导热弹性硅橡胶垫片的性能研究_赵红振
导热弹性硅橡胶垫片的性能研究
赵红振1,齐暑华1,周文英2,王彩凤3,袁江龙3,郭 建3
(1.西北工业大学理学院,陕西西安 710072;2.西安交通大学电气绝缘电力设备国家重点实验室,陕西西安 710049; 3.西安向阳航天材料有限公司,陕西西安 710025)
摘要:试验研究氧化铝和氧化镁晶须对导热弹性硅橡胶垫片性能的影响。结果表明,当氧化铝用量为150份时,甲基乙烯基硅橡胶胶料的导热系数达到1.08W (m K)-1,约为未加导热填料硅橡胶胶料的5倍;氧化铝与少量氧化镁晶须(氧化镁晶须质量分数为0.06)并用填充的硅橡胶导热性能优于氧化铝粒子填充硅橡胶,热稳定性明显提高,热膨胀系数明显减小;以氧化铝/氧化镁晶须填充的硅橡胶为基体、电子级玻璃布为增强材料制得的导热弹性垫片具有优良的导热性能和较高的撕裂强度。
关键词:甲基乙烯基硅橡胶;氧化铝;氧化镁晶须;导热系数
中图分类号:T Q336.4+2;T Q333.93 文献标识码:B 文章编号:1000 890X(2008)02 0100 05
作者简介:赵红振(1979 ),男,河南焦作人,西北工业大学在读硕士研究生,主要从事高分子材料学方面的研究。
导热弹性垫片(elasto meric therm al pads,ET P)主要由有机弹性体和导热填料制成,能够紧
密接触冷热金属界面,排除界面间空气并使低功率发热元器件,如移动处理器和集成块等散热效率提高
[1,2]
。硅橡胶涂覆玻璃布制得的ETP 在保
证绝缘性能的前提下,明显提高了发热元器件的散热功效,被广泛用于汽车、电脑、散热器、电源供应器、军工产品及电机控制器等产品
[3,4]
。
本工作以甲基乙烯基硅橡胶(M VQ)为基料,氧化铝粒子和氧化镁晶须为导热填料,电子级玻璃布为增强材料,经混炼、溶胶、浸胶、硫化等工序制备导热性能、电绝缘性能和物理性能优良的
ET P,并研究导热填料及其用量对ETP 导热性能和物理性能的影响。1 实验1.1 原材料
M VQ,牌号101 b,中昊晨光化工研究院产品;气相法白炭黑,沈阳化工股份有限公司产品;氧化铝(微米级 Al 2O 3),平均粒径5 m,纯度99 99%,大连路明纳米材料有限公司产品;氧化镁晶须,中科院上海硅酸盐研究所产品;羟基硅油,化学纯,成都有机硅研究中心产品;硫化剂双
25,化学纯,西北橡胶工业制品研究院产品;硅烷偶联剂,牌号KH 550(8 氨丙基三乙氧基硅烷),化学纯,南京翔飞化学研究所产品;2116型电子级玻璃布,珠海功控玻璃纤维有限公司产品。1.2 主要设备与仪器
SK 160B 型两辊开炼机,上海橡胶机械厂产品;SL 45型压力成型机,上海第一橡胶机械厂产品;DRM 2型热导率仪,西安意鑫电子有限公司产品;ZC36型高阻计,上海第六电表厂产品;石英膨胀计,无锡科教仪器厂产品;邵尔A 型硬度计,营口市材料机械厂产品;S914型介质损耗测试仪,上海爱仪电子设备有限公司产品;T NC 电压击穿试验仪,天津电器控制设备厂产品;Q50型热重分析仪,美国TA 仪器公司产品;AMRAY 1000B 型扫描电子显微镜(SEM ),美国AM RAY 公司产品。1.3 试样制备
(1)导热M VQ
试验配方:M VQ 100,白炭黑 20,羟基硅油 1,硫化剂双25 0.5~1,氧化铝和氧化镁晶须 变量。
将M VQ 投入开炼机,包辊后加入白炭黑、氧化铝、氧化镁晶须、羟基硅油和硫化剂,继续混炼至均匀,得到导热M VQ 胶料,硫化后按照规定尺寸取样。
(2)ETP
将混炼胶溶于蒸馏过的90#汽油中,调节胶液质量分数达到0.3~0.4。将预先经硅烷偶联剂处理过的电子玻璃布浸胶,待溶剂挥发后烘干,然后放入模具中置于平板硫化机上硫化,硫化条件为(1655)!/(6~10)MPa?20min,制得表面柔软、光滑的ETP。
1.4 性能测试
导热系数、热阻、邵尔A型硬度、体积电阻率、撕裂强度、介电常数和热膨胀系数分别按照AST M D5470#1995,SJ20780#2000,GB/T 531#1999,GB/T1692#1992,GB/T528#1998, GB/T1694#1981和GB/T1036#1989进行测定。
2 结果与讨论
2.1 理化分析
ET P使用的导热硅橡胶必须具有导热性高、热稳定性好、热膨胀系数小、受压易变形、形状适应性强等特点,同时具有一定电绝缘性。M VQ、氧化铝和氧化镁晶须的理化分析结果见表1。
表1 主要原材料理化分析结果
项 目M VQ氧化铝氧化镁晶须
密度/(M g m-3) 1.05 3.98 3.2
热膨胀系数?106/K-12857.213.5
导热系数/[W (m K)-1]0.23352
体积电阻率/( cm)?1016?1014?1010
介电常数 3.57.09.8
2.2 氧化铝用量对MVQ导热性能的影响
由表1可见,氧化铝导热系数比MVQ大很多,填充氧化铝可以大幅提高MVQ的导热性能。氧化铝用量对MVQ导热性能的影响见图1。由图1可以看出,随着氧化铝填充量的增大,M VQ 的导热系数增大,同时热阻下降。分析原因认为,氧化铝用量较小时,氧化铝粒子被MVQ包覆,不能相互接触,导致热阻很大;当氧化铝用量较大时,氧化铝粒子之间相互接触,粒子堆积紧密,形成导热通路,使得M VQ导热系数明显增大;再增大氧化铝用量,由于粒子之间大部分已搭接连通,新的导热通路增加不明显,氧化铝粒子用量的影响已不起主要作用,如果继续增大用量,
会导致体
图1 氧化铝用量对MVQ导热性能的影响
%#导热系数;&#热阻。
系的加工性能和物理性能明显下降。因此,氧化铝的用量以150份为宜。填充150份氧化铝导热M VQ的SEM照片见图2
。
图2 填充150份氧化铝导热MVQ的SEM照片2.3 填充MVQ导热系数
晶须不仅具有高导热系数,而且与粒子和M VQ的接触面大,补强作用明显,同等条件下使M VQ导热系数继续增大,并且可提高M VQ的物理性能。氧化铝中引入少量氧化镁晶须(氧化镁晶须质量分数为0.06)替代氧化铝粒子,由于氧化镁晶须长径比较大,能够贯穿数个氧化铝粒子,显著增大彼此间接触几率,构成更多网络结点,加上协同效应,在橡胶基体中形成更多的导热通路,体系导热系数增大[3]。填充150份氧化铝/氧化镁晶须导热M VQ的SEM照片见图3。氧化铝与氧化铝/氧化镁晶须填充的MV Q导热系数如图4所示。
由图4可知,导热填料用量小于20份时,两种体系导热系数差别不大;随着导热填料用量增大,加入氧化镁晶须的体系导热系数比不加氧化镁晶须时高;当导热填料用量超过150份时,二者
图3 填充150份氧化铝/氧化镁晶须
导热MVQ 的SEM
照片
图4 氧化铝与氧化铝/氧化镁晶须填充MVQ
的导热系数
%#氧化铝;?#氧化铝/氧化镁晶须。
导热系数差值随填料用量增大而逐步缩小。这是因为当导热填料用量小于20份时,氧化铝和氧化镁晶须均被M VQ 包覆,热阻较大,故导热系数差值不大;随着导热填料用量增大,结构型晶须对导热通路形成的贡献比粒子大得多,故导热系数差值较大;而当导热填料用量大于150份后,填料粒子开始相互接触,即填料已开始密堆积,晶须的作用已经不再重要,故二者导热系数差值降低[5]。因此本试验选择150份氧化铝/氧化镁晶须作为混杂导热填料填充M VQ 。后续试验主要研究基于此配方的导热M VQ 的性能。2.4 填充MVQ 的热稳定性
氧化铝/氧化镁晶须对M VQ 热失重(TG)曲线的影响见图5。由图5可知,填充氧化铝/氧化镁晶须的MVQ 热稳定性明显提高,与未加导热填料的M VQ 胶料相比,分解温度显著提高,质量损失率明显减小。其原因首先是氧化铝和氧化镁晶须的分解温度很高,导致M VQ 热稳定性提高;其次在M VQ 中引入氧化铝/氧化镁晶须后,
体系
图5 氧化铝/氧化镁晶须对MVQ 的TG 曲线影响
1#未加导热填料的M VQ 胶料;2#填充
氧化铝/氧化镁晶须的M VQ 。
中M VQ 和无机粒子及晶须分子间形成了更多的物理和化学交联点,分子间相互作用力增大,体系热稳定性得到提高。
2.5 填充MVQ 的热膨胀系数
氧化铝与氧化铝/氧化镁晶须填充MVQ 的热膨胀系数见图6。由图6可知,添加氧化镁晶须的体系热膨胀系数比添加单一粒子体系小。原
因是晶须具有独特的长径比,与近球状氧化铝粒子相比,其与橡胶分子接触的比表面非常大,相互间作用力也很大,故对橡胶分子的牵制力较大,极大抑制了橡胶分子的热膨胀[6]
。
图6 氧化铝与氧化铝/氧化镁晶须填充MVQ
的热膨胀系数
&#氧化铝;%#氧化铝/氧化镁晶须。
2.6 玻璃布增强导热MVQ 复合材料性能
为提高M VQ 的撕裂强度,以氧化铝/氧化镁晶须填充的M VQ 为基体,电子级玻璃布为增强材料制得ET P 。由于玻璃布增强导热M VQ 具有良好的传热及物理性能,表面易形变,能充分接触到功率元器件和散热器的间隙。此外,电子级玻璃布赋予橡胶优异的抗切割和撕裂性能,且能
保证厚度均一。
为考察该ET P 的实际传热效果,制备尺寸为40mm ?40m m ?0 25mm 的ETP 和未加填料的普通垫片,置于100!热阻仪上,保持界面间良好接触,在不同时间测试试样另一侧温度,结果如图7所示。从图7可以看出,随着时间延长,在60s 内二者温度分别迅速上升到93和82!,随后温度基本稳定,120s 时温度分别为95和85!。与未加导热填料的垫片相比,ET P 另一侧温度在稳态时始终高约10!,表明该导热胶具备良好的传热能力。ETP 与普通垫片性能对比见表2。3 结语
M VQ 胶料的导热系数随氧化铝用量的增大而升高,其用量为150份时,胶料导热系数达到1.08W (m K)-1,约为未加导热填料胶料的5倍。氧化铝的用量以150份为宜。氧化铝/氧化镁晶须填充的M VQ 导热系数优于单一粒子填充的M VQ 。随氧化铝/氧化镁晶须用量增大,
体系
图7 ETP 与普通垫片传热效果对比
%#E TP;&#普通垫片。
表2 ETP 与普通垫片的性能对比
项 目
ET P 普通垫片厚度/mm 0.240.24撕裂强度/(kN m -1)
1819邵尔A 型硬度/度
7230连续使用温度/!
-60~+180-60~+180
导热系数/[W (m K)-1] 1.060.20热阻/(! W -1
)
0.62 1.40击穿电压/kV 4.5
5.0介电常数
5.0 5.5体积电阻率/( m)
2?1012
2.2?1016
导热系数和热稳定性能均得到提高,但热膨胀系数减小。以氧化铝/氧化镁晶须填充的MVQ 为基体、电子级玻璃布为增强材料制得的ETP 具有优良的导热性能和较高的撕裂强度。参考文献:
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2005,430(1 2):155 165.
收稿日期:2007 08 12
Study on properties of elastomeric thermal silicone rubber pads
ZH AO H ong z hen 1,QI Shu hua 1,ZH OU Wen y ing 2,WAN G Cai f eng 3,YUA N J iang long 3,G UO J ian 3
(1.Northw estern U nivers ity of T echnology,Xi an 710072,Ch ina;2.Xi an Jiaotong University,Xi an 710049,Ch ina;3.Xi an Sunw ard
Aerospace M aterials Co.,Ltd,Xi an 710025,China)
Abstract:T he effect of alumina par ticles and m agnesia w hisker o n the thermal co nductiv ity o f elastom eric ther mal pads m ade from silicone rubber w as investigated ex perimentally.T he results sho wed that the thermal conductivity o f 150phr alum ina filled silicone r ubber com pound reached 1.08W (m K)-1,appr oxim ately 5tim es that of unfilled silicone r ubber https://www.360docs.net/doc/c416772374.html,pared to alumina used alone,adding 0.06m ass fraction of magnesia w hisker in alum ina particles pr ovided the com po und w ith hig her therm al co nductiv ity,better therm al stability and significantly r educed coefficient of ther
mal ex pansion.T he elasto meric therm al pad made from thermal conductive silicone rubber r einfo rced by electrical fiberglass cloth possessed high thermal conductivity and go od tear streng th.
Keywords:M VQ;alumina;magnesia w hisker;thermal co nductiv ity
2007年中国橡塑机械行业十大新闻
中图分类号:TQ330 4 文献标识码:D
2008年年初,中国石油和化学工业勘察设计协会橡胶塑料设计专业委员会和全国橡塑机械信息中心组织部分顾问和技术委员,并特邀橡胶塑料机械行业有关专家推荐、汇总,评选出2007年中国橡胶塑料机械行业十大新闻。
(1)中国成为世界最大橡胶机械生产销售国。2007年中国橡胶机械销售总额超过80亿元,同比增长超过10%;设备加工能力在30万t、年销售收入在1000万元以上的企业已有50多家,成为世界最大橡胶机械生产销售国;出口额达到
1 2亿美元,同比增长33 33%。
(2)(大橡塑)杯第六届全国橡塑技术与市场研讨会暨中国国际橡塑行业高峰论坛在大连召开。2007年9月20~23日,由中国石油和化学工业勘察设计协会橡胶塑料设计专业委员会、全国橡胶塑料设计技术中心、全国橡塑机械信息中心、?橡塑技术与装备+?橡塑机械时代+杂志社及全国橡塑网联合主办的2007年(大橡塑)杯第六届全国橡塑技术与市场研讨会暨中国国际橡塑行业高峰论坛在大连成功召开。
(3)大橡塑举行百年华诞庆典。2007年9月20日,大连橡胶塑料机械股份有限公司举行百年华诞庆典。该公司多次承担国家重大技术装备国产化攻关任务,为中国橡胶塑料机械装备行业的发展做出了贡献。
(4)多家橡胶机械企业技术中心提升为国家级技术中心。益阳橡胶塑料机械集团有限公司、青岛高校软控股份有限公司、昊华南方桂林橡胶机械厂和天津赛象科技股份有限公司的技术中心先后被提升为国家级技术中心,体现了我国橡胶机械的综合科技创新能力。
(5)益阳橡机大容量啮合型密炼机获科技兴贸专项项目称号。益阳橡胶塑料机械集团有限公司自主开发的大容量啮合型密炼机获国家科技兴贸专项项目称号。该机为(十五)国家重大技术装备研制项目,是国家高等级子午线轮胎及橡胶制品等重点项目的关键设备,属国内首创。
(6)昊华南方桂林橡胶机械厂轮胎定型硫化机通过鉴定。桂林橡胶机械厂承担的广西重大科技成果引进项目###3000m m(117英寸)轮胎定型硫化机通过省级鉴定。该机主要用于生产大型载重、工程机械子午线轮胎,是我国目前生产的最大规格硫化机。
(7)建阳龙翔公司等共同开发全钢巨型工程机械子午线轮胎成型机。福建建阳龙翔科技开发有限公司与北京橡胶工业研究设计院和北京恒驰智能科技有限公司共同开发出用于套筒法成型胎圈直径为1245mm(49英寸)和1295mm(51英寸)及用于层贴法成型胎圈直径为1448mm(57英寸)和1295mm(51英寸)的全钢巨型工程机械子午线轮胎成型机。
(8)天津赛象坚持技术创新成果显著。2007年天津赛象科技股份有限公司开发出国内外最大的胎圈直径为610~711mm(24~28英寸)的乘用/轻型载重轮胎全自动一次法成型机。该公司已申请专利83项,其中发明专利31项,已授权发明专利7项。
(9)国内第一台载重轮胎均匀性试验机在青岛软控成功问世。2007年5月15日,国内第一台载重轮胎均匀性试验机在青岛高校软控股份有限公司成功下线。经测评,该机各项技术指标均达到大型轮胎厂的使用要求,完全可以替代进口产品。
(10)国内第一条同步拉伸膜机组研制成功。大连橡胶塑料机械股份有限公司自行研制成功国内第一条同步拉伸膜机组。该设备主要用于同步拉伸的无孔和多孔塑料薄膜的生产。其主机与不同辅机配套,可广泛用于塑料造粒、挤板及流延薄膜等产品的加工。
(全国橡塑机械信息中心 陈继红)
导热硅胶的使用
是导热硅脂好呢，还是导热硅胶好？ 导热硅胶通常也叫导热RTV胶，可以室温固化，有一定的粘接性能。导热硅胶是硅橡胶的一种，属于单组分室温硫化的液体橡胶。一旦暴露于空气中，其中的硅烷单体就发生缩合，形成网路结构，体系交联，不能熔化和溶解，有弹性，成橡胶态，同时粘合物体。而且一旦固化，很难将粘合的物体分开。 导热硅脂是一种导热介质，是以有机硅（聚硅氧烷聚合物）为基础原料，添加各种辅材，经过特殊工艺合成的一种酯状物高分子复合材料。是一种白色或灰色的导热绝缘黏稠物体,该物质有一定的黏稠度，没有明显的颗粒感。无毒、无味、无腐蚀性，化学物理性能稳定而且具有优异的导热性、电绝缘性、耐高温、耐老化和防水特性。通常情况下，导热硅脂不溶于水，不易被氧化，还具备一定的润滑性和电绝缘性。 导热硅脂与导热硅胶片优缺点：1、导热硅脂：导热硅脂优点：适应性较好,适合各种形状的铝基板,导热性能好，不会产生边角料。导热硅脂缺点：大面积的涂抹操作不方便在长期高温状态下使用,透光率低。2、导热硅胶片：导热硅胶片优点：材料较软,压缩性能好,厚度的可调范围比较大，适合填充空腔,两面具有粘性，可操作性和维修性强。导热硅胶片缺点：当导热面积较大时材料变形导致尺寸偏差,无法对齐,进而影响导热效果,使用该材料时应注意对工人的培训,或使用一定的工具降低加工导致的产品问题。
导热硅胶的正确使用方法？ .回答; 1.清洁表面：将被粘或被涂覆物表面整理干净，除去锈迹、灰尘和油污等。 2.施胶：拧开胶管盖帽，先用盖帽尖端刺破封口,将胶液挤到已清理干净的表面，使之分布均匀,将被粘面合拢固定。 3.固化：将涂装好的部件置于空气中会有慢慢结皮的现象发生，任何操作都应该在表面结皮之前完成。固化过程是一个从表面向内部的固化过，在24小时以内(室温及55%相对湿度)胶将固化2～4mm的深度,如果部位位置较深，尤其是在不容易接触到空气的部位，完全固化的时间将会延长,如果温度较低,固化时间也将延长。 4.操作好的部件在没有达到足够的强度之前不要移动、使用或包装。 如何清除导热胶？ 回答 ; 导热硅胶把CPU和散热片粘接在一起比较容易，但想把它们分开就没那么轻松了。拆卸粘有导热硅脂的CPU比较简单，毕竟它的粘合度不是很强调一把锋利的小刀从CPU和散热片的缝隙中插入(为了防止损坏CPU中间突出的内核，最好从内核旁边插入)，再轻轻地一撬就能解决，而拆卸粘有导热硅胶的CPU 就没有这么简单了，通常只能用小刀切开。由于CPU的陶瓷非常坚固，所以只要你小心大胆就完全能做到，这也是现在没人再把万能胶当导热硅胶的一个原因万能胶粘得太牢，几乎无法把CPU与散热片分开。
导热硅脂与软性导热硅胶垫的简单比较
导热硅脂与软性导热硅胶垫的简单比较 1.导热系数:导热硅脂的导热系数高于软性导热硅胶垫,分别是 4.0-5.5w/m.k和 1.75- 2.75w/m.k. 2.绝缘: 导热硅脂因添加了金属粉绝缘差,软性导热硅胶垫绝缘性能好.1mm厚度电气绝缘指数在3000伏以上. 3.形态:导热硅脂为凝膏状 ,软性导热硅胶垫为片材. 4.使用:导热硅脂需用心涂抹均匀,易脏污周围器件及引起短路;软性导热硅胶垫可任意裁切,撕去保护膜直接贴用,公差很小,干净. 5.厚度:作为填充缝隙导热材料,导热硅脂受限制,软性导热硅胶垫厚度从0.5-5mm不等,应用范围教广. 6.导热效果:导热硅脂颗粒教大,易老化.导热效果一般;软性导热硅胶垫因柔软富有弹性,能大大增加发热体与散热片间的导热面积,加工工艺精细复杂,该产品稳定性能强. 7.价格:导热硅脂已普遍使用,价格较低.软性导热硅胶垫多应用在笔记本电脑等薄小精密的电子产品中,价格稍高. 8.导热膏（又名导热硅脂、导热油，导热硅油，散热膏、散热硅脂）导热胶等系列产品。导热膏是用来填充CPU与散热片之间的空隙的材料的一种，这种材料又称之为热界面材料。其作用是用来向散热片传导CPU散发出来的热量，使CPU温度保持在一个可以稳定工作的水平，防止CPU因为散热不良而损毁，并延长使用寿命。作用于电子元器件，电工，家用电器，LCD,LED,CPU散热器等产品的增加热传导功能,填充缝隙,绝缘,防水,防潮,防震等作用；也可以填充在电子组件和散热器之间，充分润湿接触表面，从而形成非常低的热阻表面，其散热效率比其它类散热产品优越很多。一、产品特性: 膏状、不固化、高导热、低热阻、操作方便颜色：白色、灰色二、一般应用范围：高性能中央处理器及显卡处理器、CPU、电源、内存模组、LED灯具、半导体块和散热器、电脑和绘图处理单元等中级电子系统、电晶体、处理器、IC系统、电源电阻器与底座之间,温度调节器与装配表面,热电冷却装置等。 三、导热膏使用方法：1、将被涂覆表面擦（洗）干净至无杂质；可用刮刀、刷子、玻璃棒或注射器直接涂布或装填（注：在操作过程中不是涂得越多越好哦，而是均匀涂上薄薄一层就可以了）2、在使用过程中，有时会夹带少量空气，可通过静置、加压或真空排泡。 9.如果想要了解奥斯邦导热硅脂的导热系数不同，性能有有所差别的具体详细问题可以咨询我。
导热硅胶垫片电源的应用.doc资料
导热硅胶垫片HC 导热硅胶片是高性能间隙填充导热材料，主要用于电子设备与散热片或产品外壳间的传递界面。HC系列具有良好的的粘性、柔性、良好的压缩性能以及具有优良的热传导率。使其在使用中能完全使电子原件和散热片之间的空气排出，以达到接触充分。散热效果明显增加。HC系列同时具有一定的粘性，相比普通的绝缘导热材料在产品的安装过程中带来很大的方便性，不易脱落，便于操作。 特点优势 ●高可靠性 ●高可压缩性，柔软兼有弹性 ●高导热率 ●天然粘性，无需额外表面额粘合剂 ●满足ROHS及UL的环境要求 应用方式 ●线路板和散热片之间的填充 ● IC和散热片或产品外壳间的填充 ● IC和类似散热材料（如金属屏蔽罩）之间的填充 典型应用 ●通信设备 ●计算机 ●开关电源 ●平板电视 ●移动设备 ●视频设备 ●网络产品 ●家用电器 ● PC 服务器/工作站 ●光驱/COMBO ●笔记本电脑 ●基放站 物理特性参数表：
基本规格：200mm*400mm，300mm*300mm,可依使用规格裁成具体尺寸 该导热硅胶片尺寸是：1T*7*18，每个产品的要用到两片。 将导热硅胶片放在IC上，可使温度降低10-20度。导热硅胶片的另一面贴着产品的外壳。工作时将IC表面的温度通过导热硅胶片再传到DVD的外壳上。 导热硅胶片在电脑DVD及COMBO产品上的使用说明： 现在电脑DVD及COMBO倍速的不断提高，散热问题也无法回避。而COMBO生产厂家，现在使用最多的一种导热材料说是导热硅胶片。 因为导热硅胶片的合理的价格及方便的可操作性。 下图是取下导热硅胶片的DVD产品图片，其中蓝色圈是需要散热的IC。
导热硅胶垫片
导热硅胶垫片 TP400导热硅胶垫片是壹款高导热性能的材料,双面自粘,与电子组件装配使用时,低压缩力下表现出较低的热阻和较好的电气绝缘特性。在-40℃~200℃可以稳定工作,满足UL94V0的阻燃等级要求。 产品特性 导热系数4.0W/mK 低压缩力应用 低压缩力，具有高压缩比 双面自粘 低出油 高电气绝缘 良好耐温性能 兼具高散热性能与成本效益 典型应用： 笔记本和台式计算机 显卡散热模块 高导热需求的模块 高速大存储驱动 汽车发动机控制单元 硬盘驱动和DVD驱动 LCD背光模块 网络通信设备
物性表 型号 特性 单位 TP400 测试标准 组成成分 / 硅胶&陶瓷 / 颜色 / 紫色Purple Visual 厚度 mm 0.3～10.0 ASTM D374 硬度 Shore OO 50±5 65±5 75±5 ASTM D2240 密度 g/cc 3.20 ASTM D792 撕裂强度 KN/m / ＞0.5 ＞0.9 ASTM D624 拉伸强度 MPa / ＞0.1 ＞0.18 ASTM D412 延伸率 % 10 ASTM D412 击穿电压 Kv/mm ＞6.0 ASTM D149 体积电阻率 Ω.cm 1010 ASTM D257 耐热范围 °C -40～200 / 重量损失 % ≤ 1.0 @150℃ 240H 防火性能 / V-0 UL 94 导热系数 W/m.k 4.0 ISO 22007-2 介电常数（@1MHz ） / 7.5 ASTM D150 热阻（@40psi 1mm ） ℃-in2/W 0.38 ASTM D5470 采购信息 标准尺寸：200mm ×400mm ，可依客户指定模切成各种指定尺寸或形状。 性能展现 TP400-H40-T05 厚度（Thickness ）:T05=0.5mm 硬度（Hardness ）:H40=shore oo 40 产品型号
导热胶
1、Led系列产品都是由铝基板通过导热硅脂（胶）（垫片）连接散热器，将led发光时产生的热导出，散发到空气中。从而保证了led生命周期、发光效率、稳定性，而LED结面温度、发光效率及寿命之间的关系。 （1）耐高低温、耐水、耐氧、耐气候、防潮、防尘、防腐蚀、防震、几乎永远不固化。 (2)可在-50℃—+230℃的温度下长期保持使用时的脂膏状态。 (3)分别有白、灰、银、金等多种颜色导热系数不同的硅脂。 (4)俗称：散热膏、导热膏、散热硅脂、 2、导热硅胶：LS-D711（单组份）（双组份） (1)导热硅胶和导热硅脂都属于热界面材料。 (2)导热硅胶就是导热RTV胶，在常温下可以固化的一种灌封胶，和导热硅脂最大的不同就是导热硅胶可以固化，有一定的粘接性能。 (3)俗称：导热胶、硅脂胶、硅胶 特点：高导热性能、优越的耐高低温性，极好的耐气候、耐辐射及优越的介电性能、优越的化学和机械稳定性、应力低，更为有效地保护电器元件、室温或加温固化、100%固态，固化后无渗出物 3、导热硅胶片：LS-D721（颜色形状可定制） （1）导热硅胶片和导热硅脂都属于热界面材料。 （2）导热硅胶片就是导热RTV胶，在常温下固化的一种片状胶，和导热硅脂最大的不同就是导热硅胶片是片状，有一定的粘接性能 （3）导热硅胶垫片具有绝缘性能好，可模切，便于大规模生产。 4、近期导热硅胶垫片广泛地取代了传统的导热硅脂应用在笔记本电脑中，用于CPU的导热，它的优点是方便反复使用，不会有渗透现象发生 导热硅脂：俗称散热膏、导热膏 LS-D801(白色)可应用于：LED、cpu、家用电器、电子产品、仪器仪表、汽车冷热箱等所有发热体电器产品 LS-D811灰色）可应用于：LED、cpu、家用电器、电子产品、仪器仪表、汽车冷热箱等所有发热体电器产品 LS-D821（黄金色）可应用于：LED、cpu、家用电器、电子产品、仪器仪表、汽车冷热箱等所有发热体电器产品 LS-D831（含银）可应用于：LED、cpu、家用电器、电子产品、仪器仪表、汽车冷热箱等所有发热体电器产品 导热硅胶：（单组份）（双组份） LS-D711（白色）可应用于：LED、cpu、家用电器、电子产品、仪器仪表、汽车冷热箱等所有发热体电器产品 导热硅胶片（垫片）： LS-D721（各色可定制）分双面胶、单面胶。可应用于：LED、cpu、家用电器、电子产品、仪器仪表、汽车冷热箱等所有发热体电器产品 ２、导热硅脂是以有机硅树脂为基础原料，添加导热金属氧化物，绝缘填料，催化剂，助剂等各种辅材，经过特殊工艺合成的一种酯状物高分子复合材料。 3、CN201310078399.0导热硅胶片材及其制备方法 摘要：一种导热硅胶片材及制备方法，该导热硅胶片材是由聚硅氧烷、导热粉体、表面改性剂、交联剂、铂催化剂、抑制剂按10~50：20~600：0.1~5：0.2~2：0.01~1：0.0001~0.01的重量份混合并模压而成的片状体。制备方法包括：a、将聚硅氧烷、交联剂、表面改性剂、导热粉体、铂催化剂和抑制剂按比例依次加入反应釜，搅拌30~50分钟，得到混合物料；b、
导热硅胶片常见问题
Q: 测试导热系数的常规方法是什么？ A: 一般测试标准为ASTMD5470和HOTDISK 两种。GLPOLY 测试K 值方法为HOTDISK. Q:导热硅胶垫片是否带有粘性？ A:所有XK-P 系列都带有自粘性。 Q:具有粘性产品是否可以重复粘接？ A:需要根据具体情况来判断能否重工。如果小心施工，一般具有粘性的产品可以被重复使用。但在遇到铝表面或电镀表面时，要特别小心处理，避免撕裂或分层。 Q:如何理解“自粘性”？ A:橡胶的成分中含有粘合剂，因此产品本身带有自粘性。就背胶产品而言，产品表面的粘性会利于产品的组装。但背胶的热阻会影响产品的导热性能。而产品的自粘性就不会有因背胶而增加热阻的问题。就粘性强度而言，背胶的粘性强度高于自粘性产品。 Q:导热垫片如果有自粘性，会方便重复使用吗？ A: 需要依据具体的粘结表面来判断具有自粘性的导热垫片能否重复粘结。大部分情况下，是可以被重复使用的。但在遇到铝表面或电镀表面时，要特别小心处理，避免撕裂或分层。具有自粘性的导热垫片会比背胶产品更容易被重复使用。 导热硅胶片常见问题解答：导热硅胶片有自带粘性的也有不带粘性的，ＧＬＰＯＬＹ
Q: A: 重工取决于具体的应用环境。GLPOLY 有产品被重复使用的案例(因设备老化需维修时)。重工时，需参考设计工程师的建议来确定当时环境下的导热垫片是否还能继续使用。 Q: A:导热垫片一般在-60℃~200℃的环境下，硬度不会发生明显差异。 Q: A:大部分导热垫片的保质期是生产后保质1年，这时间是基于可以良好从包材上揭下来计算。背胶后的导热垫片保质期为生产后保质6个月。产品的保质期跟背胶包材有关，为了要能良好离型我们建议带背胶是6个月内使用，对于导热垫片而言，产品的稳定性并不只限于保质期内，产品本身有非常优秀的热稳定性与耐候性，有十年以上销售经验，产品都经过长年来可靠使用经验 Q: 导热垫片的厚度公差是多少？ A: 厚度≥0.254mm ，公差范围±10%；公差≤0.254mm ，公差范围±0.0254mm. Q:导热垫片正常工作的温度上限是多少？在上限温度下，导热垫片能被暴露放置多久维持正常？ A:导热垫片正常工作的最高温度极限值是250℃-5分钟，300℃-1分钟 导热硅胶片可以重工吗？导热硅胶片遇热会变软吗？导热硅胶片的保质期是多久？GLPOLY
导热弹性硅橡胶垫片的性能研究_赵红振
导热弹性硅橡胶垫片的性能研究 赵红振1,齐暑华1,周文英2,王彩凤3,袁江龙3,郭 建3 (1.西北工业大学理学院,陕西西安 710072;2.西安交通大学电气绝缘电力设备国家重点实验室,陕西西安 710049; 3.西安向阳航天材料有限公司,陕西西安 710025) 摘要:试验研究氧化铝和氧化镁晶须对导热弹性硅橡胶垫片性能的影响。结果表明,当氧化铝用量为150份时,甲基乙烯基硅橡胶胶料的导热系数达到1.08W (m K)-1,约为未加导热填料硅橡胶胶料的5倍;氧化铝与少量氧化镁晶须(氧化镁晶须质量分数为0.06)并用填充的硅橡胶导热性能优于氧化铝粒子填充硅橡胶,热稳定性明显提高,热膨胀系数明显减小;以氧化铝/氧化镁晶须填充的硅橡胶为基体、电子级玻璃布为增强材料制得的导热弹性垫片具有优良的导热性能和较高的撕裂强度。 关键词:甲基乙烯基硅橡胶;氧化铝;氧化镁晶须;导热系数 中图分类号:T Q336.4+2;T Q333.93 文献标识码:B 文章编号:1000 890X(2008)02 0100 05 作者简介:赵红振(1979 ),男,河南焦作人,西北工业大学在读硕士研究生,主要从事高分子材料学方面的研究。 导热弹性垫片(elasto meric therm al pads,ET P)主要由有机弹性体和导热填料制成,能够紧 密接触冷热金属界面,排除界面间空气并使低功率发热元器件,如移动处理器和集成块等散热效率提高 [1,2] 。硅橡胶涂覆玻璃布制得的ETP 在保 证绝缘性能的前提下,明显提高了发热元器件的散热功效,被广泛用于汽车、电脑、散热器、电源供应器、军工产品及电机控制器等产品 [3,4] 。 本工作以甲基乙烯基硅橡胶(M VQ)为基料,氧化铝粒子和氧化镁晶须为导热填料,电子级玻璃布为增强材料,经混炼、溶胶、浸胶、硫化等工序制备导热性能、电绝缘性能和物理性能优良的 ET P,并研究导热填料及其用量对ETP 导热性能和物理性能的影响。1 实验1.1 原材料 M VQ,牌号101 b,中昊晨光化工研究院产品;气相法白炭黑,沈阳化工股份有限公司产品;氧化铝(微米级 Al 2O 3),平均粒径5 m,纯度99 99%,大连路明纳米材料有限公司产品;氧化镁晶须,中科院上海硅酸盐研究所产品;羟基硅油,化学纯,成都有机硅研究中心产品;硫化剂双 25,化学纯,西北橡胶工业制品研究院产品;硅烷偶联剂,牌号KH 550(8 氨丙基三乙氧基硅烷),化学纯,南京翔飞化学研究所产品;2116型电子级玻璃布,珠海功控玻璃纤维有限公司产品。1.2 主要设备与仪器 SK 160B 型两辊开炼机,上海橡胶机械厂产品;SL 45型压力成型机,上海第一橡胶机械厂产品;DRM 2型热导率仪,西安意鑫电子有限公司产品;ZC36型高阻计,上海第六电表厂产品;石英膨胀计,无锡科教仪器厂产品;邵尔A 型硬度计,营口市材料机械厂产品;S914型介质损耗测试仪,上海爱仪电子设备有限公司产品;T NC 电压击穿试验仪,天津电器控制设备厂产品;Q50型热重分析仪,美国TA 仪器公司产品;AMRAY 1000B 型扫描电子显微镜(SEM ),美国AM RAY 公司产品。1.3 试样制备 (1)导热M VQ 试验配方:M VQ 100,白炭黑 20,羟基硅油 1,硫化剂双25 0.5~1,氧化铝和氧化镁晶须 变量。 将M VQ 投入开炼机,包辊后加入白炭黑、氧化铝、氧化镁晶须、羟基硅油和硫化剂,继续混炼至均匀,得到导热M VQ 胶料,硫化后按照规定尺寸取样。
导热垫片原理及应用
二、导热绝缘弹性橡胶（导热硅胶片） 导热绝缘弹性橡胶采用硅橡胶基材，氮化硼、氧化铝等陶瓷颗粒为 填充剂，导热效果非常好。同等条件下，热阻抗要小于其它导热材料。具有柔软，干净，无污染和放射性，高绝缘性的特点，玻璃纤 维加固提供了良好的机械性能，能够防刺穿、抗剪切、抗撕裂，可 带导热压敏背胶。导热橡胶的导热性能不仅和导热材料的厚度有关，还和导热材料的使用面积有关。由于导热材料的结构关系，所以一 般情况下，导热材料还会和受到的压力大小有关系。压力大，导热 能力就会强。一般导热材料受到压力在5-100psi，大多数散热器的 安装压力不会超过250psi。 氧化铝导热橡胶：导热性好，外型美观，广泛用于通信等产品的散热。 氮化硼导热橡胶：导热性能优异，适用大功率器件散热，相同条件 下与普通导热材料相比，可使器件温度低20℃以上。 导热绝缘弹性橡胶（导热硅胶片）使用注意事项： 以上几种导热绝缘材料都是采用硅橡胶为基材。使用时散热表面应 平滑、干净，不应有毛刺，以免刺破橡胶片，破坏绝缘。导热材料 的热阻越小，进入稳定时间越短，稳定温度越低。导热绝缘片的使 用不需要再辅以其它材料。 三、相变导热绝缘材料（导热相变界面材料） 相变导热绝缘材料，主要用于高性能的微处理器和要求热阻极低的 发热元件，以确保良好散热。相变导热绝缘材料在大约45～50℃时 会发生相变。并在压力作用下流进并填充发热体和散热器之间的不 规则间隙，挤走空气，以形成良好导热的界面。
相变导热绝缘材料（导热相变界面材料）应用场合： 微处理器、存储模块和高速缓冲存储器芯片 DC/DC转换器、IGBT和其它的功率模块 功率半导体器件、固态继电器、桥式整流器 相变衬垫是采用成卷包装，长度为100英尺，标准宽度为25.4毫米，另有多种规格可选。 相变导热绝缘材料（导热相变界面材料）使用方法： 第一步、采用不脱毛棉球（棉布）沾上酒精//异丙基溶剂，檫干净散热器表面。 第二步、撕下相变衬垫上的透明保护膜，将其贴在散热器上。 第三步、用手指轻轻压紧超相变阻衬垫导热衬垫。 第四步、用手撕下相变衬垫上的兰色保护膜，将器件压在上方。 四、导电导热衬垫（导热石墨片） 导热石墨片导热衬垫具有导热和导电的能力。其独特的定向排 列颗粒，具有类似于金属的组织结构，保证了导电性能，同时还能 够贴合热交换表面，保证导热效果。散热石墨片具有良好的柔韧性 和机械性能，在50℃--200℃的环境中都可以正常工作，在压力作 用后恢复性好，变形较小。导热石墨片导热衬垫的热阻抗非常小， 完全可以代替高性能的导热脂，同时避免了导热脂工艺性较差以及 肮脏等缺点。 石墨散热膜导热是三维的，即不仅在热源和散热器的垂直方向上能 够良好导热，还能够在纵向上导热，这就保证了局部的热能过高时，可以通过纵向导热的特性将热量迅速传导出去。因此，石墨导热膜 导热衬垫非常适应在狭小空间高效的传递热源产生的热量。