氧化铝表面改性及其在导热材料中的应用

侯琳刚，吕春紫，张志文

（广东普赛达材料科技股份有限公司，广东 东莞 523646）

摘  要：采用不同种类改性剂对同一氧化铝粉末进行了改性，将其加入到硅油中，通过硅氢加成反应制得导热硅胶垫片，研究了改性对于氧化铝粉末红外谱图、吸油值及硅胶垫片力学和导热性能的影响。结果表明，在1150cm^-1和1030～1200cm^-1处分别出现甲氧基特征峰和Si—OC₂H₅键的吸收峰，证明了改性成功。十二烷基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯改性剂均能降低氧化铝粉末的吸油值，使其在后续应用过程中与基体材料有更好的相容性，但对导热也会有不同程度的影响。

关键词：氧化铝；改性；吸油值

0 引言

随着微电子技术的发展，电子元器件的体积逐渐缩小，工作频率却在不断提升，极大地提高了工作效率。但是，在高频工作时，电子元器件产生的热量会不断积累，严重影响电子元器件的使用寿命。为此，亟须寻找一种有导热性能的材料，既不影响电子器件性能，还可以使热量快速扩散。

氧化铝兼具导热和绝缘性能，来源广泛，价格低廉，被广泛应用于导热材料的制备。普通氧化铝导热率为33W/(m·K），由于其表面含有大量羟基，极性较强，在有机硅油或环氧树脂中填充量较低，难以满足工业需求。相比而言，球形氧化铝填充量有一定程度提高，但复杂的制备工艺和昂贵的价格限制了其应用范围。因此，对普通氧化铝表面进行表面处理，提高其在有机硅油或树脂中的填充量的同时，满足施工等工艺需求，成为制备导热材料的关键。

目前，在有机硅体系中，主要采用硅烷偶联剂对氧化铝进行表面改性，即通过化学反应或物理包覆，提高氧化铝与硅油的相容性，满足不同的工艺需求。实验分别采用较长碳链的十二烷基三甲氧基硅烷和正四面体结构的正硅酸乙酯对氧化铝进行表面改性处理，降低氧化铝表面的极性，提高其在乙烯基硅油中的添加量，并将改性处理的氧化铝与有机硅胶相结合，研究改性对氧化铝填充、导热等性能的影响。

1 试验部分

1.1试验原料

5μm氧化铝、十二烷基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、邻苯二甲酸二辛酯（DOP)。

1.2试验仪器

TJ-500高温烤箱、TG16-WS台式高速离心机、非介人式材料均质机、电子天平、DRL-II导热系数测定仪、LX-A硬度计、300型压延机。

1.3 样品制备

1.3.1氧化铝表面改性

首先将氧化铝放人高温烘箱中，在130℃下干燥30min，取出倒人搅拌器中，同时滴加一定质量分数的改性剂，在25000r/min的转速下高速搅拌一定时间，取出，冷却后装袋密封保存备用。

1.3.2导热硅胶制备

取上述改性完成的一定质量氧化铝和乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂按照一定比例用均质机混合均匀，冷却后加人一定质量的催化剂，低速搅拌后，将所得到的均匀混合的粉胶利用压片机压成一定厚度的导热硅胶片，然后置于130℃烘箱中烘烤10min后取出，备用。

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