摘要：随着具有不同功能的有机硅基板的不断涌现以及成本的降低，其性能的不断提高，其应用领域将不断扩大。随着研究的深入，有机硅材料预计将在柔性液晶面板、LED和电子纸等新技术发挥着越来越重要的作用。本文就高性能有机硅导热材料的制备进行了研究。
关键词：高性能；有机硅；导热材料；制备
前言
随着电子产品向整机小型化、多功能化和高性能化发展，高密度三维系统集成技术应运而生。三维系统集成使得组装效率高、信号传输速度快、系统可靠性更好。具有这些优点的同时也会导致基板单位面积上发热量增大，散热问题越来越引起重视。这就对散热材料提出了更高的性能要求。通过散热设计将电子产品内集聚的热量及时导出，维持工作温度在合理的设计范围内，从而保证产品的系统稳定性和可靠性。热导率用来描述材料的导热能力，热导率越高，表明材料的导热能力越高。因此，高性能散热材料最基本的要求就是热导率足够高。高性能的导热垫片一般要满足热导率足够高、产品可靠性好、使用方便、减震降噪、绿色环保等要求。
1屏幕保护有机硅材料
屏幕保护有机硅材料是一种具有活性硅烷基团和氟改性有机基团组合而成的涂料，涂覆于屏幕后，形成10nm～20nm厚度的透明膜层，既具有含氟聚合物疏油和低摩擦系数的特性，又具有硅氧烷的疏水和耐候特性，可以使得膜层的水接触角大于1150，油酸接触角大于74°，让屏幕保护膜层具有出色的防污、拒水和拒油性能，减少指纹及各种污渍附着，提高擦拭清洁的能力。通过掺杂纳米二氧化硅于有机硅保护涂层中，还能提高材料成膜后的硬度和耐磨抗擦伤性能，目前市售产品可以在来回摩擦3000次（条件为：负重1kg，0000#钢丝绒，接触面积20mm×20mm）后，表面水接触角仍然大于108°。另外，使用物理共混的方式添加纳米二氧化钛于有机硅涂料中∞J，其中纳米二氧化钛光催化产生极强的自由基可制作成盖板材料使用的防污染杀菌保护涂层。
2边框粘接用有机硅材料
低溶剂单组份湿气固化的有机硅热熔胶主要应用于触摸屏的边框粘接，可以帮助设计师实现触摸屏结构设计时的防水和窄边框理念及制造目标。有机硅热熔胶是一种反应性材料"。，在受热施胶时，可以液体胶涂布的方式实现宽度不超过0．5mm的极薄胶线，瞬时获得初始粘接强度，在室温下快速冷却固化，加速产品组装效率。有机硅热熔胶完全固化后具有极佳的粘接力，无需底涂即可与常见塑料和金属基材实现粘结。物，方便对成品进行自动紫外光检验，还具有操作时间长、24h内可返工重涂、耐高温、无毒无味和挥发成分含量低等优点。有机硅热熔胶完全固化后，即具有出色的耐化学、防水、防尘性能，提高了电子产品的可靠性。在设计和组装其它创新理念的智能设备时，有机硅热熔胶与双面胶带（OCA）相比，具有窄边框贴合、初始粘接强度高和固化后粘结力强等优势，并且在对1亿部0．8mm窄边框智能手机玻璃盖板进行边框粘结测试中发现，有机硅热熔胶能将总体成本降低至20％。
3屏幕贴合用有机硅材料
有机硅液体光学透明水胶能将面板与触摸屏以无缝隙的全贴合方式完全粘贴在一起，避免了屏幕间的空气，这有助于减少显示面板和玻璃之间的反光、色散、散射引起的光线损失和干扰，从而达到低反射显示的效果。
4热界面有机硅材料
随着触摸屏模组中电子元器件的集成程度和组装密度的不断提高，产品在能够提供高功能高效率的同时，其中各个元件的工作功耗和工作温度也急剧增大，温度过高将对电子元器件的可靠性产生有害的影响，会缩短电子元件的使用寿命。为了保证电子元器件能够长时间稳定的运行，必须阻止工作温度的不断升高，因此及时有效地散热就成为目前迫切需要解决的问题。
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5实验
5.1主要原料及设备
低黏度乙烯基硅油：黏度200mPa•s，乙烯基摩尔分数0.35%，安博硅材料有限公司；高黏度乙烯基硅油：黏度5000mPa•s，乙烯基摩尔分数0.35%，广州天凌硅胶有限公司；含氢硅油：黏度50mm2/s，活性氢质量分数0.1%，深圳市红叶杰科技有限公司；改性硅树脂：烟台德邦先进硅材料有限公司；铂金催化剂（KE－808）、抑制剂（8081）：广州康固佳化工有限公司；氧化铝：纯度≥99%，平均粒径20μm，中国铝业股份有限公司郑州研究院；氮化铝：纯度99.5%，平均粒径0.5μm，上海申驿新材料科技发展有限公司；球形氧化铝：纯度≥99.8%，平均粒径70μm，南京天行新材料有限公司。双行星搅拌机：DMP－1QT型，罗斯设备有限公司；烘箱：Z120306型，热循环式，深圳市章氏电热设备有限公司。
5.2有机硅导热垫片的制备
将低黏度乙烯基硅油80g、高黏度乙烯基硅油8g、含氢硅油6g、改性硅树脂5g、催化剂1.0g、抑制剂0.2g加入到搅拌釜中搅拌0.5h，抽真空脱去气泡；然后加入氮化铝55g，搅拌0.5h，再加入氧化铝445g，搅拌均匀后抽真空脱去气泡；最后加入球形氧化铝402g，搅拌0.5h，抽真空脱去气泡。将所得膏状物在离型膜之间成型一定厚度，先在120℃硫化30min，然后在150℃下烘烤30min，制得有机硅导热垫片。
5.3性能测试
热导率：采用瑞典HotDisk公司的TPS2500S型导热系数测量仪，按ASTMD5470—2006测试；热阻：采用台湾瑞领科技股份有限公司的LW9389型热阻仪，按ASTMD5470—2006测试；硬度：采用上海奥瓦测试仪器有限公司的邵氏OO型硬度计测试；密度：采用美国康塔仪器公司的DPY－31型真密度仪，以氦气真密度法测试；拉伸强度：采用美国阿美特克有限公司的LS1型电子万能试验机，按ASTMD412—2006测试；拉断伸长率：采用深圳万测实验设备有限公司的ETM103A型控制电子万能试验机，按ASTMD412—2006测试；体积电阻率：采用上海世禄仪器有限公司的1508型绝缘测试仪，按ASTMD257—2007测试；相对介电常数：采用吉林省华洋仪器设备有限公司的HJC－50kV击穿电压测试仪按ASTMD150—2011测试；180°剥离力：采用Chemsultants International Inc.的AR－1000型剥离力测试仪测试；高温老化性：采用深圳市章氏电热设备有限公司的Z120306型热循环式烘箱；测试方法：样品在150℃放置440h冷却到室温测试热阻；冷热冲击老化性：采用烟台信达仪表有限公司的WIEETS60型高低温冲击箱测试；测试方法：－40～125℃进行冷热循环实验，样品－40℃放置0.5h然后125℃放置0.5h，这样的过程为1个循环，共计测试440个循环后冷却至室温，测试样品热阻；湿热老化性：采用东莞市庆声实验设备有限公司的KTHB－415TBS型恒温恒湿箱于85℃、相对湿度85%条件下中放置440h后冷却到室温测试样品热阻。瞬时压力：在指定压缩速率下，测试达到指定压缩形变量的压力；长期压力：在指定压缩速率下，测试维持指定压缩形变量5min以上的压力。
结束语
有机硅材料以其独特而优异的性能和在触摸屏行业的应用前景引起人们的关注。具有不同功能性官能团和新颖结构的有机硅基材的不断涌现，成本的不断降低和综合性能的不断提高，其应用领域将不断扩展。随着研究的深人，有机硅材料有望在柔性液晶面板、曲面液晶面板、OLED和电子纸等新技术领域发挥更重要的作用。
参考文献：
［1］平湖阿莱德实业有限公司.高导热组合物及制备方法及其导热垫片：CN，105419345A［P］.2015－12－24.
［2］王红玉，万炜涛，陈田安.LED用有机硅导热垫片的制备及性能研究［J］.有机硅材料，2016，30（4）：279－281.
论文作者:李妃文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：有机硅论文; 材料论文; 测试论文; 硅油论文; 黏度论文; 边框论文; 高性能论文; 《基层建设》2018年第25期论文;