导热氧化铝填料如何搭配才能获得高导热硅胶？

α-氧化铝（下称氧化铝）导热粉体因来源广，成本低，在聚合物基体中填充量大，具有较高性价比，是制备导热硅胶垫片最常用的导热粉体。氧化铝形貌有球形、角型、类球形等，不同形貌对热界面材料的加工性能、应用性能、成本等有不同影响，加之不同粒径的影响，在体系中会形成一定的孔隙，影响导热界面材料的导热系数。本文将从以下几个方面探讨不同形貌、不同粒径的氧化铝导热粉体的搭配工艺，为制备高导热硅胶垫片提供参考。

1、同等粒径相同添加量下，不同形貌

选取5μm和45μm的球形、类球形氧化铝形、角形氧化铝在添加量75%下测试其对导热硅胶垫片加工粘度的影响，相同粒径球形氧化铝的加工粘度最小，角形氧化铝加工粘度最大；相同形貌粒径越大，加工粘度越低。主要是因为同等粒径下，球形氧化铝表面能越小，球的表面流动性越好，与基体搅拌成膜均匀，体系粘度就越低，而角形氧化铝形貌不规则，其颗粒的表面能大，颗粒之间越易粘附在一起，粘度就越大；而在相同相貌下，粒径越大，吸油值越小。

2、同等粒径不同形貌下，不同添加量
选取45μm类球形氧化铝形、球形、角形氧化铝，分别在75%、80%、85%添加量下测试对导热硅胶垫片导热系数的影响，在同等添加量下，75%添加量时角形氧化铝制备的导热硅胶垫片的导热系数较高。添加量在80%和85%时，类球形氧化铝形氧化铝制备的导热硅胶垫片导热系数较高。在添加量较少时，随着添加量增加，三种形貌氧化铝制备的垫片导热系数不断升高。由于角型氧化铝比表面积大，在基体中形成的导热网络会更多，因此垫片的导热效果较好。当添加量增加，由于类球形氧化铝是单晶颗粒、转化率高、颗粒表面光滑，导热系数最高，虽然球形氧化铝球形度好，但是转化率较低并且颗粒表面粗糙，导致导热系数较低。

3、同等形貌不同添加量氧化铝导热粉体，在不同复配比例

考虑最佳性价比和粉体颗粒堆积原理，选取45μm球形氧化铝、45μm类球形氧化铝和5μm角型氧化铝以2：2：1，2：1：1，1：2：1，1：1：1复配分别在80%、85%、90%的添加量下对导热硅胶垫片导热系数的影响。相同复配比例，随着添加量增加，四种复配粉体填充的垫片导热系数不断增加，这是由于随着粉体添加量增加，颗粒之间的接触点越多，逐渐形成致密导热网络，因此导热系数增加。另外，由于类球形氧化铝的转化率高，导热系数高，因此其比例较大，导热硅胶垫片导热系数的提升越明显。

4、同等添加量及不同复配比例对复配氧化铝导热粉体堆积性能的影响

选取45μm球形氧化铝、45μm类球形氧化铝和5μm角型氧化铝以2：2：1、2：1：1、1：2：1、1：1：1比例复配，球形氧化铝、类球形氧化铝与角形氧化铝比例1：2：1时堆积密度最大，这是因为颗粒之间的缝隙被相互填充，空隙小，密度大。

另外制作导热硅胶垫片时，常常会遇到粘膜、表面掉粉问题。造成这一问题原因之一是粉体与硅油相容性差，油粉粘度高、混合不均匀，使得垫片内聚强度低，分子间作用力小于垫片表面与离型膜的吸附力，导致垫片剥离时出现粘膜、表面掉粉现象。如何解决这个问题？

导热剂等产品可较好解决这样问题。与普通导热粉体不同的是，这类导热粉体采用我司独有的改性技术制备而成，增强了粉体与硅油之间的相容性，确保硅胶中即使填充了大量该导热粉体，仍能分散均匀，使导热硅胶垫片具有较高的内聚强度，从而改善垫片撕膜时粘膜、表面掉粉现象。

导热硅胶垫片时，由于粒径太粗，导致垫片有针眼。怎么办？
     通过限制高导热粉体最大粒径，同时配以复合搭配和表面改性技术，研发了一款高性能导热粉体。该产品堆积密度大，应用时可以降低复合体系的空隙，不仅能避免体系出现针眼，还能提高材料导热系数。另外，改性技术降低了粉体表面极性，改善了粉体与树脂的相容性，使体系易排泡。

综上，要制备高导热率导热硅胶垫片，需要寻求合适的导热粉体原料、粉体形貌，确认粒径级配等，非一步即可完成。东超新材料在氧化铝、氢氧化铝等的应用研究已经有10+年的经验，可根据客户具体的产品指标、工艺特色、应用目标，提供个性化的导热阻燃高分子材料解决方案。

审核编辑 黄宇