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導熱灌封膠易沉降怎麼辦?

2022-03-05由 熱管理 發表于 畜牧業

矽油密度大嗎

導熱灌封膠由於具有一定導熱效能,以及防水防潮、密封等作用,常用於電子元器件,將器件執行時產生的熱量傳至外部,保證其正常運轉。

為滿足一定的導熱效能或降低生產成本,灌封膠通常新增氧化鋁、矽微粉等作為填料。然而由於填料與矽油密度相差較大,導致灌封膠儲存時會出現分層或填料沉降等問題,即上層析出矽油,底部變稠板結,這種現象會對實際生產和應用造成不利影響。

導熱灌封膠易沉降怎麼辦?

怎麼解決導熱灌封膠沉降問題?

如何防止或減少導熱灌封膠沉降?

導熱灌封膠主要由基礎樹脂、導熱填料、固化劑、交聯劑,及其他助劑組成,其中填料和助劑是影響灌封膠沉降的主要因素,因此在設計灌封膠配方時,應從這兩大方面考慮。

01 導熱填料

導熱填料是除了基礎樹脂外,灌封膠中的第二大體系,其粒徑、新增量、表面性質都會對灌封膠的沉降有一定影響。

填料粒徑:同種導熱填料,粒徑越細,抗沉降性越好

這是因為細粉比表面積大,表面羥基含量較多,粒子之間的氫鍵較強,導致粘度較大,從而減緩填料的沉降,但是由此帶來的優異抗沉降性會造成施工效率低,封裝困難,因此毫無意義。

常見的灌封膠採用不同粒徑的填料進行粗細搭配,這種複合方式不僅能在體系中形成緻密堆積,而且粗粉的加入還可提高導熱效能,更重要的是,粗粉對體系粘度增加較小,粗細粉體相互搭配,可以靈活調整體系粘度,從而調節沉降性。

填料新增量

常見的填料均為無機粉體,相對於矽油的密度大,且表面活性基團少;與矽油相容性差,隨著靜置時間延長,無機粉體逐漸沉降,造成油粉分離。

但是當粉體新增量達到一定量後,膠體粘度急劇增大,此時會減緩導熱填料的沉降速度,油粉分離情況減弱。

但若粘度過高,將影響導熱灌封膠在使用時的排泡和灌封等工藝效能,得不償失。所以不能一味追求優異的抗沉降性,而進行高填充。

填料表面性質

用表面處理劑對填料進行表面包覆,在粉體顆粒表面引入非極性的親油基團,使改性粉體在矽油中浸潤性好,易分散均勻,粒子之間不易黏結聚集,膠體的抗沉降性增強。

同時,經過表面處理工藝可降低粉體的極性,減小粉體與矽油之間的介面張力,兩者相容性增強,表現出來的是膠體粘度更低。

因此在灌封膠中,從提高其抗沉降能力而言,使用改性填料比普通填料好,且粘度還不會增加。

02 助劑

與灌封膠沉降效能有關的助劑有偶聯劑、抗沉降劑(觸變劑)等。

抗沉降劑(觸變劑)有氣相法白炭黑、奈米碳酸鈣等

由於這類材料比表面積大,富含羥基,與填料和矽油表面形成氫鍵後,改善了填料與矽油的相容性,還增加膠體的觸變值以及粘度,可減緩導熱粉體的沉降速度。

雖然加入適量的抗沉降劑可以使油粉分離的現象減輕,但是如果加入過多,導熱填料的沉降速度不會明顯下降,反而會造成灌封膠流平性變差,對灌封膠的效能有負面影響。

03 偶聯劑

由於其具有兩性結構,一部分基團具有親油性,能與灌封膠中的矽油形成強的親合力;另一部分親無機粉體,能與粉體表面的基團牢固結合,能大程度上延緩膠體中填料的沉降。所以可在灌封膠中加入適當的偶聯劑,以提高膠體的抗沉降效能。

另外,灌封膠的製備工藝、矽油粘度大小等也是影響灌封膠的抗沉降性因素,在此就不再贅述。

綜上,生產導熱灌封膠時可以採用表面改性的複合粉體為填料,適當加入少量抗沉降助劑來提升導熱灌封膠的抗沉降效能。