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導(dǎo)熱硅膠產(chǎn)品的分層原因解析及應(yīng)對(duì)

來(lái)源:廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司  作者:byonline  日期:2020-7-23
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     有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱粘接膠和導(dǎo)熱硅脂等產(chǎn)品,都是由導(dǎo)熱填料分散在有機(jī)聚硅氧烷中形成的復(fù)合物。導(dǎo)熱產(chǎn)品為了提高整體的導(dǎo)熱效能,通常需要填充大量的導(dǎo)熱填料,如氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、碳化硅等等。

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  有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱粘接膠和導(dǎo)熱硅脂等產(chǎn)品,都是由導(dǎo)熱填料(詞條“導(dǎo)熱填料”由行業(yè)大百科提供)分散在有機(jī)聚硅氧烷中形成的復(fù)合物。導(dǎo)熱產(chǎn)品為了提高整體的導(dǎo)熱效能,通常需要填充大量的導(dǎo)熱填料,如氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氮化、氮化硼、碳化硅等等。這些填料粒子的密度都比較大,在儲(chǔ)存期間會(huì)受到重力的作用而出現(xiàn)不同程度的沉降分層現(xiàn)象,同時(shí)填料粒子間的范德華力也會(huì)促使填料粒子互相結(jié)合并逐漸凝聚成更大的顆粒,使得沉降分層加劇。

  沉降分層會(huì)影響產(chǎn)品的使用性,比如有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠存放后填料會(huì)沉在底部,使用前需要先進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢瑁源_保后續(xù)的混合效果。導(dǎo)熱粘接膠分層后會(huì)導(dǎo)致硅油助劑在膠瓶口的部位聚集,施工時(shí)需要先將膠瓶口的少量產(chǎn)品擠出再正常使用,影響工藝的連續(xù)性。因此,如何抑制或減緩沉降分層的現(xiàn)象發(fā)生,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。

  根據(jù)斯托克斯定律,填料的沉降速度與研磨細(xì)度成反比,與填料密度成正比,隨體系黏度增加而下降,而實(shí)際影響沉降的因素較為復(fù)雜,可以分別從填料、助劑和生產(chǎn)工藝這幾方面入手。

  1. 選擇合適的填料并對(duì)填料進(jìn)行表面處理

  使用粒度更小的導(dǎo)熱填料和提高體系的黏度可以在一定程度上延緩導(dǎo)熱填料的沉降,但是對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合,增加體系黏度勢(shì)必影響到使用性能。對(duì)于導(dǎo)熱灌封膠產(chǎn)品,通常需要使用不同粒徑的填料相互搭配,以平衡黏度和抗沉降性能。

  同時(shí),為了進(jìn)一步控制填料的沉降,需要對(duì)填料進(jìn)行表面處理提高體系的穩(wěn)定性(詞條“穩(wěn)定性”由行業(yè)大百科提供)。導(dǎo)熱填料表面羥基較多,難以被有機(jī)聚硅氧烷浸潤(rùn)分散,在大量填充時(shí)容易因?yàn)轭w粒間的作用力而凝聚,通過(guò)對(duì)填料進(jìn)行表面處理,例如使用硅烷偶聯(lián)劑可以在填料表面形成有機(jī)硅涂層,改善填料與有機(jī)聚硅氧烷的親和性,增加填料粒子間的排斥作用,阻止填料粒子凝聚。但填料表面處理的工藝一般比較復(fù)雜,會(huì)造成生產(chǎn)成本的上升。

  2. 加工助劑

  提高體系的觸變性,添加沉降抑制劑,如氣相法白炭黑,也能夠得到較好的防沉效果。這些沉降抑制劑在物料靜置的時(shí)候,通過(guò)物理或化學(xué)鍵合,在體系中形成一種可逆的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使導(dǎo)熱填料被包裹在網(wǎng)絡(luò)中,延緩沉降。當(dāng)物料受到外力的作用,比如攪拌或擠壓(詞條“擠壓”由行業(yè)大百科提供)時(shí),這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又能比較容易地被破壞,滿(mǎn)足物料的施工的要求。沉降抑制劑的添加量需要比較精確的控制,添加量太少,防沉效果不好,添加量太大則會(huì)導(dǎo)致體系的黏度大幅增加,不利于產(chǎn)品的使用。

  3. 生產(chǎn)工藝

  導(dǎo)熱產(chǎn)品中導(dǎo)熱填料的添加量基本都要超過(guò)50%,部分高導(dǎo)熱產(chǎn)品更是超過(guò)90%,實(shí)際生產(chǎn)中需要解決大量的導(dǎo)熱填料在有機(jī)聚硅氧烷中均勻分散的問(wèn)題。通過(guò)少量多次的添加方式,可以幫助有機(jī)聚硅氧烷對(duì)導(dǎo)熱填料的浸潤(rùn),同時(shí)還能避免一次添加量過(guò)大形成的黏度高峰,保證設(shè)備的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。在加入導(dǎo)熱填料的過(guò)程中,還可以通過(guò)加熱升溫來(lái)促進(jìn)填料與有機(jī)聚硅氧烷之間的結(jié)合,對(duì)提高填料防沉性也有積極的作用,但加熱也會(huì)導(dǎo)致助劑過(guò)早的相互作用,導(dǎo)致體系的儲(chǔ)存期下降,需要對(duì)混料工藝作相應(yīng)的調(diào)整。

  白云化工一直致力于導(dǎo)熱有機(jī)硅產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)多年的不懈努力,針對(duì)不同的應(yīng)用需求形成了導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱粘接密封膠和導(dǎo)熱硅脂等一系列的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在導(dǎo)熱性、施工性、使用穩(wěn)定性和防沉降性等各方面都取得了較好的平衡。未來(lái)白云化工還將繼續(xù)為用戶(hù)提供更多性能優(yōu)異的導(dǎo)熱產(chǎn)品和解決方案。

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