在每天拿起手机、打开电脑的时候,你是否也曾好奇过,那些看似不起眼的小材料是如何在电子产品的内部发挥着举足轻重的作用?
今天,就让我们一起走进有机硅导热灌封胶的奇妙世界,看看这个“小身材大智慧”的家伙是如何在科技舞台上大放异彩的!
有机硅灌封胶是以有机聚硅氧烷为基础胶,配合交联剂、催化剂、填料和其它功能助剂所组成的一种灌封材料。它具有广泛的使用温度范围,优异的热稳定性,良好的化学稳定性,优异的电绝缘性能,一定的耐水性,耐气候性以及耐紫外性,易于成型以及环保等优点。这些优点使有机硅灌封胶在众多领域得到了广泛的应用。
根据灌封胶组成的不同,有机硅灌封胶可以分为单组分和双组分两大类。其中,单组分灌封胶的主要优点是可以直接使用,不用脱泡,操作方便;双组分有机硅灌封胶则需要将液体基础胶与催化剂或者交联剂混合,因此一般用于绝缘封装材料或者密闭减震防水材料。
根据固化机理的不同,有机硅灌封胶又分为缩合型和加成型两个体系。其中加成型有机硅灌封胶,它具有固化时不产生副产物,可深层硫化,收缩率小,可以室温固化或者加热快速固化等诸多优点,因此广泛应用于电子灌封领域。
纯的有机硅灌封胶本身的导热性较差,难以满足电子元件密集化和微型化对电器设定的稳定性和散热的要求。因此,赋予有机硅灌封胶导热功能,对于现代电子工业的发展具有重要意义。
制备有机硅导热灌封胶最简便的方法是在有机硅基胶中加入一些高导热的填料。导热填料的种类和性质对灌封胶的导热性能有影响,但导热灌封胶的导热性能主要取决于聚合物基体与导热填料之间相互作用。
获得高导热性能灌封胶材料的关键,就在于让材料内部形成有效的导热网链:导热填料填充含量达到某一临界值后,复合材料内部就会形成类似网状结构的导热通路,这样灌封胶的导热性能就明显提高。
导热填料的种类很多,主要包括金属粉、金属氧化物和氮化物、碳材料等。一般来说,采用高导热系数的填料填充能够得到热导率较高的复合材料。
金属粉和碳材料的导热系数很高,密度大,但是与基体结合能力弱,制备的复合材料会导电,不适用于制备要求绝缘的复合材料;
金属氧化物和氮化物内部结构紧密,晶格完整,且具有优异的绝缘性能,制得的复合材料具有较好介电性能。
同时,使用不同粒径大小的填料复配,能够有利于填料之间彼此更好地形成导热通路,小粒径填料能填补到大粒径填料之间的空隙中,从而起到显著提高整体导热系数的效果。
填料的表面处理和加工方式能让有机硅胶和填料更好地结合在一起,减少它们之间的热阻,并且让硅胶体系变得更不粘稠,能加入更多的填料。这样,最后做出的有机硅胶导热性好,加工也方便。不过,要想达到最好的导热和整体性能,关键是要恰当地选择和改良填料,并合理复配填料。
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文、编/陈婉盈、罗煜
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