乙烯基硅油能應(yīng)用在導(dǎo)熱墊片嗎?提供柔韌性,彈性!
來(lái)源:AI+改 作者:強(qiáng)力化工 發(fā)布時(shí)間:2026-01-04 15:18 閱讀次數(shù):209
乙烯基端聚二甲基硅氧烷 不僅能應(yīng)用于導(dǎo)熱墊片,還是制備有機(jī)硅導(dǎo)熱墊片的核心基材之一,對(duì)提供墊片的柔韌性、彈性與壓縮回彈性至關(guān)重要。

一、核心作用與應(yīng)用形式

  1. 作為基礎(chǔ)彈性體基質(zhì)
    • 直接作為墊片的連續(xù)相,與含氫硅油、催化劑等反應(yīng)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),構(gòu)成墊片的彈性骨架
    • 提供墊片的柔韌性、低硬度 (通常 20-45 Shore 00) 和高壓縮回彈性 (可達(dá) 90-100%),使其能緊密貼合不平整界面,緩沖熱膨脹應(yīng)力
  2. 作為增塑 / 軟化劑
    • 在復(fù)合體系中調(diào)節(jié)硬度,降低交聯(lián)密度,提升柔軟度與形變適應(yīng)力
    • 改善加工性能,幫助導(dǎo)熱填料 (氧化鋁、氮化硼等) 均勻分散,同時(shí)維持墊片的彈性回復(fù)能力
  3. 典型配方占比
    應(yīng)用場(chǎng)景 乙烯基硅油占比 主要功能
    超軟導(dǎo)熱墊片 10-30% 提供超低硬度與高回彈,滲油率控制 < 0.5%
    通用導(dǎo)熱墊片 20-50% 平衡柔韌性、導(dǎo)熱性與機(jī)械強(qiáng)度
    導(dǎo)熱硅脂 / 凝膠 50-80% 作為載體油,提供潤(rùn)濕性與流動(dòng)性

二、為何能提供優(yōu)異柔韌性與彈性?

  1. 分子結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)
    • 硅氧鍵 (Si-O) 主鏈鍵能高 (452 kJ/mol),鍵角大,分子鏈柔順性極佳,低溫 (-50℃) 不脆化,高溫 (200℃) 仍保持彈性
    • 甲基側(cè)鏈非極性,分子間作用力小,賦予材料低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg≈-123℃),在寬溫域內(nèi)保持柔軟
  2. 彈性機(jī)制
    • 交聯(lián)后形成的三維網(wǎng)絡(luò)在受壓時(shí)發(fā)生可逆形變,硅油分子鏈的自由旋轉(zhuǎn)與滑移提供了壓縮回彈性,避免永久變形
    • 與導(dǎo)熱填料協(xié)同作用,在高填充 (500-800 份) 下仍保持良好彈性,不喪失形變能力

三、性能特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

  1. 寬溫域穩(wěn)定性:-50℃至 200℃保持彈性,適配極端環(huán)境電子設(shè)備散熱需求
  2. 低揮發(fā)與化學(xué)惰性:經(jīng)改性可實(shí)現(xiàn)低滲油 (<0.5%),不腐蝕電子元件,耐老化性能優(yōu)異
  3. 復(fù)合增強(qiáng)效應(yīng):與石墨烯、碳納米管等協(xié)同可提升韌性,如添加 GNPs 使斷裂伸長(zhǎng)率從 57.2% 提升至 161.9%

四、注意事項(xiàng)與優(yōu)化方向

  1. 滲油控制:低分子量硅油易遷移滲出,需選用高純度、低揮發(fā)型 (如端乙烯基改性),或添加硅蠟、偶聯(lián)劑改善相容性
  2. 導(dǎo)熱平衡:硅油自身導(dǎo)熱率低 (0.15-0.2 W/mK),需搭配高導(dǎo)熱填料 (氧化鋁、氮化硼等),可實(shí)現(xiàn) 2-7 W/mK 的導(dǎo)熱性能
  3. 交聯(lián)調(diào)控:通過(guò)調(diào)整硅油粘度、乙烯基含量和交聯(lián)劑用量,精確控制墊片硬度與彈性,適配不同裝配壓力需求

五、分場(chǎng)景精準(zhǔn)推薦 

1. 超軟高柔韌型墊片 (Shore 00 < 25)

  • 推薦:100-500 cSt 乙烯基二甲基硅油,占比 20-30%
  • 特點(diǎn):極致柔軟,貼合不平整界面,緩沖微小熱應(yīng)力,適合精密電子器件 (手機(jī)芯片、傳感器)
  • 優(yōu)化:添加 5-10% 5,000 cSt 高粘度硅油,降低滲油風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)保持柔軟度

2. 通用型導(dǎo)熱墊片 (Shore 00 25-35)

  • 推薦:1,000-5,000 cSt 乙烯基二甲基硅油,占比 25-40%
  • 特點(diǎn):平衡柔韌性、彈性與機(jī)械強(qiáng)度,壓縮回彈性 > 90%,適配多數(shù)電子設(shè)備 (PC 電源、LED 模塊)
  • 優(yōu)勢(shì):加工性好,與氧化鋁、氮化硼等填料兼容性佳,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá) 2-5 W/mK

3. 高回彈耐壓縮墊片 (Shore 00 35-45)

  • 推薦:5,000-20,000 cSt 乙烯基二甲基硅油,占比 30-50%
  • 特點(diǎn):抗永久變形能力強(qiáng),適合高振動(dòng)環(huán)境 (汽車(chē)電池包、工業(yè)電機(jī)),可承受長(zhǎng)期壓縮 (>1000 次循環(huán)) 性能衰減 < 5%
  • 注意:需配合高效分散設(shè)備,確保填料均勻分布,避免局部彈性差異

4. 導(dǎo)熱凝膠 / 半固態(tài)墊片

  • 推薦:50-500 cSt 二甲基硅油,占比 50-80%
  • 特點(diǎn):流動(dòng)性好,可自動(dòng)填充間隙,彈性回復(fù)快,適合異形界面與動(dòng)態(tài)散熱場(chǎng)景

六、應(yīng)用實(shí)例

  • 手機(jī) / PC 芯片散熱:超薄 (0.3-2mm) 柔性墊片填充芯片與散熱器間隙,緩沖震動(dòng)與熱應(yīng)力
  • 新能源汽車(chē)電池包:高彈性墊片適應(yīng)電池模組的熱膨脹,同時(shí)絕緣、減震
  • 工業(yè)電源模塊:寬溫域彈性墊片在 - 40℃至 180℃下保持穩(wěn)定性能,提升散熱效率

結(jié)論:乙烯基硅油是導(dǎo)熱墊片實(shí)現(xiàn)柔韌性與彈性的核心材料,通過(guò)合理配方設(shè)計(jì)可兼顧導(dǎo)熱性能與機(jī)械彈性,滿足各類(lèi)電子設(shè)備的熱管理需求。


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