有機(jī)硅的合成及其導(dǎo)熱復(fù)合材料研制.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，能源消耗日趨增加，環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，節(jié)能減排已經(jīng)成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。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(zhǎng)、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為各國(guó)政府和照明企業(yè)研究的重點(diǎn)。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(lái)封裝LED芯片。
　　 有機(jī)硅樹(shù)脂的分子主鏈為Si-O-Si，側(cè)鏈連有不同功能性的有機(jī)基團(tuán)，因此其兼具有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的特點(diǎn)。由于有機(jī)硅樹(shù)脂這種獨(dú)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(diǎn)，能全面滿足LED封裝對(duì)材料性能的要求。
　　 本文利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以氯硅烷為原料，采用水解縮合制備有機(jī)硅樹(shù)脂，并用所制備的有機(jī)硅樹(shù)脂為基體材料，添加不同種類(lèi)的導(dǎo)熱填料，研

3、究導(dǎo)熱填料的用量和改性工藝對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響，研究結(jié)果表明:
　　 有機(jī)硅樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)對(duì)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(jī)硅樹(shù)脂折射率和熱穩(wěn)定性，隨著苯基含量的增高，有機(jī)硅樹(shù)脂的折射率和熱穩(wěn)定性都相應(yīng)提高。有機(jī)基團(tuán)與硅原子的比值(R/Si)對(duì)有機(jī)硅樹(shù)脂的粘度和透光率具有顯著性的影響，可以通過(guò)控制R/Si的值來(lái)制備出具有合適粘度和透光性能良好的有機(jī)硅樹(shù)脂，滿足其在不同場(chǎng)合的應(yīng)用。
　　 通過(guò)方差

4、分析，水解溫度和聚合時(shí)間對(duì)有機(jī)硅樹(shù)脂的各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響不顯著，可以忽略其對(duì)有機(jī)硅樹(shù)脂性能的影響，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中可以適當(dāng)放寬對(duì)這兩個(gè)因素的控制。
　　 以有機(jī)硅樹(shù)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?jǐn)?shù)為60％的石墨、BN及T-ZnOw添加到樹(shù)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(dāng)BN導(dǎo)熱填料粒子含量達(dá)到80％時(shí)，復(fù)合材料熱導(dǎo)率增加到2.101 W/(m·K)。
　　 通過(guò)Agari模型對(duì)BN/有機(jī)硅樹(shù)脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率進(jìn)行模擬計(jì)算，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)所測(cè)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(jī)硅樹(shù)脂熱導(dǎo)率為0.399 W/(m·K)。
　　 經(jīng)過(guò)0～6％的APTES對(duì)BN導(dǎo)熱填料進(jìn)行改性，可調(diào)節(jié)BN/有機(jī)硅導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率，當(dāng)APT