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如何提高导热混炼硅橡胶的导热性能?

开发新型高导热填料

   提高填料热导率从而提高复合材料热导率也是一种有效的方法,开发合成新的导热填料,或通过改性的方法获得高导热填料。实验证实,在高分子复合材料中,添加了热导率较高填料后,复合材料的热导率也相应的提高。

   开发高取向填料

   实验表明,填料分子结构的取向也能影响其导热率。例如:在普通的 Si3N4原料粉体中加入晶种粒子,便会使 Si3N4结构由无规取向逐渐形成取向排列,形成纤维状结构,进而使 Si3N4的热导率呈现各向异性;经测得,Si3N4在结构取向上热导率等于 120 W/m?K(相当于钢的热导率),相比之下,普通 Si3N4的导热率仅为其三分之一。

   工艺条件的选择与优化

   众所周知,导热填料和材料生产时的加工工艺,均会影响复合材料热导率。因此,材料生产时的加工工艺也是我们需要重点关注的对象。如填料粒子与基体的混合方式,硅橡胶在加工硫化过程中所使用的温度、压力均可能影响复合材料的导热性能。

   由于硅橡胶基体的黏度会随着导热填料的加入而增大,进一步室温硫化硅橡胶的流动性降低,这也就使得硅橡胶基体中,导热填料的添加量受到不同程度限制。然而,由于生产工艺的不同(高温硫化硅橡胶填料的添加,是由机器化的生产工艺完成,所加入的填料往往较室温硫化导热硅橡胶多),而导致高温硫化硅橡胶的导热率较一般室温硫化导热硅橡胶偏高。研究指出,使填料粒子彼此之间形成最大程度的接触或堆砌,有助于提高基体材料的导热性。在实际的生产实践中,人们常常将种类和粒径不同的粒子混合填充,以实现填料粒子彼此之间形成最大程度的接触或堆砌。

   在混炼硅橡胶时,添加甲基硅油作为混炼助剂,结果使硅橡胶成型加工性优于未添加助剂所得样品,且采用此方法制备的硅橡胶的热导率大大提高。制备 Al2O3/导热硅橡胶时,以 C10H20Si(OCH3)3为辅助添加剂,并在  100℃下,混合搅拌 30min,该基料的黏度明显低于未添加时的黏度,相当于常温(混合)时的 1/4,由其所制成的硫化硅橡胶的热导率≈2。47W/(m?K)。


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