有机硅导热胶是一种基于有机硅材料的导热性胶黏剂,主要用于提高散热系统中的导热效果。这种胶黏剂在高温和高导热性能方面表现出色,常用于电子设备、LED灯具、电源模块等需要散热的应用。以下是有机硅导热胶的主要特性和应用:
有机硅导热胶分类
导热硅胶包括室温硫化的和高温硫化的,其主要用于电子、电器、仪表等行业的弹性粘结、散热、绝缘及密封等(它能够提供系统所需的高弹性和耐热性,又可将系统的热量迅速传递出去)。通常,高温硫化的导热硅胶的导热性能要高于室温硫化的,高温硫化导热硅胶主要以片的形式应用,作为垫片或者散热片;室温硫化导热硅胶主要用于电子、家电等行业需要散热部件的粘结和封装等。
作为绝缘和减震性能优越的硅橡胶基体而言,其热导率仅为0.2W/(mK)左右,但通过在基体中加入高性能导热填料,包括金属类填料(如Al、Cu、MgO、AIN、BN)和非金属类材料(如SiC、石墨、炭黑等)后,其导热性能却可以得到几倍乃至几十倍的提高。导热硅胶材料的导热性能,最终由硅橡胶基体、填料性能、填料比例、填料分布情况、加工工艺等综合决定。
最常见的导热灌封硅胶是双组份(A、B组份)构成的,其中包括加成型或缩合型两类硅橡胶
▶ 加成型的可以深层灌封并且固化过程中没有低分子物质的产生,收缩率极低,对元件或灌封腔体壁的附着良好结合。缩合型的收缩率较高对腔体元器件的附着力较低。单组分导热灌封硅橡胶也包括缩合型的和加成型的两种。
▶ 缩合型的一般对基材的附着力很好但只适合浅层灌封,单组分导热硅橡胶一般需要低温(冰箱保存),灌封以后需要加温固化。
有机硅导热胶的导热机理
根据物质内部传导热能的载体不同,物质导热机制可以分为:
①电子导热;
②声子导热;
③光子导热;
④分子导热。
分别对应的导热载体依次为电子、声子、光子,以及分子。
与金属和无机非金属材料不同,由于大多数聚合物均是饱和体系,因而没有自由电子存在,同时,聚合物中各分子运动相对较困难,因而,其导热主要是通过晶格的振动,故声子是聚合物主要的导热载体;然而,由于聚合物链的不规则缠结,致使其结晶度较低,故而存在很大的非结晶部分。由于目前常用的众多高分子聚合物材料(如聚氯乙烯、纤维素、聚酯等),均属于晶态或非晶态的材料,其完整的分子链,不能完全自由的运动,只能发生原子、基团(或链节)的振动。因此,聚合物的导热性能总体上不理想。目前对导热高分子复合材料的制备原理主要是,通过填料之间的声子导热来实现热传导的方式,这一过程通常是将导热填料加入到基体中而实现。
有机硅导热胶行业应用分类
▶ 硅脂(Silicone Grease): 通常是半流体或膏状,用于填充电子设备中的间隙,提高散热效果。
▶ 硅胶片(Silicone Pads): 预制成片状,方便应用于电子设备散热模块,如CPU散热片。
▶ 硅脂导热胶(Silicone Grease Compound): 将硅脂与导热材料(如金属氧化物)混合而成,既有导热性能又具有良好的润滑性。
▶ 双组分有机硅导热胶: 包含有机硅胶和硬化剂两个组分,通过混合达到固化的效果,具备更好的操作性。
有机硅导热胶特性
▶ 导热性能: 有机硅导热胶具有出色的导热性能,能够有效传导热量,提高散热效果。
▶ 导电性能: 有机硅导热胶通常是电绝缘体,但有些特殊配方也具备导电性,适用于一些需要导电和散热的场合。
▶ 柔软性: 有机硅导热胶通常具有柔软的特性,能够填充微小缝隙和不平整表面,确保与散热表面的有效接触。
▶ 耐高温性: 有机硅材料的耐高温性较好,能够在一定温度范围内保持稳定性,适用于高温环境下的散热需求。
▶ 耐老化性: 有机硅导热胶通常具备较好的耐老化性,能够长时间保持导热性能,不易出现硬化或流失。
▶ 环保性: 大多数有机硅导热胶是无溶剂、无毒且环保的,符合相关的环保标准。
有机硅导热胶的应用
有机硅导热胶由于其出色的导热,散热,绝缘、耐热及抗化学侵蚀、耐气候、粘合力强等因素特别符合用于电源行业。电源行业的范畴很大,因为有电的产品都存在电源供应的问题,因为不同的产品要求电压,电流各不相同。早年的稳固就是用氯丁胶(黄胶)来固定,但黄胶是通过溶剂挥发后固化,这样导致VOC(VOC是挥发性有机化合物的英文简称,通常所说的乳胶漆中对人体有害的化学物质)奇高对环境影响很大,耐温度很低,并且时间久了会自动失去粘接性,而有机硅导热硅胶及有机硅导热灌封胶根本就不存在这些问题。