Теплопроводная полимерная композиция Советский патент 1980 года по МПК C09K3/10 C08L75/04 

Изобретение относится к области химии и может найти применение в технологии полупроводниковых приборов, оптики и для заливки и герметизации радиоэлектронной аппаратуры. Известен низковязкий теплопроводящий состав на основе полифенилсилоксановой и глифталевой смол, алюминиевой и бериллиевой пудры и органического растворителя 1.

При повышенной теплопроводности этого состава и его хороших технологических свойствах, он имеет значительную усадку, связанную с испарением растворителя. Усадка вызывает формирование высоких внутренних напряжений в заливке.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому положительному эффекту к изобретению является композиция, включающая дивинильный гидроксилсодержащий олигомер (44-71,95 об. %), диизоцианат (5,8 об. %), апизогеометричный наполнитель (20-50 об. %) и аэросил, модифицированный диизоцианаттолуидином (0,01-1,0об. /о) 2.

Недостатком этой композиции является то, что она имеет высокую вязкость, поэтому с ее помощью невозможно производить заливку конструкций сложной формы с малым диаметром отверстий.

Целью предлагаемого изобретения является снижение вязкости и увеличение адгезяонной прочности.

Поставленная цель достигается тем, что теплопроводная йёЛигйёрная композиция, включающая дивинильный гидроксилсодержащий. олигомер, диизоцианат, анизогеометричный наполнитель и модифицированный аэросил, содержит аэрбсИл, модифицированный аминО:М и дополнительно диглицидный эфир гемдиметилолциклогексана при следующем соотнощении Компонентов, об. %:

Диизоцианат5-8

Дивинильный гидроксилсодержащий олигомер26-67,9

Анизогеометричный . -,.,

наполнитель20-50

Диглицидный эфир гемдиметилолциклогексена7-15

Аэросил, модифицированный амином0,1 -1,0

В качестве дивинильного гидроксилсодержащего олИгомера (ОРД) использовано соединение общей формулы

(-СНа-СН СН-СНг-) .- - (-СНг-СН СН-СНаОН) у, где x 30-40, .

В качестве анизогеометричного напол-. нителя могут быть использованы высокотеплопроводные диэлектрические норошки BN, БеО, Si, алмаз и другие.

Формула диглицидного эфира гемдимстилолциклогексена (ДЕЦ)

/о

/снг-о-снг-сн-снг сн,- o-CH -CH-CH,

а

Это вещество является активным разбавителем и модификатором композиции, т. е. оно уменьшает вязкость ее в жидком состоянии, а эпоксидные группы сшивают полиуретановые связи, образ5юш,иеся в реакции отверждения гидроксильных групп дивинильного олигомера. Поэтому образующаяся в реакции полимеризации трехмерная сетка имеет более сложное строение.

В качестве аэросила исиользуют аэросил, модифицированный амином (АЭА) общей формулы

Si-O-R-UHi

R - алкнл ИЛИ арил.

Аэросил, модифицированный амином, является катализатором полимеризации, его аминогруппы связывают эпоксидные группы (разбавителя).

Для получения композиции приготовляют три смеси (см. таблицу). Для этого навеску ОРД разбавляют ДЭЦ, добавляют определенное количество АЭА и после перемешивания вводят анизогеометричный наполнитель (предварительно высушенный при 200° С в течение 5 ч), затем добавляют по расчету на количество гидрокси- и эпоксигрупп отвердитель диизоцианат и вакуумируют при 0,1 мм рт. ст. в течение 0,5 ч. Состав дай в об. %.

После приготовления композиции смесей представляют собой непрозрачную однородную массу (допускается окраска пигментами) с невысокой вязкостью, жизнеспособностью композиции при комнатной температуре не более 2 ч. В течение этого времени композицию можно использовать для заливки схем радиоэлектронной аппаратуры сложной формы с использованием шприца через малые отверстия. Аэросил, модифицированный амином, позволяет отверждать композицию при комнатной температуре в течение 1-2 суток т. е. создает герметик холодного отверждения. Введение наполнителей создает высокотеплопроводную композицию и уменьшает остаточные напряжения в системе. После отверждения благодаря наличию в полиуретановом каучуке эпоксигрупп существенно возрастает адгезионная прочность композиции. Комплекс других положительных свойств теплопроводной композиции сохраняется на уровне прототипа. Возрастает длительность работоспособности композиции при новыщенной температуре, что увеличивает надежность залитого узла. Возрастает химическая стойкость композиции. Композицию отверждают в режиме: при 20 С не более 1-2 суток при 50°С не более 3-4 ч при 80° С не более 1,5-2 ч Вязкость (уел. ед. мин) композиции (по ГОСТ 8420-57) с использованием щарикового вискозиметра) составляет для смеси 1 5, для смеси 2 7, для сМеси 3 6, для смеси по прототипу 35. Адгезионная прочность композиции при 20° С (сталь, латунь) 65 кг/см, но прототипу 40 кг/см. Свойства композиции не изменяются после работы в течение 10000 ч при 120° С. Таким образом, предлагаемая композиция является иизковязкой, обладает повышенной адгезионной прочностью, устойчивостью к длительному тепловому старению и органическим растворителям. Комнозиция может быть использована для заливк/и и герметизации радиоэлектронной аппаратуры (микросхем) сложной формы. Повышенная адгезионная прочность увеличивает надежность залитых схем РЭЛ и ФПУ.

Формула изобретения

Теплопроводная полимерная композиция, включающая дивинильный гидроксилсодержащий олигомер диизоцианат и анизогеометричный наполнитель и модифицированный аэросил, отличающаяся тем, что, с целью снижения вязкости и увеличения адгезионной прочности, она содержит аэросил, модифицированный амином и дополнительно диглицидный эфир гемдиметилолциклогексена при следующем соотношении, об.:%:

Дивинильный гидроксилсодержащий олигомер

Диизоцианат

Анизогеометричный

наполнитель20-50

Диглицидный эфир

гемдиметилолциклогексена7-15

Аэросил, модифицированный амином0,1-1,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

15

2. Авторское свидетельство СССР № 632710, кл. С 08 L 75/04, С 09 J 3/16, 18.05.77 (прототип).