结构型导热硅橡胶的研究还鲜有报七)异热硅橡胶道。导热硅橡胶按照硫化温度来划分,可分为室温硫化导热硅橡胶和高温硫化导热硅橡胶;按照导热填料添加组分的不同来划分,可分为单一填料填充体系和复合填料填充体系。常用的导热填料有金属粉末(如A1、Ag、Cu等)、金属氧化物(如A12O3、MgOBeO等)、金属氮化物(如SN、AN、BN等)及非金属材料(如SiC、石墨、炭黑等)。
日本研发了一种高导热性硅橡胶组合物,包含(A)100质量份可热硫化有机聚硅氧烷组合物和(B10-2000质量份平均粒径为2~100m的金属硅粉,所得制品具有高热导率、高耐热性和低压缩水久变形。还开发出一种导热橡胶,为三元乙丙橡胶和甲基乙烯基硅橡胶(乙烯基摩尔分数为0.05%~0.50%)的并用胶,三元乙丙橡胶和硅橡胶的质量比为3:1,并向其内添加250~400份4气相法白炭黑以及氧化铝、过氧化二异丙苯等,导热性能优异,并克服了导热硅橡胶力学性能低的缺点。国内研发一种导热阻燃液体硅橡胶,它包括以下组分:10~40份0.5~5.0mPa·s的乙烯基封端的有机聚硅氧烷、10~40份10~50Pa·s的乙烯基封端的有机聚硅氧烷、1~5份的含氢聚硅氧烷、2-8份的烷基二硅氮烷、20-50份平均粒径为5~20m的氢氧化铝粉末,0.3~2.0份的加成固化催化剂、0.01~0.06份的炔醇类固化抑制剂0.5~2.0份的蒸馏水。热导率不小于1.1W/(m·K),阻燃级别UL94V0级,集导热、绝缘、阻燃性能于一身,性价比高。
日本研发了一种高导热性硅橡胶组合物,包含(A)100质量份可热硫化有机聚硅氧烷组合物和(B10-2000质量份平均粒径为2~100m的金属硅粉,所得制品具有高热导率、高耐热性和低压缩水久变形。还开发出一种导热橡胶,为三元乙丙橡胶和甲基乙烯基硅橡胶(乙烯基摩尔分数为0.05%~0.50%)的并用胶,三元乙丙橡胶和硅橡胶的质量比为3:1,并向其内添加250~400份4气相法白炭黑以及氧化铝、过氧化二异丙苯等,导热性能优异,并克服了导热硅橡胶力学性能低的缺点。国内研发一种导热阻燃液体硅橡胶,它包括以下组分:10~40份0.5~5.0mPa·s的乙烯基封端的有机聚硅氧烷、10~40份10~50Pa·s的乙烯基封端的有机聚硅氧烷、1~5份的含氢聚硅氧烷、2-8份的烷基二硅氮烷、20-50份平均粒径为5~20m的氢氧化铝粉末,0.3~2.0份的加成固化催化剂、0.01~0.06份的炔醇类固化抑制剂0.5~2.0份的蒸馏水。热导率不小于1.1W/(m·K),阻燃级别UL94V0级,集导热、绝缘、阻燃性能于一身,性价比高。
采用氧化铝和氧化锌为填料制得导热硅橡胶,发现2种填料的加入均可提高硅橡胶的热导率以及热稳定性,但是填充相同份数氧化铝及氧化锌时,后者要比前者的效果更好(氧化锌具有较高的热导率)。用制得的导热硅橡胶做成散热片可以很好解决电脑CPU以及手机处理器的散热问题。用总用量为55份的不同粒径的aN4O3与SiC并用填充硅橡胶,所得硅橡胶制品的热导率为1.48W(mK),如果加大填料的填充量并且控制其粒径分布,所得制品的热导率将上升至2W/(m·K)。目前,提高硅橡胶导热性能的研究主要集中在填料的表面处理和改性以及填料粒径分布等方面,从面导致了目前开发的导热橡胶材料普遍具有热导率低的缺点。因此使用新型导热填料、新型填料复合技术以及探索结构型导热硅橡胶复合材料,大幅度提高梦料的导热性,抗热疲劳性以及使用稳定性是今后导热硅橡胶研究和开发的主要趋势。
二、绝缘硅橡胶
硅橡胶以其独特的憎水性和憎水迁移性而被用作新型高压绝缘防污闪材料,但仍存在附着力差、强度弱、阻燃性差等缺陷。为提高硅橡胶的防污闪作用,国内外都进一步开展相关的研究工作,主要包括以下三方面:①纳米粉体改善硅橡胶性能;②阻燃与耐漏电起痕;③涂层的自恢复与耐老化。(环保发泡剂-欧文新材料)
采用粒径为30~4mmSb2O3,在增强防污闪涂料阻燃的同时提高了涂层强度。阻燃与耐漏电起痕关系非常紧密,往往在提高一项性能的同时也提高了另一项性能。德国沃克采用粒径为2~10m氢氧化铝作为阻燃剂,提高了漏电起痕和阻燃性,耐电弧性大于420s。开发的570高压绝缘涂层是采用28%(质量分数)的晶型石英为填料,其耐漏电起痕及防污闪性能高,能在1.0mA盐雾条件下运行超过225h,比道康宁的高出约30h。针对防污闪涂料附着力差的问题,美国道康宁制作了固体质量分数75%的高压绝缘子涂料,在使用前用石脑油溶剂进行搅拌稀释,降低黏度,方便喷涂或刷涂。
