有機硅導熱膠是一種基于有機硅材料的導熱性膠黏劑,主要用于提高散熱系統中的導熱效果。這種膠黏劑在高溫和高導熱性能方面表現出色,常用于電子設備、LED燈具、電源模塊等需要散熱的應用。以下是有機硅導熱膠的主要特性和應用:
有機硅導熱膠分類
導熱硅膠包括室溫硫化的和高溫硫化的,其主要用于電子、電器、儀表等行業的彈性粘結、散熱、絕緣及密封等(它能夠提供系統所需的高彈性和耐熱性,又可將系統的熱量迅速傳遞出去)。通常,高溫硫化的導熱硅膠的導熱性能要高于室溫硫化的,高溫硫化導熱硅膠主要以片的形式應用,作為墊片或者散熱片;室溫硫化導熱硅膠主要用于電子、家電等行業需要散熱部件的粘結和封裝等。
作為絕緣和減震性能優越的硅橡膠基體而言,其熱導率僅為0.2W/(mK)左右,但通過在基體中加入高性能導熱填料,包括金屬類填料(如Al、Cu、MgO、AIN、BN)和非金屬類材料(如SiC、石墨、炭黑等)后,其導熱性能卻可以得到幾倍乃至幾十倍的提高。導熱硅膠材料的導熱性能,最終由硅橡膠基體、填料性能、填料比例、填料分布情況、加工工藝等綜合決定。
最常見的導熱灌封硅膠是雙組份(A、B組份)構成的,其中包括加成型或縮合型兩類硅橡膠
? 加成型的可以深層灌封并且固化過程中沒有低分子物質的產生,收縮率極低,對元件或灌封腔體壁的附著良好結合。縮合型的收縮率較高對腔體元器件的附著力較低。單組分導熱灌封硅橡膠也包括縮合型的和加成型的兩種。
? 縮合型的一般對基材的附著力很好但只適合淺層灌封,單組分導熱硅橡膠一般需要低溫(冰箱保存),灌封以后需要加溫固化。
有機硅導熱膠的導熱機理
根據物質內部傳導熱能的載體不同,物質導熱機制可以分為:
①電子導熱;
②聲子導熱;
③光子導熱;
④分子導熱。
分別對應的導熱載體依次為電子、聲子、光子,以及分子。
與金屬和無機非金屬材料不同,由于大多數聚合物均是飽和體系,因而沒有自由電子存在,同時,聚合物中各分子運動相對較困難,因而,其導熱主要是通過晶格的振動,故聲子是聚合物主要的導熱載體;然而,由于聚合物鏈的不規則纏結,致使其結晶度較低,故而存在很大的非結晶部分。由于目前常用的眾多高分子聚合物材料(如聚氯乙烯、纖維素、聚酯等),均屬于晶態或非晶態的材料,其完整的分子鏈,不能完全自由的運動,只能發生原子、基團(或鏈節)的振動。因此,聚合物的導熱性能總體上不理想。目前對導熱高分子復合材料的制備原理主要是,通過填料之間的聲子導熱來實現熱傳導的方式,這一過程通常是將導熱填料加入到基體中而實現。
有機硅導熱膠行業應用分類
? 硅脂(Silicone Grease): 通常是半流體或膏狀,用于填充電子設備中的間隙,提高散熱效果。
? 硅膠片(Silicone Pads): 預制成片狀,方便應用于電子設備散熱模塊,如CPU散熱片。
? 硅脂導熱膠(Silicone Grease Compound): 將硅脂與導熱材料(如金屬氧化物)混合而成,既有導熱性能又具有良好的潤滑性。
? 雙組分有機硅導熱膠: 包含有機硅膠和硬化劑兩個組分,通過混合達到固化的效果,具備更好的操作性。
有機硅導熱膠特性
? 導熱性能: 有機硅導熱膠具有出色的導熱性能,能夠有效傳導熱量,提高散熱效果。
? 導電性能: 有機硅導熱膠通常是電絕緣體,但有些特殊配方也具備導電性,適用于一些需要導電和散熱的場合。
? 柔軟性: 有機硅導熱膠通常具有柔軟的特性,能夠填充微小縫隙和不平整表面,確保與散熱表面的有效接觸。
? 耐高溫性: 有機硅材料的耐高溫性較好,能夠在一定溫度范圍內保持穩定性,適用于高溫環境下的散熱需求。
? 耐老化性: 有機硅導熱膠通常具備較好的耐老化性,能夠長時間保持導熱性能,不易出現硬化或流失。
? 環保性: 大多數有機硅導熱膠是無溶劑、無毒且環保的,符合相關的環保標準。
有機硅導熱膠的應用
有機硅導熱膠由于其出色的導熱,散熱,絕緣、耐熱及抗化學侵蝕、耐氣候、粘合力強等因素特別符合用于電源行業。電源行業的范疇很大,因為有電的產品都存在電源供應的問題,因為不同的產品要求電壓,電流各不相同。早年的穩固就是用氯丁膠(黃膠)來固定,但黃膠是通過溶劑揮發后固化,這樣導致VOC(VOC是揮發性有機化合物的英文簡稱,通常所說的乳膠漆中對人體有害的化學物質)奇高對環境影響很大,耐溫度很低,并且時間久了會自動失去粘接性,而有機硅導熱硅膠及有機硅導熱灌封膠根本就不存在這些問題。