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1、合成橡胶工业,2006-07-15,29(4):305～309专论·综述CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRY填充型导热橡胶研究进展1,22222涂春潮,齐暑华,周文英,赵红振,吴波(11北京航空材料研究院,北京100096;21西北工业大学应用化学系,陕西西安710072)摘要:介绍了导热橡胶的研究现状,综述了导热绝缘与导热非绝缘橡胶导热性能及导热模型的研究进展,重点讨论了金属氧化物、碳化物、氮化物、金属粉、炭黑及各类碳材料填充导热橡胶的研究进展。关键词:导热橡胶;导热机理;导热系数;导热模型;导热填料;综述中图分类号:TQ33618
2、文献标识码:A文章编号:1000-1255(2006)04-0305-05目前,微电子的组装愈来愈密集化,其工作环成型,通过适当的工艺处理或配方调整制得的导境急剧向高温方向变化。电子元器件温度每升高热橡胶可以广泛应用于众多领域中需要散热和传[1]2℃,其可靠性下降10%,因此及时散热成为影响热及绝缘的部位,同时还可起到减震作用。美其使用寿命的重要因素。应用于航空航天、电子、国Berquist公司研制的导热绝缘橡胶用于汽车、电气等领域中需要散热和传热及绝缘部位的导热家用电器、电脑、散热器、电源供应器、太空军事用橡胶,能及时散除电子设备使用中产生的大量热品及
3、电机控制等领域,处于世界领先水平;而国内量,对电子产品的密集化、小型化和提高其可靠对导热橡胶的研究起步较晚。性、精密度及使用寿命都具有重要意义。本文综211导热绝缘橡胶述了当前国内外填充型导热橡胶的研究进展。导热绝缘橡胶主要应用在航空航天、武器装备领域所使用的功率管、集成块、热管等设备上,1导热原理以及微电子、通讯设备、电机和电气设备需要绝缘填充型导热橡胶的导热性能取决于橡胶、填导热的部位。使用的导热绝缘填料主要有氮化料和其共同的界面。导热填料是主要的导热载物、碳化物及金属氧化物等。体,无论是以粒子还是以纤维的形式存在,其自身21111氮化物和碳化物填充
4、的导热性都远大于基质材料。当导热填料填充量具有良好绝缘性和高导热系数的氮化物和碳比较小时,填料能够均匀地分散在体系中,然而相化物主要包括氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳互之间没有形成接触和作用,此时填料对于整个化硼和碳化钛等,将这些无机陶瓷填料填充到橡体系导热性的贡献不大。但当填充量达到一个临胶基质中,可以制取具有良好综合性能的导热绝界点时,填料之间开始有了相互接触和作用,在体缘橡胶。系中形成类似链状和网络的结构,称为导热网链。用氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物当这些导热网链的取向与热流方向平行时,就会(SEBS)的甲苯溶液与氮化硼混合,干燥后可制
5、备在很大程度上提高体系的导热性。①具有高导热性和绝缘性的弹性材料。当SEBS/氮化硼/甲苯质量比为210/715/710时,所得材料的[2][3]2导热橡胶导热系数为6140W/(m·K)。潘大海等研导热橡胶分为本征型导热橡胶和填充型导热究了导热填料种类、用量及粒径对室温硫化硅橡橡胶,根据电性能可分为绝缘型及非绝缘型。本胶性能的影响,结果表明,用150～250份(质量,征型导热橡胶的合成工艺复杂,成本太高,目前无法应用,因此一般通过填充高导热性的填料来制①收稿日期:2005-05-31;修订日期:2006-04-20。取导热橡胶。填充型导热橡胶价格较低,
6、易加工作者简介:涂春潮(1978—),男,硕士。·306·合成橡胶工业第29卷下同)、粒径5～20μm的氮化硅制取的绝缘室温硼、氧化铝、石英粉和适量的偶联剂及固化剂等混硫化硅橡胶的导热系数可达1121W/(m·K),且合,然后溶解在二甲苯中,涂敷玻璃布并干燥固具有良好的物理机械及加工性能。化,所得织物的涂层具有良好的外观及导热性和[4][15]Tantawy制备了三元乙丙橡胶/碳化钛复阻燃性。用100份液体端羟基聚丁二烯、250合橡胶,发现碳化钛用量对三元乙丙橡胶的热性份氧化铝、150份氮化硼及615份甲苯二异氰酸能、硫化性能及电性能都有很大的影响,以填
7、充酯的混合物经热压固化制取的高导热绝缘橡胶,50份者为佳。在天然橡胶中填充15份碳化硼导热系数达2155W/(m·K),可将其用于电子仪[16][17]时,其导热系数可达318W/(m·K),再增大碳化器。Sato等在液体硅橡胶中填充体积分数硼用量,导热系数增加缓慢;填充50份时天然橡40%～50%的氧化铝及5%～10%的氮化硼粉胶硫化胶老化前的导热系数达416W/(m·K),末,制得了导热复合硅橡胶,可用于电子器械。将在70℃下老化28d后,材料的导热系数可达氮化铝粉末用氧化铝气相涂敷后再填充到硅橡胶[5]410W/(m·K)左右。此外,在室温硫化硅橡
8、中,制取的高导热性和高耐热性材料可用于制造[18]胶中填充粒径为6μm的碳化硅时
