如何解决导热灌封胶的粘度及流动性问题？

导热灌封胶的粘度及流动性问题简析

问题一：什么叫有机硅导热灌封胶？

有机硅导热灌封胶一般指导热率大于1.0W/(m·K)，粘度较低，流动性好，用于电子电器元件的保护，可以起到防潮、防尘、防腐蚀、防震的作用。其主要特征为以下几点：

1. 导热率高于常规的有机硅灌封胶，散热更快；

2. 硫化前是液体，流动性好，便于灌注；

3. 由于添加大量的导热填料，密度较大，随着新能源汽车、5G等电子行业的轻量化发展要求，也出现了一些低密度高导热产品。

问题二：常用的导热填料

   导热填料主要有以下几种：

1.  硅微粉

主要是指结晶型硅微粉，这是传统的导热填料，其制备的硅胶导热率一般在0.5-0.8 W，因为成本低，目前普通灌封胶大量使用。

2.  氧化铝

 氧化铝也是常用的导热填料，其添加量大，绝缘性好，热稳定性高，导热率较高。但是其密度较大（接近4.0g/cm3），影响其在高端行业的应用，特别有轻量化要求的场合。

3.  氢氧化铝

       氢氧化铝能同时满足导热和阻燃的填料，而且其密度低，体积填充量高，可以做成低密度导热胶。但是其属于两性化合物，耐酸碱性差，同时由于熔点低，热稳定性也差，在胶体里消泡性较差，限制了其很多的应用场合。

此外由于氢氧化铝的生产工艺的原因（可百度），其粉料中钠离子含量偏高，在高温条件下会造成有机硅结构的分解。

4.  氮化硼、氮化铝

氮化硼、氮化铝属于导热率较高的填料，缺点是添加麻烦，容易增稠，同时价格贵，而氮化铝还有易水解的缺陷。

现在不少生产厂商也都在通过粉料粒径搭配或者表面处理等方式，希望改善其容易增稠，易水解等问题，目前已有不少做胶企业在小批量使用。

5.  其它半导电及导电填料

        半导电填料主要指石墨烯，而导电填料主要包括铝粉、铜粉和银粉等金属粉，这些粉料可和绝缘导热填料复配使用，应用于绝缘等级要求不高的场合，有的情况下直接需要导电的。

问题三：影响导热胶粘度及流动性的几个因素？

       影响导热胶的粘度及流动性的影响因素，主要在于原材料和分散方式，而原材料主要是乙烯基硅油和导热填料：

1.导热填料的影响因素

①　粉料的粒径大小及复配；

②　粉料的颗粒形状；

③　粉料的表面光滑度；

④　粉料的表面处理；

2. 乙烯基硅油

乙烯基硅油中，造成胶体粘度变大及流动性变差的主要是由于硅油中残留的Si-OH和-C-OH以及-C=O等基团。

在合成乙烯基硅油过程中，由于单体或碱胶不可避免的会引入水，从而在合成过程中生成Si-OH，其与粉体作用会引起胶料出现触变性，从而导致粘度上升，流动性下降。

同时在乙烯基硅油合成或脱低分子过程中，高温条件下，会有极少部分乙烯基双键断裂，生成-C-OH，在高温条件下，-C-OH还会继续氧化生成-C=O。这些极性基团也会造成胶料触变，粘度上升。

3.分散工艺

     分散设备主要有高速分散机，捏合机、动混机，在混合过程中需要控制温度，水分及线剪切速度。

①温度过高，粘度也会不稳定，尤其是处理粉，温度过高的话，粘度有时候会变得很高，甚至出现交联；

②要除去水分，一般建议使用带加热的设备，通过真空除水；

③线剪切速度不适合过快，过快会引起温度偏高，同时还会引起静电堆积，还有剪切力过大，粉料表面也会被受损，造成粘度上升。

问题四：如何解决这些问题？

1. 选择合适厂家的粉料

现在高导热灌封胶主流都是使用球铝，目前国内球铝主要厂家有金戈、百图、天津泽希、苏州锦艺、江苏联瑞等。其中：

金戈擅长于粉料复配和粉料处理，可以给客户提供整体解决方案；

百图是国内最早的球铝生产厂家，产品球形度高，批次稳定性好，合作客户多。

2. 使用处理过的乙烯基硅油

上海精日生产的P系列硅油，有效的去除了硅油中残留的Si-OH和-C-OH以及-C=O等基团。使得导热灌封胶中粘度显著降低（尤其对氧化铝和氢氧化铝填料），经多家知名制胶企业验证，可使粘度降低30%；或者在相同粘度要求下，多加20%左右的粉。

3.使用带加热的动混机做胶，真空条件下除水，控制温度不超过100℃。

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