有機硅的合成及其導(dǎo)熱復(fù)合材料研制.pdf

1、隨著經(jīng)濟和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，能源消耗日趨增加，環(huán)境問題日益嚴重，節(jié)能減排已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的焦點。目前，用于照明的能源約占世界總能耗的20％左右，而白光超高亮度的LED（Light Emitting Diode）所消耗的電能僅為傳統(tǒng)光源的10％，并且其具有體積小、發(fā)光效率高、能耗低、使用壽命長、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點，已經(jīng)成為各國政府和照明企業(yè)研究的重點。然而，隨著LED亮度和功率的升高，芯片所產(chǎn)生的熱量增加，有必要尋求一種高折射率、

2、高透光率、高熱導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性好的材料來封裝LED芯片。
　　 有機硅樹脂的分子主鏈為Si-O-Si，側(cè)鏈連有不同功能性的有機基團，因此其兼具有機和無機材料的特點。由于有機硅樹脂這種獨特的結(jié)構(gòu)，使其具有折射率可調(diào)、透光性高、耐老化和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，能全面滿足LED封裝對材料性能的要求。
　　 本文利用正交實驗設(shè)計方法，以氯硅烷為原料，采用水解縮合制備有機硅樹脂，并用所制備的有機硅樹脂為基體材料，添加不同種類的導(dǎo)熱填料，研

3、究導(dǎo)熱填料的用量和改性工藝對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響，研究結(jié)果表明:
　　 有機硅樹脂分子結(jié)構(gòu)對其性能的影響最為顯著。分子鏈中苯基的含量極大的影響了有機硅樹脂折射率和熱穩(wěn)定性，隨著苯基含量的增高，有機硅樹脂的折射率和熱穩(wěn)定性都相應(yīng)提高。有機基團與硅原子的比值(R/Si)對有機硅樹脂的粘度和透光率具有顯著性的影響，可以通過控制R/Si的值來制備出具有合適粘度和透光性能良好的有機硅樹脂，滿足其在不同場合的應(yīng)用。
　　 通過方差

4、分析，水解溫度和聚合時間對有機硅樹脂的各項性能指標的影響不顯著，可以忽略其對有機硅樹脂性能的影響，在實驗的過程中可以適當放寬對這兩個因素的控制。
　　 以有機硅樹脂為基體的導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率，隨添加導(dǎo)熱填料的本征導(dǎo)熱系數(shù)升高而升高。如將質(zhì)量分數(shù)為60％的石墨、BN及T-ZnOw添加到樹脂基體中可制得熱導(dǎo)率分別為2.213 W/(m·K)、1.460 W/(m·K)和0.592 W/(m·K)的導(dǎo)熱復(fù)合材料。并且隨導(dǎo)熱填料質(zhì)量分

5、數(shù)的增加，導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率也相應(yīng)的增加，當BN導(dǎo)熱填料粒子含量達到80％時，復(fù)合材料熱導(dǎo)率增加到2.101 W/(m·K)。
　　 通過Agari模型對BN/有機硅樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率進行模擬計算，其結(jié)果與實驗所測數(shù)據(jù)吻合性很好，并且用Agari模型反推出所制備的純有機硅樹脂熱導(dǎo)率為0.399 W/(m·K)。
　　 經(jīng)過0～6％的APTES對BN導(dǎo)熱填料進行改性，可調(diào)節(jié)BN/有機硅導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率，當APT