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聚氨酯导热胶用填料导热胶是一种具有导热性能的胶粘剂，常用于电子产品的散热处理。
而聚氨酯导热胶作为一种常用的导热胶材料，在填料方面有着重要的应用。
本文将从聚氨酯导热胶的特点、填料的种类以及填料的影响等方面进行探讨。
聚氨酯导热胶具有导热性能好、粘接强度高、抗老化性能优异等特点。
导热性能好是聚氨酯导热胶的重要特点之一，它能够有效地将热量传导到胶接部位，提高散热效果。
同时，聚氨酯导热胶具有较高的粘接强度，能够牢固地粘接散热元件和散热面板，保证散热系统的稳定性。
此外，聚氨酯导热胶的抗老化性能优异，能够长时间保持稳定的导热性能，延长产品的使用寿命。
填料是聚氨酯导热胶中起到填充作用的物质，常用的填料包括金属粉末、陶瓷粉末、润滑剂等。
金属粉末是一种常用的填料，如铝粉、铜粉等，它们具有较高的导热性能，能够有效地提高导热胶的导热性能。
陶瓷粉末是另一种常用的填料，如氧化铝粉末、氮化硅粉末等，它们具有良好的绝缘性能和导热性能，能够提高导热胶的绝缘性能和导热性能。
润滑剂是一种常用的填料，如石墨粉末、二硫化钼粉末等，它们具有良好的润滑性能，能够降低导热胶的黏度，提高施工的流动性。
填料的选择对聚氨酯导热胶的性能有着重要的影响。
首先，填料的种类和比例会影响导热胶的导热性能。
金属粉末具有良好的导热性能，适量添加能够提高导热胶的导热性能；而陶瓷粉末具有较好的绝缘性能和导热性能，适量添加能够提高导热胶的绝缘性能和导热性能。
其次，填料的种类和比例还会影响导热胶的黏性和流动性。
润滑剂的添加可以降低导热胶的黏度，提高施工的流动性，但过多的添加会降低导热胶的粘接强度。
因此，在选择填料时需要综合考虑导热性能、绝缘性能、黏性和流动性等因素。
聚氨酯导热胶用填料是影响导热胶性能的重要因素之一。
金属粉末、陶瓷粉末和润滑剂是常用的填料种类，它们分别具有不同的导热性能、绝缘性能和润滑性能。
填料的选择和比例对导热胶的导热性能、黏性和流动性等性能有着重要的影响。
有机硅胶粘剂的研究进展肖凯斐(西安工业大学北方信息工程学院，机电信息系，陕西省西安市710032)摘要 :综述了有机硅胶粘剂的组成、种类、性能及其应用,并对硅橡胶胶粘剂在粘接性、导热性、固化性能的研究进展进行了叙述。
关键词 :硅橡胶硅树脂有机硅压敏胶胶粘剂Study on high temperature-resistant anaerobicadhesiveXiaokaifei( Xi'an Technological University North Institute Of InformationEngineering,Mechanical and electrical information system ,Shan'xiProvince,Xi'an 710032)Abstract: The compositions, categories, properties and applications of organosilicon adhesives were reviewed. Moreover , the bonding ability, heat conductivity and curing of silicone rubber type adhesive w ere introduced.Keywords:Silicone rubber Silicone resin Organosilicon pressure sensitive adhesive Adhesive有机硅材料是一类性能优异、功能独特、用途极广的新材料，是高分子新型材料中产业规模最大的材料之一，是一种关系着技术革新、国防现代化、国民经济发展及人民生活水平提高的新材料。
有机硅聚合物是含有硅元素的众多高分子化合物的总称，因主链以硅氧键（-Si-O-）组成，侧链可链接各种有机基团，具有无机和有机聚合物的双重性能。
所谓的HTV硅橡胶和RTV硅橡胶，只是硅橡胶行业内，根据硅橡胶产品不同的使用和性能需求，对原料的硫化体系进行不同的设定。
分为高温硫化体系，全称是高温硫化硅橡胶，也就是HTV。
和低温硫化体系，全称是室温硫化硅橡胶，也就是RTV。
下面主要介绍下HTV硅橡胶使用中常见原因及解决办法：A、胶水不固化出现问题的原因：加成胶中的铂金催化剂中毒或过期失效；固化温度不够或时间不够造成固化不完全。
造成问题的原因可能是：因为计量器具误差或人为的因素造成配胶比例错误；产品超过了储存期或接近储存期造成失效、效能降低；储存时因储存不当造成产品中催化剂失效或效能降低；使用时的环境中有使催化剂中毒的因素，如含磷、硫、氮的有机化合物，或与加成硅胶同时使用聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚脂、缩合型室温硫化硅橡胶等产品；固化温度不够或时间不够造成固化不完全。
解决办法：计量器具必须定期校验；双组分配胶时采用双人制度；保证生产厂家要求的储存条件，并注意储存期，使用时遵循“先进先出”原则，保证在尽可能短的有效期内使用完毕。
工作场所远离其它可能有害的有机化合物，严禁吸烟后立即使用胶料。
B、与基材的粘接性差出现问题的原因：加成硅橡胶的自身缺陷；未对所粘接的材料进行表面的处理；或基材材质更改。
造成问题的原因可能是：未选择粘接性的产品牌号；因为计量器具失效或人为的偶然误差造成双组分配胶比例错误；产品超过了储存期而失效或效能降低；储存时因储存不当造成产品中催化剂失效或效能降低；使用时未能选择适当的增粘底涂剂；升温过高和固化速度过快，产生因温度变化而发生的膨胀系数不同造成的粘接性差；单组分从冰柜取出立即使用，而未放置一段时间“回温”。
解决办法：选择增粘型的加成硅胶产品；计量器具必须定期校验；双组分配胶时采用双人制度；注意储存期，遵循“先进先出”原则；正确按照要求储存,保证胶的有效性；为保证粘接性,尽量在使用时选择使用配套的增粘底涂剂；固化时，为避免高温下固化速度过快而产生的内应力，尽量采用分阶段固化的方式，避免高温过快固化；单组分产品从冰柜取出后不立即使用，而是放置一段1~2小时,使胶与环境达到温度平衡再使用。
第１３卷第５期２０１４年９月杭州师范大学学报（自然科学版）Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．５Ｓｅｐ．２０１４收稿日期：２０１４－０３－０３基金项目：杭州市社会发展科研攻关专门项目（２０１３０５３３Ｂ１６）；石油和化工行业科技指导计划资助项目（２０１１－０７－０６）．通信作者：蒋剑雄（１９５９—），男，教授级高工，博士，主要从事有机硅材料研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｇｅｏｒｇｅ＠１６３．ｃｏｍｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２３２Ｘ．２０１４．０５．００４导热填料对加成型液体硅橡胶热性能影响研究许 景，伍 川，董 红，曾正好，蒋剑雄（杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室，浙江杭州３１１１２１）摘 要：采用非等温热重分析（ＴＧ）技术，在惰性气氛和５．０、１０．０、２５．０Ｋ·ｍｉｎ－１线性升温速率条件下，考察了５种导热填料填充的双组分加成型液体硅橡胶的热降解性能，采用Ｆｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ（ＦＷＯ）模型对非等温动力学数据进行分析，求取并比较了各样品热降解反应的表观活化能Ｅａ．结果表明：５种填料中，ＢＮ填料填充的ＬＳＲ热性能最好；当ＢＮ添加量达到４０ｐｈｒ（每百份橡胶）时，ＬＳＲ样品的热性能得到显著提高．关键词：双组分加成型液体硅橡胶；导热填料；热降解动力学；表观活化能中图分类号：Ｏ６４２；ＴＱ２６４．１ 文献标志码：Ａ文章编号：１６７４－２３２Ｘ（２０１４）０５－０４７０－０５前 言加成型液体硅橡胶是一种无毒、无味且具有优良生理惰性的新型材料，是近年来发展较快、档次较高的有机硅产品［１］，高温空气中硅橡胶易降解而丧失力学性能，因而被认为只能在２００℃左右的空气中长期使用［２］．为了进一步提高加成型液体硅橡胶的耐高温性能，通常需要加入一些导热填料，本文采用非等温热分析（ＴＧ）技术，在惰性气氛和５．０、１０．０、２５．０Ｋ·ｍｉｎ－１线性升温速率条件下，考察氮化铝（ＡｌＮ，１２０ｎｍ）、氮化硼（ＢＮ，１２０ｎｍ）、钛白粉（ＴｉＯ２，１２０ｎｍ）、三氧化二铝（Ａｌ２Ｏ３，１６００目、３０００目）对双组分加成型液体硅橡胶热降解过程的影响；采用Ｆｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ（ＦＷＯ）动力学模型对非等温动力学数据进行分析，求取热分解反应的表观活化能Ｅａ，根据表观活化能随转化量α的变化关系进一步考察了不同填料对液体硅橡胶的热稳定性的影响．１ 实验部分１．１ 主要原料与仪器二甲基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷（简称乙烯基硅油），黏度η２５＝３０００ｍＰａ·ｓ，蓝星新材料有限公司；聚二甲基硅氧烷（简称甲基硅油），黏度η２５＝５００ｍＰａ·ｓ，上海华之润化工有限公司；三甲基硅氧基封端的聚甲基氢硅氧烷（简称含氢硅油，含氢量０．３ｗｔ％）、黑色母料、Ｋａｒｓｔｅｄｔ催化剂、抑制剂，自制；气相白炭黑，比表面积２００ｍ２．ｇ－１，上海外电国际贸易有限公司；ＡｌＮ（１２０ｎｍ）、ＢＮ（１２０ｎｍ），上海水田材料科技有限公司；ＴｉＯ２（１２０ｎｍ），上海文化化工颜料有限公司；Ａｌ２Ｏ３（１６００目、３０００目），佛山市维科德材料有限公司；ＲＺ－６型真空泵，德国Ｖａｃｕｕ ｂｒａｎｄ ＧＭＢＨ＋ＣＯ ＫＧ；热重分析仪Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＴＧＡ，美国ＴＡ仪器公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海森信实验仪器有限公司．１．２ 混炼、硫化工艺混炼工艺：将乙烯基硅油与经表面处理的白炭黑按１００∶５０的比例（质量比）在密炼机上混合均匀，于１５０℃下真空熟化４ｈ；降温后经三辊研磨机研磨３遍得到基胶，收集备用．随后将６２２ｇ基胶、８．７ｇ甲基硅油、３９５．３ｇ乙烯基硅油及２２２．３ｇ含氢硅油按一定比例在行星搅拌机中抽真空搅拌排泡得到Ａ组分．采用同样的方法将７１１ｇ基胶、１１６ｇ甲基硅油、４１６．７ｇ乙烯基硅油、２．２ｇ黑色母料、１．８１ｇ催化剂及０．４ｇ抑制剂按一定的比例抽真空搅拌排泡得到Ｂ组分．硫化工艺：将上述所得５０ｇ Ａ组分与２５ｇ ＢＮ填料搅拌混合均匀，然后再加入５０ｇ的Ｂ组分搅拌混合均匀，真空脱泡０．５ｈ，随后取出一部分在真空干燥箱里进行固化（１４０℃×１５ｍｉｎ），得到ＢＮ填料添加量为２５ｐｈｒ（每百份橡胶）、ＳｉＯ２含量为１４．４ｐｈｒ（每百份橡胶）的导热硅橡胶．采用同样方法制得ＳｉＯ２含量均为１４．４ｐｈｒ、ＢＮ填料添加量为５ｐｈｒ、１０ｐｈｒ和４０ｐｈｒ的导热硅橡胶以及ＳｉＯ２含量均为１４．４ｐｈｒ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３及ＴｉＯ２添加量分别为２５ｐｈｒ的导热硅橡胶样品．１．３ 热重分析将制得的导热硅橡胶放入坩埚内，利用Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＴＧＡ型热分析仪对所得的耐热硅橡胶进行非等温热分析．非等温测试范围为３０～１０００℃，升温速率分别为５．０、１０．０及２５．０Ｋ．ｍｉｎ－１，所有的ＴＧＡ测试均在Ｎ２气氛中进行，流量为１０ｍＬ．ｍｉｎ－１．２ 结果与讨论表观活化能Ｅａ是定量反映材料热降解稳定性的重要参数，文献报道了多种利用热分析ＴＧ曲线计算表观活化能的经验方法，其中Ｆｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ［３－４］方程最为常用，如式（１）所示．在恒定的转化量α下，根据线性升温速率的对数值ｌｇβ与对应降解绝对温度倒数（１／Ｔ）之间的线性关系，采用最小二乘法进行线性回归得到各个转化量α下聚合物的表观活化能Ｅａ．ｌｇβ＝ｌｇＡＥａＧ（α）［］Ｒ－２．３１５－０．４５６７ＥａＲＴ（１）α＝ｗｉ－ｗＴｗｉ－ｗｆ（２）式中：ｗｉ为热重分析中样品起始质量；ｗＴ为样品在温度为Ｔ（Ｋ）时的质量；ｗｆ为测试结束时试样的质量；Ｒ为通用气体常数；Ｅａ为表观活化能；β为线性升温速率；Ａ为阿伦尼乌斯方程中的指前因子；Ｇ（α）为积分反应机制函数．以ＢＮ导热填料添加量为２５ｐｈｒ、ＳｉＯ２含量为１４．４ｐｈｒ的液体硅橡胶试样的ＴＧ曲线为例，求取表观活化能［５］，结果如图１、图２及表１所示．图１ ＢＮ添加量为２５ｐｈｒ的液体硅橡胶试样的ＴＧ曲线（ＳｉＯ２含量为１４．４ｐｈｒ）Ｆｉｇ．１ ＴＧ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＬＳＲ ｓａｍｐｌｅ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ２５ｐｈｒ ＢＮａｎｄ １４．４ｐｈｒ ＳｉＯ２图２ ＦＷＯ法所得拟合曲线Ｆｉｇ．２ Ｆｉｔｔｉｎｇ ｃｕｒｖｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＦＷＯ ｍｅｔｈｏｄ１７４ 第５期许 景，等：导热填料对加成型液体硅橡胶热性能影响研究表１ ＢＮ添加量为２５ｐｈｒ及ＳｉＯ２含量为１４．４ｐｈｒ的液体 硅橡胶试样不同转化量对应降解温度Ｔａｂ．１ Ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ αｆｏｒ ＬＳＲ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ２５ｐｈｒ ＢＮ ａｎｄ １４．４ｐｈｒ ＳｉＯ２αＴ／Ｋβ＝５Ｋ．ｍｉｎ－１β＝１０Ｋ．ｍｉｎ－１β＝２５Ｋ．ｍｉｎ－１０．１ ６１３．６２ ６３８．２５ ６９０．６００．２ ７２０．９１ ７４０．７３ ７８８．９９０．３ ７８４．５０ ８１５．９３ ８６８．８００．４ ８３９．８２ ８７１．５０ ９１０．９９０．５ ８７６．０１ ９０３．３９ ９３３．９９０．６ ９００．０８ ９２３．０２ ９４９．２００．７ ９１７．２３ ９３７．９３ ９６１．７８０．８ ９３２．５５ ９５２．６３ ９７４．８７０．９ ９５１．３６ ９７３．８６ ９９４．１０ 表２ ＦＷＯ法求取表观活化能Ｅａ Ｔａｂ．２ Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ Ｅａ（ｋＪ／ｍｏｌ） ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＦＷＯ ｍｅｔｈｏｄαＥａ／（ｋＪ·ｍｏｌ－１）ＡｌＮ ＢＮ ＴｉＯ２Ａｌ２Ｏ３（１６００ｍｅｓｈ）Ａｌ２Ｏ３（３０００ｍｅｓｈ）０．１ ７９．９２ ６８．８７ ５０．８７ １０７．５４ １０６．０１０．２ １６５．１８ １０３．２１ ７５．５７ １２７．８１ １２０．１４０．３ １９３．８９ １０２．４１ １０５．３７ １４８．６７ １４９．５２０．４ １８９．５８ １３７．０２ １２８．２４ １５５．９５ １５７．７５０．５ １８５．７３ １７９．５９ １３９．９２ １７０．６３ １５２．９９０．６ １７６．７８ ２２１．５８ １５９．１９ １８４．９７ １７２．４２０．７ １９５．８５ ２５２．３１ １８２．５７ １９７．３８ ２０４．９６０．８ １９７．６７ ２７３．６１ ２２１．５１ ２１４．１２ ２４３．２２０．９ ２１７．３３ ２８０．０２ ２６７．３８ ２４４．０３ ２５９．６５ 由图２中各转化量α对应的拟合直线斜率ｂ，计算得到相应的表观活化能（Ｅａ＝－ｂＲ０．４５６７）．采用同样方法对其他４种不同填料填充的液体硅橡胶试样的热分析数据进行处理，计算各试样对应转化量为α＝０．１～０．９之间的非等温热降解数据，采用ＦＷＯ积分方程（式（１））以最小二乘法进行线性拟合，求得相应的动力学数据Ｅａ，所得结果见表２和图３．由表２及图３可见，在硅橡胶热降解过程中，样品质量逐渐减小，热降解转化量α逐渐升高，硅橡胶热降解所需克服的热降解活化能Ｅａ迅速提高；与其它聚合物材料相比（见表３），硅橡胶热降解过程中，所需克服的能垒更高，表明硅橡胶材料具有更佳的热稳定性．表３ 硅橡胶材料与ＰＰＲ材料热降解活化能比较Ｔａｂ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｅａｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｒｕｂｂｅｒ ａｎｄ ＰＰＲＳａｍｐｌｅ Ｅａ／（ｋＪ·ｍｏｌ－１）ＰＰＲ／ＳｉＯ２０．５ｗｔ％［６］１２６ＰＰＲ／ＳｉＯ２５ｗｔ％［６］１３６ＰＰＲ／ＳｉＯ２－ＭＡＡ ０．５ｗｔ％［６］１５９ＰＰＲ／ＳｉＯ２－ＭＡＡ ５ｗｔ％［６］１６４ＰＤＭＳ／ＡｌＮ ２５ｐｈｒ－ＳｉＯ２１４．４ｐｈｒ（１２．３ｗｔ％）２１７．３３ＰＤＭＳ／ＢＮ ２５ｐｈｒ－ＳｉＯ２１４．４ｐｈｒ（１２．３ｗｔ％）２８０．０２ＰＤＭＳ／ＴｉＯ２２５ｐｈｒ－ＳｉＯ２１４．４ｐｈｒ（１２．３ｗｔ％）２６７．３８ＰＤＭＳ／Ａｌ２Ｏ３（１６００ｍｅｓｈ）２５ｐｈｒ－ＳｉＯ２１４．４ｐｈｒ（１２．３ｗｔ％）２４４．０３ＰＤＭＳ／Ａｌ２Ｏ３（３０００ｍｅｓｈ）２５ｐｈｒ－ＳｉＯ２１４．４ｐｈｒ（１２．３ｗｔ％）２５９．６５ 填料的粒径大小以及填料的种类对于硅橡胶热性能也有影响，在相同的添加量下，即使填料种类相同，填料的粒径大小对于硅橡胶的热性能也有影响，尤其是在热降解过程的后期，粒径小的填料对于硅橡胶热性能的影响更为显著，硅橡胶热降解所需活化能更高；填料种类对于硅橡胶热性能的影响最为显著，如果忽略硅橡胶试样中低分子物质以及填料中吸附或缔合水分等因素对于热分析结果的影响，考察热降解过程中后段（即０．５≤α≤１．０）填料种类的影响，不难发现在相同的添加量下，不同种类的填料对于硅橡胶热性能的改善程度不同，其中ＢＮ填料最佳．为进一步考察不同添加量的ＢＮ填料对液体硅橡胶热性能的影响，采用相同的ＴＧＡ分析和数据处理方法，计算得到ＳｉＯ２含量相同而ＢＮ含量不同的试样在不同转化量α下表观活化能Ｅａ数据，结果如表４和图４所示．２７４杭州师范大学学报（自然科学版）２０１４年 图３ 不同种类的填料对液体硅橡胶热性能的影响（填料添加量为２５ｐｈｒ，ＳｉＯ２含量为１４．４ｐｈｒ）Ｆｉｇ．３ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｆｉｌｌｅｒ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆ ＬＳＲ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ２５ｐｈｒ ｆｉｌｌｅｒｓ ａｎｄ １４．４ｐｈｒ ＳｉＯ２ 表４ ＦＷＯ法求取表观活化能ＥａＴａｂ．４ Ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ Ｅａｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＦＷＯ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＬＳＲ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ＳｉＯ２ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＢＮαＥａ／（ｋＪ·ｍｏｌ－１）５ｐｈｒ ＢＮ １０ｐｈｒ ＢＮ ２５ｐｈｒ ＢＮ ４０ｐｈｒ ＢＮ０．１ ９９．２９ ８３．６１ ６８．８７ ９０．３１０．２ １４４．１６ １１３．４５ １０３．２２ １２６．８５０．３ １４２．８６ １３２．２８ １０２．４１ １６６．８５０．４ １６７．１６ １５５．７４ １３７．０２ ２２６．８６０．５ １９７．３８ １９４．１７ １７９．６９ ２６２．８１０．６ ２２４．３６ ２３２．３１ ２２１．５８ ２８６．３９０．７ ２４４．０６ ２６１．１６ ２５２．３１ ３００．９１０．８ ２５６．５６ ２６９．４６ ２７３．６１ ３２５．０７０．９ ２５７．６５ ２７２．３１ ２８０．０２ ３６１．７７图４ ＢＮ填料用量对液体硅橡胶热性能的影响（ＳｉＯ２含量为１４．４ｐｈｒ）Ｆｉｇ．４ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ＢＮ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＬＳＲ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ １４．４ｐｈｒ ＳｉＯ２图５ 添加不同用量ＢＮ的液体硅橡胶试样的ＤＴＧ曲线Ｆｉｇ．５ ＤＴＧ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＬＳＲ ｓａｍｐｌｅ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＢＮ ｆｉｌｌｅｒｓ由图４可见，填料用量对于硅橡胶热性能具有显著影响，当ＢＮ添加量不超过２５ｐｈｒ时，虽然硅橡胶热降解活化能随着转化量α的增加显著增加，但不同添加量（５ｐｈｒ，１０ｐｈｒ及２５ｐｈｒ）对于硅橡胶热性能影响不大；当ＢＮ添加量达到４０ｐｈｒ时，与较低添加剂量（５ｐｈｒ，１０ｐｈｒ及２５ｐｈｒ）相比，相同转化量α下硅橡胶热降解活化能大幅度提高，表明ＢＮ填料用量对于液体硅橡胶热性能的影响存在“门槛”效应，只有当ＢＮ用量超过某一临界值后，硅橡胶的热性能才得以显著提高．添加不同ＢＮ用量的液体硅橡胶试样的ＤＴＧ曲线如图５所示，由图可见在９５０Ｋ附近，添加不同量的ＢＮ填料的硅橡胶均出现一个明显的热分解峰，但硅橡胶的热降解速率（即ｄα／ｄＴ）随ＢＮ填料增加而降低，例如，ＢＮ添加量为５ｐｈｒ的硅橡胶最大热降解速率为８．５２×１０－３ Ｋ－１，当ＢＮ添加量达到４０ｐｈｒ时，硅橡胶的最大热降解速率降至６．０９×１０－３ Ｋ－１，所得结果与活化能变化趋势一致．随着ＢＮ的加入，硅橡胶和ＢＮ分子间形成了更多的物理和化学交联点，致使ＢＮ填充硅橡胶体系各分子间作用力大于单纯的硅橡胶分子间相互作用力，硅橡胶的热分解温度相应升高［７－８］；另一方面，无机填料的导热系数比硅橡胶大很多，添加填料后，硅橡胶内部建立了更多的导热通道，热量可以及时散发而不会集聚在硅橡胶内部，避免硅橡胶因劣化而失效，由此提高了硅橡胶的热稳定性．虽然硅橡胶热性能随ＢＮ用量增加而提高，但是当ＢＮ添加量超过４０ｐｈｒ时，液体硅橡胶胶料粘度剧烈增大，影响加工过程以及后续的使用性能，因此在３７４ 第５期许 景，等：导热填料对加成型液体硅橡胶热性能影响研究满足导热性能前提下，ＢＮ含量应不超过４０ｐｈｒ．３ 结 论通过采用非等温ＴＧ技术，在惰性气氛和３个线性升温速率条件下，考察不同导热填料及ＢＮ不同添加量对于双组份液体硅橡胶热性能的影响，采用Ｆｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ动力学模型对非等温动力学数据进行分析，计算得到不同转化量对应的热降解活化能．在考察的５种填料中，当填料添加量均为２５ｐｈｒ时，填充ＢＮ填料的ＬＳＲ试样热性能最好；增加ＬＳＲ样品中ＢＮ填料添加量至４０ｐｈｒ时，与低ＢＮ含量相比，ＬＳＲ样品不同热降解转化量对应的热降解活化能显著增加；继续增加ＢＮ填料，胶料粘度迅速增加，不利于ＬＳＲ的加工过程及使用过程．参考文献：［１］许永现，陈石刚．加成型纺织商标用液体硅橡胶的配方设计［Ｊ］．弹性体，２００７，１７（３）：４４－４８．［２］杨始燕，汪倩，彭文庆，等．加成型室温硫化硅橡胶热稳定性的研究［Ｊ］．橡胶工业，１９９９，８（４６）：４６８－４７１．［３］王韶旭，赵哲，谭志诚，等．丙硫异烟胺的热稳定性及其热分解动力学［Ｊ］．物理化学学报，２００７，２３（９）：１４５９－１４６２．［４］王晓文，周正发，任凤梅，等．水溶性封闭异氰酸酯单体的解封动力学［Ｊ］．物理化学学报，２００９，２５（１１）：２１８１－２１８５．［５］Ｗｕ Ｃｈｕａｎ，Ｊｉｎ Ｊｉｎｇ，Ｙａｎｇ Ｘｉｏｎｇｆａ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｆｌｕｉｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，１１７（５）：２５３０－２５３７．［６］Ｐａｐａｇｅｏｒｇｉｏｕ Ｄ Ｇ，Ｖｏｕｒｌｉａｓ Ｇ，Ｂｉｋｉａｒｉｓ Ｄ Ｎ，ｅｔ ａｌ．ＫｏｎｓｔａｎｔｉｎｏｓＣｈｒｉｓｓａｆｉｓ，Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ，ａｎｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａβ－ｎｕｃｌｅａｔｅｄ ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ－ｃｏ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ）ｍａｔｒｉｘ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓ－ｉｃｓ，２０１４，２１５（９）：８３９－８５０．［７］涂春潮，齐暑华，周文英，等．氮化硼填充甲基乙烯基硅橡胶导热复合材料的性能［Ｊ］．合成橡胶工业，２００９，３２（３）：２３８－２４０．［８］朱宁宁．ＢＮ和ＡｌＮ颗粒对导热硅胶性能的影响［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１１．Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｌｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆＡｄｄｉｔｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ＲｕｂｂｅｒＸＵ Ｊｉｎｇ，ＷＵ Ｃｈｕａｎ，ＤＯＮＧ Ｈｏｎｇ，ＺＥＮＧ Ｚｈｅｎｇｈａｏ，ＪＩＡＮＧ Ｊｉａｎｘｉｏｎｇ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１１１２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｌｉｑｕｉｄ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｒｕｂｂｅｒ（ＬＳＲ）ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｆｉｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｆｉｌｌｅｒｓ ａｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｉｎｅｒｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｔ ｌｉｎｅａｒ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ５．０，１０．０ａｎｄ ２５．０Ｋ．ｍｉｎ－１．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｒｄｅｄ ｎｏｎ－ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｋｉｎｅｔｉｃｓ ｄａｔａ ａｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ Ｆｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ（ＦＷＯ）ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｕｓ ｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ Ｅａｆｏｒ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｋｉｎｄ ｏｆ ＬＳＲ ｓａｍｐｌｅｓ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＬＳＲ ｓａｍｐｌｅｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ＢＮ ｆｉｌｌｅｒ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ｆｉｖｅ ｓａｍｐｌｅｓ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ＢＮ ｆｉｌｌｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｔｏ ４０ｐｈｒ（ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄｓ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ），ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＬＳＲ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｗｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｌｉｑｕｉｄ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｒｕｂｂｅｒ；ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｆｉｌｌｅｒ；ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ；ａｐｐａｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ４７４杭州师范大学学报（自然科学版）２０１４年 。
不同无机填料对导热硅脂热导率的影响研究康永【摘要】Inorganic fillers can be used to make excellent thermal conductivity silicone grease,and showed broad prospects for development.This article studies the mechanism of thermal grease and theoretical analysis,and under the guidance of this theory,in the glass reaction kettle at temperature 120 ℃,evacuated for 2 hours and prepared kinds of spherical alumi-num treated by zinc stearate thermalgrease,different types of fillers thermal grease(including aluminum nitride,silicon carbide,graphite)and binary mixture of thermal grease,and analyzed the effect of zinc stearate surface treatment,filling ratio,particle size etc factors on the one —component thermal grease thermal conductivity as well as the effect of reinfor-cing filler and main filler of the ratio on the thermal conductivity of binary mixture thermal grease,and tested the thermal conductivity of silicone grease to compare good or bad,and analyzed the manufacturability problems appeared in the test. Key words:Thermal grease;Inorganic filler;Surface treatment;Filling ratio;Particle size;Thermal conductivity%用无机填料填充硅油可以制备优良的导热硅脂,并且显现出广阔的发展前景.笔者在阐述硅脂导热机理和理论分析的基础上,在玻璃反应釜中,温度为120 ℃,抽真空2 h的条件下,制备了硬脂酸锌表面处理的球形氧化铝导热硅脂、不同粒径导热硅脂、不同种类填料填充的导热硅脂(包括氮化铝,碳化硅,石墨)和二元混合填充导热硅脂,分析了硬脂酸锌表面处理、填充比例、粒径大小等因素对单组分导热硅脂热导率的影响以及增强填料与主填料之比对二元混合填充导热硅脂热导率的影响,通过测试导热硅脂热导率来比较导热性能的好坏,并分析了试验中出现的工艺性问题.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】7页(P49-55)【关键词】导热硅脂;无机填料;表面处理;填充比例;粒径大小;热导率【作者】康永【作者单位】陕西金泰氯碱化工有限公司陕西榆林 718100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75+6前言随着电子技术不断地向微型化、高频率方向发展，并且其电子元件、路基电路的集成度也在不断地提高，热流密度也在不断增大。
填料对胶料力学性能影响力分析GB20688. 3 （建筑隔震橡胶支座）中规定了支座成品的力学性能，其中压缩性能和剪切性能是建筑减隔振支座很重要的性能，决定建筑隔震支座是否合格。
这两项性能与胶料的硬度、剪切模量和阻尼比息息相关。
在工厂化生产中，多是调整填料用量满足支座产品对胶料力学性能要求，但是填料对胶料性能影响是多方面的，需要进过多次调整才能得到满足要求的胶料配方。
本文利用正交试验设计方法，研究填料N550、K770和增黏树脂2402对胶料硬度、拉伸强度、扯断伸长率、硬度、剪切模量和阻尼比的影响力，为以后设计合理的橡胶配方提供有价值的参考。
一、实验部分1•原材料实验原材料见表1。
2•实验仪器实验仪器见表2。
3•配方设计选择N550, K770,增黏树脂2402为影响胶料性能的因素，设计正交试验，见表3。
根据表3，共需做9组试验，正交实验安排见表4表4 正交实验安排表注：其他(份)，NR(100)、ZnO(4)、硬脂酸(1.5)、RD(1.5)、4020(1.5)、微晶蜡⑵、机油(10)、S(1.5)、TMTD(0.8)、DM(0.8)4. 性能测试硬度按GB/T 531.1的规定进行。
拉伸强度和扯断伸长率按GB/T 528的规定进行，采用I型哑铃试样，拉伸速度500 ±50 mm/min，初始标距为25mm。
剪切模量和阻尼比按GB/T 20688.1的规定，试样采用橡胶型剪切试样。
二、结果与讨论对1 #〜9#配方进行力学性能测试，结果见表5。
#1•三种填料对胶料硬度影响三种填料对胶料硬度影响极差分析见表6。
极差反映出各个因素对胶料某种性能的影响能力，极差越大，说明影响力越大。
从表6可以看出：对胶料硬度影响主次顺序为N550、增黏树脂2402、K770。
硬度是表征橡胶材料刚性的指标，表示一定形变所需要的力，与建筑间隔震橡胶支座的压缩性能息息相关。
N550属于补强性填料，粒径小，活性大，因此对胶料硬度影响力最大；增黏树脂2402属于酚醛树脂，它能促进硫化胶三维网络结构形成，能有效增加抵抗一定形变所需力值，因此对胶料硬度影响力居中；K770属于半补强性填料，粒径中等，活性稍弱，因此对胶料硬度影响力最弱。
填充型导热塑料导热性能影响因素探析
邹文奇;温变英
【期刊名称】《高分子材料科学与工程》
【年(卷),期】2015(31)7
【摘要】填充型导热塑料因其良好的可加工性及较低的成本而被广泛应用,探求影响复合材料导热性能的主要影响因素及其变化规律对推进其技术进步和市场化应用至关重要。
本文主要从导热填料的种类、形态及复配方式、填料与树脂基体结合的界面层及树脂基体的成分与结构等方面对填充型导热塑料导热性能的影响因素进行分析讨论,并对相关研究进展进行了综述。
【总页数】6页(P178-183)
【关键词】导热塑料;导热系数;填充;影响因素
【作者】邹文奇;温变英
【作者单位】北京工商大学材料与机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ327.8
【相关文献】
1.基于Lattice-Boltzmann方法的填充型复合导热材料的导热性能数值分析 [J], 党帛;王玉璋;王星
2.填充颗粒导热性对复合材料导热性能的影响 [J], 张晓光;李霄;冀英杰;何燕;马连湘
3.导热功能橡胶的导热机理及其导热性能的影响因素 [J], 张伟伟
4.橡胶基导热复合材料中填充粉体粒径对导热性能的影响 [J], 张军营;冒小峰
5.BN填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究 [J], 王鹏;黄伟;陈历波;常明强;付晓蓉
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防火助剂和填料细度对防火涂料性能的影响防火助剂和填料细度对防火涂料性能的影响发布日期：2011-11-25 来源：先进土木工程材料教育部重点实验室作者：王国建导读：在固定防火涂料配方的基础上，研究了防火助剂和填料的细度对防火涂料防火性能的影响规律。
通过控制涂料的研磨辊间距制备了单一细度变化的涂料，考察了防火涂料的防火性能。
研究表明：研磨辊间距为3 级时，防火助剂和填料的粒径为0.873 μm，涂料的防火性能最好，此时钢板的平衡背温为294℃，60 min 背温为295℃，炭化层膨胀倍率达12.94 倍，且结构致密，强度高，泡孔均匀。
-王国建1，2 呼翔2（1. 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 200092 ；2. 同济大学材料科学与工程学院，上海 200092）摘要：在固定防火涂料配方的基础上，研究了防火助剂和填料的细度对防火涂料防火性能的影响规律。
通过控制涂料的研磨辊间距制备了单一细度变化的涂料，考察了防火涂料的防火性能。
研究表明：研磨辊间距为3 级时，防火助剂和填料的粒径为0.873 μm，涂料的防火性能最好，此时钢板的平衡背温为294℃，60 min 背温为295℃，炭化层膨胀倍率达12.94 倍，且结构致密，强度高，泡孔均匀。
关键词：钢结构防火涂料；细度；防火性能随着建筑业的迅速发展，钢结构具有轻质高强、塑韧性好等特点而得到了日益广泛的应用［1］。
然而，钢结构在高温火焰的直接灼烧下一般只有15 min 的耐火极限，会很快失去承载能力，远远达不到防火规范的要求。
一旦发生这种情况，将对整个建筑物造成灾难性的后果。
正因为如此，对钢构件采取有效保护措施，使其免受高温火焰的直接灼烧，延缓坍塌时间，为消防救火提供宝贵的时间就显得十分重要［2］。
对钢结构保护最广泛应用的就是钢结构防火涂料［3］。
目前研究人员对防火涂料的研究焦点都放在其配方的选择上［4-7］，极少有人研究防火涂料制备过程中的工艺因素对防火涂料性能的影响。
填料颗粒形貌及其对聚合物基导热复合材料的影响
聚合物基导热复合材料具有耐腐蚀、质轻等优点，在航空航天、微电子包装、换热工程、化学工程和太阳能利用等领域有着广泛的应用（见下表）。
其制备方法已成为研究的热点之一。
聚合物基导热材料在工业中的应用
LED导热塑料灯座，我想这应该算是我们生活中最常见的导热塑料。
今天小编将从导热填料颗粒形貌的角度为大家简单分析导热填料对复合材料的影响。
一、填料形态
导热填料从形态上主要分为不规则颗粒、类球形、球形、片状、纤维状等，其形态对导热性能影响重大。
填料在基体中能否相互搭接形成有效导热通路是复合材料导热性能优异与否的关键。
球粒状填料流动性好，在聚合物中填充性好，其搭接主要靠提高填料比例，使其互相接触实现;；而片状填料由于拥有较高的径厚比，有效搭接面积较大，有利于热量的传导；纤维状填料由于具有极高的长径比，使其更容易搭接从而实现导热作用，此外，由于其特殊的结构，在提高力学性能方面也有其独特的优势。
二、几种不同形貌的填料简析
1、球形填料填充导热复合材料。
氧化铝在导热绝缘高分子复合材料中的应用随着集成技术和微封装技术的发展，电子元器件和电子设备向小型化和微型化方向发展，电子设备所产生的热量迅速积累、增加。
为保证电子元器件在使用环境温度下仍能高可靠性地正常工作。
需要开发导热绝缘高分子复合材料替代传统高分子材料，作为热界面和封装材料，迅速将发热元件热量传递给散热设备，保障电子设备正常运行。
1.填料的导热机理高分子材料本身的热传导系数比较小，所以填充型高分子复合材料导热性能主要依赖于填充物的导热系数，填充物在基体中的分布以及与基体的相互作用。
填料用量较小时，填料虽均匀分散于树脂中，但彼此间未能形成相互接触和相互作用，导热性提高不大；填料用量提高到某一临界值时，填料间形成接触和相互作用，体系内形成了类似网状或链状结构形态，即形成导热网链。
当导热网链的取向与热流方向一致时，材料导热性能提高很快；体系中在热流方向上未形成导热网链时，会造成热流方向上热阻很大，导致材料导热性能很差。
制造具有优良综合性能的导热材料一般有两种途径：一种是合成具有高热导率的结构聚合物；另一种是在聚合物中填充高导热性的填料。
后者比较常见。
一般都是用高导热性的金属或无机填料对高分子材料进行填充。
氧化铝（VK-L04R,VK-L600D）通常作为填料应用于绝缘导热高分子复合材料。
2 氧化铝的形态及表面处理2.1 氧化铝（VK-L04R,VK-L600D）作为导热绝缘材料的特点具有导热电绝缘性能的填料很少。
常见的几种及其热导率分别见表1。
实验研究证明，当填料与基体热导率之比大于100时。
提高填料导热系数已意义不大。
这就意味着应用电绝缘填料如Al2O3，MgO、BeO、AlN等可制备具有较高导热性能的电绝缘复合材料.与其他填料相比Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）的导热率不高，但是其价格较低，来源较广，填充量较大，常用作绝缘导热聚合物的填料。
Al2O3通常单独使用或与其他填料混合使用。
氧化铝填料对导热绝缘硅胶材料性能影响
一、引言
随着电子工业的发展，电子元件、集成电路趋于密集化，小型化，要保证电子器件的可靠运行，良好的散热性是必不可少的。
但是，电子器件与散热装置因其表面的凹凸不平，在界面间形成了一个空气层，使得接触热阻增大，最终使电子器件的热量不能高效传递给散热装置实现散热。
导热硅胶因具有好的粘性、柔韧性、良好的压缩性能以及具有优良的热传导率，常用来作为通讯设备、计算机等电器Ic基板的散热填充材料。
无机非金属粉体填料因其良好的绝缘性能，通常用于导热绝缘硅橡胶作导热媒介。
最为常见的无机非金属导热绝缘粉体填料有氮化铝，氧化铝，氧化锌，氧化铍，氧化硅，碳化硅，氮化硼等。
其中氧化铝不但具有良好的绝缘性能，而且其导热率也不低(常温导热率为30W/m·K)，已经在高压，特高压开关电器领域绝缘制品中得到大量使用。
氧化铝来源广泛，价格相对较低，在硅胶中填充量大，具有较高的性价比，因此作为目前高导热绝缘硅胶材料中的主要导热绝缘填料。
二、氧化铝在导热硅胶中的导热机理
物质中的热能常以振动能的形式传递,即物质内部微观粒子通过相互碰撞，实现热能的传递。
对于金属材料，其热传导靠自由电子的运动进行导热。
由于自由电子的质量轻，不受束缚，此使得金属材料导热的同时也能导电。
而氧化铝填料的导热主要依靠声子的振动，通过晶体的非线性热振动而实现导热。
填料粒径对HTV导热硅胶阻燃性能的影响
分别使用氢氧化铝阻燃填料和小粒径球形氧化铝导热填料来研究HTV导热硅胶的阻燃性能。
研究结果表明，加入小粒径球形氧化铝导热填料可在不使用阻燃剂的前提下，实现良好的阻燃性能。
在填充量大于80%时，加入粒径5 μm以下的球形氧化铝导热填料可在不明显降低硅胶热导率的同时显著提高阻燃等级至UL94 V0。
标签：导热硅胶；阻燃；粒径选择
在电子产品日趋小型化和轻薄化的今天，使用导热材料进行有效的热量散发成为保障电子产品可靠性和寿命的关键。
其中热硫化型（HTV）导热硅胶因其具有固化方便、易于灌封、导热填料填充量大、易于返修等优点而成为主要的导热材料之一。
HTV导热硅胶通过在树脂体系中添加大量导热填料，使填料粒子间彼此接触形成导热通路网络，从而提高热导率。
通过选择不同的导热填料和添加量，可获得不同的热导率，以满足实际要求[1，2]。
常用的HTV导热硅胶无阻燃性能，无法满足电子产品对导热材料同时具有高导热和高阻燃（通常要求达到UL94 V0）的需求。
UL94 V0阻燃要求较高，要求对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭，还不能有燃烧物掉下。
硅胶要达到该阻燃等级通常是在硅胶体系中加入大量的阻燃剂或阻燃填料来实现[3]。
但该方法在大量添加阻燃剂实现高阻燃的同时必然会减少导热填料的使用，从而造成导热性能显著下降。
本文通过对导热填料粒径的选择和搭配，在保持导热性能不受显著影响的同时，减少或不加阻燃填料，实现了达到UL94 V0的阻燃效果。
1 实验部分
1.1 仪器与原料
乙烯基硅油，黏度100～500 mPa·s，日本信越；含氢硅油，含氢量0.25%，上海龙旭LX0501；铂催化剂，2000 ppm，东莞兆舜；球形氧化铝，日本DENKA；表面处理氢氧化铝阻燃剂，佛山华雅KA系列。
1.2 硅胶样品的制备
在乙烯基硅油体系中分数次加入导热填料和阻燃填料，室温下真空高速混合搅拌1～2 h，再添加催化剂和其他助剂填料，室温真空搅拌0.5 h，制备成A组分。
在乙烯基硅油体系中分数次加入导热填料和阻燃填料，室温下真空高速混合搅拌1～2 h，再添加含氢硅油和其他助剂，室温真空搅拌0.5 h，制备成B组分。
1.3 性能测试
导热性能：将A和B组分按照质量比1：1真空搅拌混合，涂布成2 mm胶片，60 ℃加热固化。
将胶片制备成Ф12.7×2 mm圆片，使用NETZSCH LFA447激光导热仪进行热导率的测试。
阻燃性能：将A和B组分按照质量比1：1混合搅拌混合，涂布成2 mm胶片，60℃加热固化。
将胶片制备成125 mm×13 mm×2 mm的样条，参考UL94的阻燃测试方法进行测试。
2 结果与讨论
2.1 氢氧化铝阻燃填料对导热和阻燃效果的影响
本试验导热填料和阻燃填料分别选择最常用的球形氧化铝和表面处理的氢氧化铝，并对其导热和阻燃性能进行研究。
为研究阻燃填料的添加量变化对硅胶体系导热性能和阻燃性能的影响，选用9μm粒径球形氧化铝实现导热性能，并添加7μm和14μm粒径的氢氧化铝实现阻燃，硅胶体系中填料的总添加量保持82%不变。
不同添加量的氢氧化铝对硅胶的导热和阻燃性能的影响如图1所示。
从图1可见，添加氢氧化铝阻燃剂可以显著提高阻燃性能，添加量为25%时可达到UL94 V0的阻燃等级。
在添加量相同的情况下，氢氧化铝粒径的小幅变化，对热导率和阻燃性的影响没有明显差异；提高氢氧化铝在填料中的比例，热导率出现大幅下降。
原因在于氢氧化铝热导率低，其大量加入破坏了硅胶体系中氧化铝堆积接触形成的导热通路，从而降低导热性能。
为实现UL94 V0阻燃等级和高导热性能，实际应用中需加大导热填料添加量或使用更高热导率的导热填料，如AlN [4]，但使用高热导率填料会造成硅胶成本的大幅提高。
2.2 导热填料粒径对导热和阻燃性能的影响
对于高填充的导热硅胶体系而言，如果能在燃烧时表面形成致密层起到隔绝阻燃的作用，则可在不使用阻燃剂的情况下提高阻燃性能。
降低填料粒径有助于制备更加致密的胶体体系。
本文选择不同粒径的球形氧化铝填料进行试验，观察粒径变化对导热和阻燃性能的影响，结果见图2。
选取3、5和9 μm 3种不同粒径球形氧化铝为导热填料进行试验，随填充量的增大，热导率可由0.7 W/m·K提高至2.6 W/m·K。
阻燃等级也由可燃最高提高到UL94 V0。
硅胶的热导率在填料粒径变化时未表现出显著差异，但阻燃性能则随填料粒径的减小而显著提高，特别是在高填充量时，填料粒径的减小，对阻燃性能改善效果更显著。
在填充量达80%以上时，硅胶的阻燃等级提高更显著。
尤其在使用粒径为3 μm球型氧化铝时，填充量在82%即可达到UL94 V0阻燃等级。
试验中仅使用较小粒径的导热填料进行高填充就实现了UL94 V0阻燃效果，硅胶体系中未添加任何阻燃填料。
观察进行燃烧测试的样条发现，阻燃等级低的样条燃烧时火焰显著，体积显著膨大为多孔状，燃烧的残余物蓬松易碎；而阻燃等级高的样条则燃烧时火焰小，
无显著膨大现象，燃烧后残余物表面致密发硬。
由此分析使用小粒径填料制备的高填充量体系具有良好阻燃性的机理在于胶条中导热填料间粒子间隙较小，燃烧空气进入困难，填充在空隙中的胶体在燃烧时不易燃烧充分。
没充分燃烧的残余物和填料体系形成较为致密的阻燃层，从而起到了良好的阻燃效果。
但低粒径填料的使用会导致硅胶黏度大幅升高，限制了其在更高填充量导热产品中应用。
2.3 填料粒径复配对阻燃性能的影响
使用小粒径填料虽可显著提高阻燃性能，但同时伴随黏度的大幅提升。
因此采用不同粒径填料复配的方法来提高阻燃性能，并以此降低体系黏度的增大程度。
选取几种粒径的填料进行复配，并考查体系的导热和阻燃性能变化，结果见表1。
由表1可见，填料粒径复配较单独使用大粒径球形氧化铝，硅胶热导率略有提高。
原因在于小粒径填料填充进入大粒子间空隙，提高导热接触所致。
使用复配填料的硅胶体系其阻燃等级和导热性能均较优异，且黏度增大程度较小。
3 结论
1）加入氢氧化铝阻燃填料在提高阻燃性能的同时会显著降低导热性能。
2）在填充量大于80%的前提下，HTV导热硅胶使用5μm以下粒径的氧化铝填料能够在不降低导热性能的同时提高阻燃性能，最高可达UL94 V0。
3）可通过球型氧化铝填料不同粒径的复配使用，来实现不同的导热和阻燃性能。
参考文献
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[3]韦震宇，张立群，田明.硅橡胶阻燃技术研究进展[J].合成橡胶工业，2011，34（1）：74-80.
[4]曾幸荣，陈精华，胡新嵩，等.一种无卤阻燃导热有机硅电子灌封胶及其制备方法[P].中国专利：200910214244.9.
Effect of filler particle size on flame retardant properties of thermal conductive HTV silicone rubber
MIN Chang-chun，LI Jian-hua
（Beijing Hystic New Materials Co.，Ltd.，Beijing 100041，China）
Abstract：The improving flame retardance by using the aluminum hydroxide flame retardant and the spherical aluminum oxide thermal conductive filler with small size in thermal conductive HTV silicone rubber was investigated. The results showed that using spherical aluminum oxide thermal conductive filler with small size can significantly improve the flame retardant of the silicone rubber without adding the flame retardant. When the filer content was over 80%，using the spherical aluminum oxide thermal conducting filler with particle size of less than 5 μm significantly improved the flame Key words：thermal conductive silicone rubber；flame retardance；particle size selection。
