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        關(guān)于有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠的抗沉降性及流變性探討

        關(guān)于有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠的抗沉降性及流變性探討
        思飛新材  2024-06-02  |  閱讀:935

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        前序:電子灌封膠要增加導(dǎo)熱,通常做法是加入多種類型的導(dǎo)熱填料(如導(dǎo)熱灌封膠常用的氧化鋁填料),但氧化鋁的密度為3.5~3.9 g/cm 3,而硅油基礎(chǔ)膠料的密度則為0.96 g/cm3,由于兩者的密度相差較大.

        公眾號.jpg
        (圖片來源:炎樂新材40um 高純球形氧化鋁)

        這時(shí)問題點(diǎn)也就出來了 1,導(dǎo)致灌封膠儲存時(shí)會出現(xiàn)分層或氧化鋁沉降等問題,底部變稠板結(jié),上層變稀析出硅油。 2,這使得產(chǎn)品在使用過程中需要經(jīng)常進(jìn)行攪拌,影響了生產(chǎn)效率。

        為避免導(dǎo)熱灌封膠在儲存中出現(xiàn)沉降或油粉分離現(xiàn)象,通常在灌封膠中加入各種輔助填料或助劑,以提高灌封膠黏度和觸變值,或加入相應(yīng)的表面活性劑,提高填料與溶劑的相容性。但過高的黏度和觸變值會影響導(dǎo)熱灌封膠在使用中的排泡和灌封等工藝性能。

        方案探討:以端乙烯基硅油為原料,氧化鋁為主要導(dǎo)熱填料,制得有機(jī)硅灌封膠,通過加入白炭黑和蒙脫土,采用流變儀表征灌封膠的黏度和觸變值變化,以期找到較適宜的抗沉降填料及添加比例。
        制備方式:端乙烯基硅油83.33份,甲基硅油16.67份,氧化鋁50~250份,白炭黑0~10.33份,蒙脫土0—10.33份。
        配制:在捏合機(jī)中按配方依次加入端乙烯基硅油、氧化鋁、白炭黑、蒙脫土,捏合至膏狀后,加入一定量表面處理劑捏合0.5~1 h,然后升溫至100℃以上抽真空2~3 h,冷卻至室溫后加入其它組分稀釋,捏合均勻后得到測試成品。
        性能測試:
        抗沉降性:向915 mm×150 mm的試管中倒人110 mm高的導(dǎo)熱灌封膠。靜置儲存20天后,觀察膠料中油與粉的分離情況,再通過測量油粉分離層的總高度進(jìn)行表征;
        流變性:將制作好的導(dǎo)熱灌封膠置于旋轉(zhuǎn)流變儀測試臺上,在剪切速率恒定或改變的情況下測試樣品的黏度及觸變值。

        公眾.jpg

        由圖示意可見,隨著氧化鋁用量的增加,氧化鋁與硅油的分離出現(xiàn)了先增強(qiáng)后減弱的趨勢(這也應(yīng)證上面所寫的內(nèi)容)分析原因是由于氧化鋁密度較大,表面活性基團(tuán)少,無法與硅油形成較好的相融合,隨著靜置時(shí)間的延長氧化鋁逐漸沉降,硅油上浮,造成了油粉分離。而隨著氧化鋁用量達(dá)到一定程度后,整個(gè)體系的黏度也逐漸增大,此時(shí)反而減慢了氧化鋁粒子的沉降速度,減小了油粉分離層的高度。

        公眾號2.jpg

        如上圖示意:加入白炭黑后,氧化鋁與硅油的分離現(xiàn)象明顯減弱,且隨著白炭黑用量的增加,油粉分離層高度逐漸減小。為了表征灌封膠的流平性和流掛性,通過改變剪切速率的方式,測試三個(gè)階段的剪切應(yīng)力大小,以滯后環(huán)面積來評價(jià)灌封膠流平性和流掛性,滯后環(huán)面積越大,表明灌封膠的流平性越差,流掛性越好,即觸變值越高。隨著白炭黑用量的增加,滯后環(huán)面積逐漸增大,灌封膠的流平性變差。白炭黑添加量越多,灌封膠黏度越高。分析原因可能是,一是白炭黑比表面積大,富含硅羥基,與填料和硅油表面形成氫鍵后,提高了填料與硅油的相容性,二是白炭黑增加了體系的觸變值和黏度,減慢了氧化鋁的沉降速度。加入少量白炭黑即可使油粉分離現(xiàn)象明顯減輕,但隨著白炭黑用量的增加,氧化鋁的沉降速度卻并未出現(xiàn)明顯下降,過多的白炭黑用量反而造成了灌封膠流乎陛能變差,對灌封性能帶來了一定負(fù)面影響。

        討論結(jié)果:以端乙烯基硅油為原料,氧化鋁為主要導(dǎo)熱填料,制得有機(jī)硅灌封膠。研究表明,單純采用氧化鋁為填料,用量為150份時(shí)體系的油粉分離現(xiàn)象最為嚴(yán)重,重質(zhì)填料沉降明顯;而隨著氧化鋁用量的增加,灌封膠體系的黏度上升,油粉分離現(xiàn)象呈現(xiàn)減弱趨勢。在氧化鋁用量為150份的灌封膠中,再加入白炭黑與蒙脫土,灌封膠的油粉分離現(xiàn)象均減弱,抗沉降性改善;其中,白炭黑更為有效,蒙脫土反而會促進(jìn)清油層的出現(xiàn)。適量加入白炭黑可有效減弱灌封膠油粉分離,提高抗沉降性,但白炭黑用量過多反而會顯著增加灌封膠黏度和流平性,對灌封工藝性能造成不良影響.



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