有機矽導熱貼片連續成型方法

《有機矽導熱貼片連續成型方法》是深圳市安品有機矽材料有限公司於2011年5月20日申請的發明專利，該專利申請號為2011101319877，公布號為CN102285057A，公布日為2011年12月21日，發明人是丁小衛、付正紅、劉敬酒。

《有機矽導熱貼片連續成型方法》公開了一種有機矽導熱貼片連續成型方法，包括以下依次進行的步驟：製備有機矽導熱組合物漿料；使製得的漿料覆上、下襯膜，同時輥壓成型片材，片材經牽引往前輸送；片材輸送至烘道的平履帶上繼續往前輸送，同時在烘道中加熱固化。該發明的成型方法，將有機矽導熱組合物連續地成型為所需尺寸的片材，且片材厚度均勻，實現了連續的規模化生產。

2021年6月24日，《有機矽導熱貼片連續成型方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《有機矽導熱貼片連續成型方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：有機矽導熱貼片連續成型方法
• 申請人：深圳市安品有機矽材料有限公司
• 發明人：丁小衛、付正紅、劉敬酒
• 申請號：2011101319877
• 申請日：2011年5月20日
• 公布號：CN102285057A
• 公布日：2011年12月21日
• 地址：廣東省深圳市寶安區福永街道福海大道三星工業區二區第4幢第一層
• 代理機構：深圳市科吉華烽智慧財產權事務所
• 代理人：羅志強、肖偉
• Int. Cl.：B29C43/24
• 類別：發明專利

專利背景

截至2011年5月，隨著電子設備將更強大的功能集成到更小的組件中，溫度的升高會導致設備運行速度減慢、器件工作中途出故障、尺寸空間限制以及其他很多性能方面的問題。因此，溫度控制已經成為設計中至關重要的挑戰之一，即在架構緊縮、操作空間越來越小的情況下，如何有效地帶走更大功率所產生的更多熱量，需要在電了設備的發熱部件上安裝散熱部件使熱量加速擴散。為了使發熱部件向散熱部件高效地導熱，在固定發熱部件和散熱部件的用途中，通常採用壓敏粘合片。這種壓敏粘合片在工作條件下能緊密地貼合被粘部件，從而具有較高的熱轉送能力，完成發熱部件與散熱部件間的熱量傳遞使器件在更低的溫度中工作；使用後又可安全而容易將粘合片從被粘部件上去除。導熱有機矽膠片，因其具有一定的柔韌性、優良的絕緣性、壓縮性、表面具有粘性，能夠填充縫隙、完成發熱部位與散熱部位間的熱量傳遞，同時還起到絕緣、減震、密封等作用，已經成為電子行業導熱材料的主流。

生產有機矽導熱貼片的過程中需將泥漿狀有機矽導熱組合物製成片材然後固化，成型片材的工藝中，小規模的一般是將導熱組合物填入與需要尺寸相一致的模具中然後置於平板硫化機中壓片並固化，這種方法雖然簡單，但只能間斷作業、產量小；而且也不能製作成型大尺寸的片材，不同的尺寸也需事先定下來，否則在後繼電子行業的套用中會造成較多邊角料的浪費。能夠大規模生產的方式是刮塗，可實現連續生產、產量大、效率高，但種方法需要導熱貼片中有基材，對於無基材的導熱片材就不適用，而且刮塗成型片材的過程中，需要用到大量有機溶劑，從環保和成本方面的考慮需要有回收利用裝置，再有就是成型工藝、設備比較複雜。

發明內容

專利目的

《有機矽導熱貼片連續成型方法》提供一種有機矽導熱貼片連續成型方法，套用該方法可實現導熱片材的連續生產。

技術方案

一種有機矽導熱貼片連續成型方法，包括以下依次進行的步驟：B1、製備有機矽導熱組合物漿料；B2、使製得的漿料覆上、下襯膜，同時輥壓成型片材，片材經牽引往前輸送；B3、片材輸送至烘道的平履帶上繼續往前輸送，同時在烘道中加熱固化。

優選的，所述方法還包括後續的以下步驟：B4、冷卻從烘道中輸出經固化的片材，裁切成所需規格的導熱貼片。

優選的，所述有機矽導熱組合物漿料包含導熱填料、乙烯基矽油、催化劑和固化劑，所述步驟B1包括依次進行的以下分步驟：B11、將含有導熱填料和乙烯基矽油的混合物研磨製得初漿；B12、在初漿中加入催化劑於真空條件下混合均勻；B13、加入固化劑於真空條件下混合均勻即得有機矽導熱組合物漿料。

作為進一步的改進，所述步驟B2在片材成型機上完成；所述片材成型機包括機架、設定在所述機架上的一對直徑相同的輥筒和帶動所述輥筒同速異向旋轉的第一驅動部件，所述輥筒包括設定在下部的下成型輥和設定在下成型輥正上方的上成型輥，所述上成型輥兩端的軸頸上分別設定有能使所述上成型輥上下移動的輥筒間隙調節裝置，所述上成型輥和下成型輥彼此向內旋轉的一側為進料側、彼此向外旋轉的一側為片材輸出側；所述片材成型機還包括：設定在所述進料側的承料平板，所述承料平板的上表面與下成型輥的上部水平切平面基本一致，且承料平板的前端貼近下成型輥表面；設定在所述上成型輥上方的第一放卷輥和設定在所述第一放卷輥與上成型輥之間的第一導輥；設定在所述下成型輥下方的第二放卷輥和設定在所述承料平板後端後面的第二導輥；所述上成型輥、下成型輥、第一放卷輥、第一導輥、第二放卷輥、第二導輥的軸線相互平行；成型時，第一放卷輥放出上襯膜經第一導輥後進入上成型輥和下成型輥之間的輥壓區，第二放卷輥放出下襯膜經第二導輥後貼著承料平板的上表面進入輥壓區，將步驟B1製得的有機矽導熱組合物漿料施加於承料平板上的下襯膜上，調整好輥筒間隙的上成型輥、下成型輥轉動從另一側輸出片材；所述有片材成型機還包括第二驅動部件、設定在所述片材輸出側的上牽引輥和設定於上牽引輥正下方的下牽引輥，所述下牽引輥的上部水平切平面和下成型輥的上部水平切平面基本一致，所述第二驅動部件帶動上牽引輥和下牽引輥同速異向旋轉從而將所述片材往前輸送。所述第二導輥可以為一根也可以為多根，至少有一根的上部切平面與承料平板的上表面基本一致。

其中：承料平板的上表面與下成型輥的上部水平切平面基本一致，“基本一致”指的是兩個平面並非嚴格意義上的重疊，是指承料平板上表面所在的平面到與下成型輥上部水平相切的平面的距離小於等於10毫米。《有機矽導熱貼片連續成型方法》中所說的兩個平面基本一致均是指這個含義。承料平板的前端貼近下成型輥表面，“貼近”是指承料平板的前端面與下成型輥表面的最小距離小於等於50毫米且大於等於0.5毫米。《有機矽導熱貼片連續成型方法》中所說的貼近均為此含義。設定在所述上成型輥上方的第一放卷輥，“上方”取常規理解的含義，可以是正上方，也可以是斜上方，以進料側的斜上方為佳。設定在所述第一放卷輥與上成型輥之間的第一導輥，“之間”也是取常規理解的含義，導輥的作用在於方便拉緊從放卷輥放出的薄膜以及對張力起到緩衝的作用，其安裝的具體位置是常規選擇。設定在所述下成型輥下方，“下方”同樣取常規含義，可以是正下方，也可以是斜下方，以進料側的斜下方為佳。

作為進一步的改進，所述上牽引輥兩端的軸頸上分別設定有牽引鬆緊調節裝置。

作為進一步的改進，所述承料平板的前端面形狀與所貼近位置的下成型輥表面形狀相一致。

作為進一步的改進，所述片材成型機還包括設定在所述進料側左右兩邊的一對相互平行的擋料板，所述擋料板底面與所述承料平板上表面相接觸，所述擋料板前端貼近所述上成型輥且其前端面形狀與所貼近位置的上成型輥表面形狀相一致。

作為進一步的改進，所述機架上部設定有導桿，所述導桿位於所述承料平板的上方，所述擋料板能左右移動地設定在所述導桿上。

作為進一步的改進，所述烘道包括一設定有進片口和出片口的基本封閉的箱體，所述箱體內的下部設定有平履帶傳送裝置、上部設定有紅外加熱裝置，片材從進片口進入烘道箱，由平履帶輸送的同時經紅外光加熱固化，固化後的片材從出片口輸出。

優選的，所述固化溫度為70攝氏度～85攝氏度。

有益效果

《有機矽導熱貼片連續成型方法》將有機矽導熱組合物連續地成型為所需尺寸的片材，且片材厚度均勻，實現了連續的規模化生產。

附圖說明

圖1為《有機矽導熱貼片連續成型方法》的工藝流程框圖；

圖2為片材成型機示意性立體圖；

圖3為圖2所示片材成型機示意性側視圖；

圖4為圖2所示片材成型機示意性正視圖；

圖5為圖2所示片材成型機示意性俯視圖；

圖6為烘道示意圖。

技術領域

《有機矽導熱貼片連續成型方法》涉及一種有機矽導熱貼片的成型工藝，尤其是一種有機矽導熱貼片連續成型方法。

權利要求

1.一種有機矽導熱貼片連續成型方法，包括以下依次進行的步驟：B1、製備有機矽導熱組合物漿料；B2、使製得的漿料覆上、下襯膜，同時輥壓成型片材，片材經牽引往前輸送；B3、片材輸送至烘道的平履帶上繼續往前輸送，同時在烘道中加熱固化；所述步驟B2在片材成型機上完成；所述片材成型機包括機架、設定在所述機架上的一對直徑相同的輥筒和帶動所述輥筒同速異向旋轉的第一驅動部件，所述輥筒包括設定在下部的下成型輥和設定在下成型輥正上方的上成型輥，所述上成型輥兩端的軸頸上分別設定有能使所述上成型輥上下移動的輥筒間隙調節裝置，所述上成型輥和下成型輥彼此向內旋轉的一側為進料側、彼此向外旋轉的一側為片材輸出側；所述片材成型機還包括：設定在所述進料側的承料平板，所述承料平板的上表面與下成型輥的上部水平切平面基本一致，且承料平板的前端貼近下成型輥表面；設定在所述上成型輥上方的第一放卷輥和設定在所述第一放卷輥與上成型輥之間的第一導輥；設定在所述下成型輥下方的第二放卷輥和設定在所述承料平板後端後面的第二導輥；所述上成型輥、下成型輥、第一放卷輥、第一導輥、第二放卷輥、第二導輥的軸線相互平行；成型時，第一放卷輥放出上襯膜經第一導輥後進入上成型輥和下成型輥之間的輥壓區，第二放卷輥放出下襯膜經第二導輥後貼著承料平板的上表面進入輥壓區，將步驟B1製得的有機矽導熱組合物漿料施加於承料平板上的下襯膜上，調整好輥筒間隙的上成型輥、下成型輥轉動從另一側輸出片材。

2.根據權利要求1所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述方法還包括後續的以下步驟：B4、冷卻從烘道中輸出經固化的片材，裁切成所需規格的導熱貼片。

3.根據權利要求1所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述有機矽導熱組合物漿料包含導熱填料、乙烯基矽油、催化劑和固化劑，所述步驟B1包括依次進行的以下分步驟：B11、將含有導熱填料和乙烯基矽油的混合物研磨製得初漿；B12、在初漿中加入催化劑於真空條件下混合均勻；B13、加入固化劑於真空條件下混合均勻即得有機矽導熱組合物漿料。

4.根據權利要求1、2或3所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述片材成型機還包括第二驅動部件、設定在所述片材輸出側的上牽引輥和設定於上牽引輥正下方的下牽引輥，所述下牽引輥的上部水平切平面和下成型輥的上部水平切平面基本一致，所述第二驅動部件帶動上牽引輥和下牽引輥同速異向旋轉從而將所述片材往前輸送。

5.根據權利要求4所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述上牽引輥兩端的軸頸上分別設定有牽引鬆緊調節裝置。

6.根據權利要求1所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述承料平板的前端面形狀與所貼近位置的下成型輥表面形狀相一致。

7.根據權利要求4所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述片材成型機還包括設定在所述進料側左右兩邊的一對相互平行的擋料板，所述擋料板底面與所述承料平板上表面相接觸，所述擋料板前端貼近所述上成型輥且其前端面形狀與所貼近位置的上成型輥表面形狀相一致。

8.根據權利要求7所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述機架上部設定有導桿，所述導桿位於所述承料平板的上方，所述擋料板能左右移動地設定在所述導桿上。

9.根據權利要求1至3任一項所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述烘道包括一設定有進片口和出片口的基本封閉的箱體，所述箱體內的下部設定有平履帶傳送裝置、上部設定有紅外加熱裝置，片材從進片口進入烘道箱，由平履帶輸送的同時經紅外光加熱固化，固化後的片材從出片口輸出。

10.根據權利要求4所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述烘道包括一設定有進片口和出片口的基本封閉的箱體，所述箱體內的下部設定有平履帶傳送裝置、上部設定有紅外加熱裝置，片材從進片口進入烘道箱，由平履帶輸送的同時經紅外光加熱固化，固化後的片材從出片口輸出。

11.根據權利要求9所述的有機矽導熱貼片連續成型方法，其特徵在於：所述固化溫度為70攝氏度～85攝氏度。

實施方式

操作內容

參看圖1，示出了《有機矽導熱貼片連續成型方法》的有機矽導熱貼片連續成型方法一個實施方式的流程，有機矽導熱組合物漿料包含導熱填料、乙烯基矽油、催化劑和固化劑，催化劑為氯鉑酸的醇溶液，固化劑為含氫矽油，還可包含其他助劑如抑制劑、增粘劑、軟化劑等。

具體包括下列依次進行的步驟：

a、將導熱填料、乙烯基矽油和其他助劑混合均勻，研磨製得初漿；

b、將初漿中加入催化劑於真空條件下混合均勻；

c、加入固化劑於真空條件下混合均勻即得有機矽導熱組合物漿料；

d、使製得的漿料覆上、下襯膜，同時輥壓成型片材，片材經牽引往前輸送；

e、片材輸送至烘道的平履帶上繼續往前輸送，同時在烘道中加熱固化；

f、冷卻從烘道中輸出經固化的片材，裁切成所需規格的導熱貼片。

步驟a、b、c中物料的混合優選適用高粘度物料混合的強力混合機，例如可以是行星攪拌機、雙螺桿混煉機等，研磨優選採用三輥研磨機。真空條件是指混合過程中抽真空，優選真空度0.07兆帕以上，以充分排除夾在料中的空氣和易揮發成分。

步驟d採用片材成型機完成，片材成型機的結構參看圖2、圖3、圖4、圖5，片材成型機包括機架17、設定在機架17上的一對輥筒和帶動輥筒以相同的轉速異向旋轉的第一驅動部件，第一驅動部件包括電機16和與電機16連線的減速傳動部件，減速傳動部件與輥筒的軸連線，輥筒包括設定在下部的下成型輥4和設定在下成型輥4正上方的上成型輥3，兩個輥筒均為主動輥。在上成型輥3兩端的軸頸上分別設定有能使上成型輥3上下移動以調節上成型輥3與下成型輥4輥筒間隙的輥間隙調節裝置8，也可在下成型輥4兩端軸頸設定這樣的調節裝置。輥間隙調節裝置8常用的可以採用絲桿手動調節的方式，也可採用電機帶動的電動調節方式，通過調整輥筒間隙可以調節片材19的厚度。上成型輥3和下成型輥4彼此向內旋轉的一側為進料側、彼此向外旋轉的一側為片材輸出側。片材成型機還包括：設定在進料側的承料平板7，承料平板7的上表面與下成型輥4的上部水平切平面基本上在同一平面，兩個平面的垂直距離不大於10毫米，也就是承料平板7的上表面可以略高於或略低於下成型輥4的上部水平切平面，不必嚴格的一致。承料平板7的前端貼近下成型輥4表面，其前端面與下成型輥4表面的間隙大於等於0.5毫米以防與輥面相接觸損傷輥面，同時間隙太寬不利於片材成型，要求小於等於50毫米。在上成型輥3的上方設定有第一放卷輥1，在第一放卷輥1與上成型輥3之間設定有第一導輥2，用於上襯膜（一般為經有機矽隔離劑處理的聚酯膜）的放卷，第一放卷輥1的軸上裝有張力調節裝置以用於調節膜的鬆緊，使上襯膜平整地經第一導輥2進入上成型輥3和下成型輥4之間。第一導輥2可以根據需要設定一根或多根，圖2示出為兩根。在下成型輥4下方設定有第二放卷輥14，在承料平板7後端的後面設定有第二導輥6，第二導輥6同樣可以為一根或多根，設定多根時可以水平排列，也可上下交叉排列，圖3示出為三根水平排列的第二導輥6，第二導輥6的上部水平切平面與承料平板7的上表面基本一致，也即基本在同一水平面。第二放卷輥14用於下襯膜（同樣一般為經有機矽隔離劑處理的聚酯膜）的放卷，第二放卷輥14的軸上也設定有張力調節裝置，使下襯膜平整地經第二導輥6後平貼在承料平板7上進入下成型輥4和上成型輥3之間。片材成型機還包括第二驅動部件、設定在片材輸出側的上牽引輥10和設定於上牽引輥10正下方的下牽引輥11,下牽引輥11的上部水平切平面和下成型輥4的上部水平切平面基本一致，也即基本在同一水平面，第二驅動部件帶動上牽引輥10和下牽引輥11同速異向旋轉從而將片材19往前輸送。上牽引輥10兩端的軸頸上分別設定有牽引鬆緊調節裝置9，用於調整牽引輥對片材19的壓力以適應不同厚度片材的需要，而且可以通過調整牽引輥兩邊壓力使片材平衡輸出不起皺。在下牽引輥11前方還設定有托輥18，托輥18和下牽引輥11的上部水平切平面基本一致，可以對輸出的片材19形成較好的支撐以防變形，托輥18可以為多根。

成型時，第一放卷輥1放出上襯膜經第一導輥2後進入上成型輥3和下成型輥4之間的輥壓區，第二放卷輥14放出下襯膜經第二導輥6後貼著承料平板7的上表面進入輥壓區，將有機矽導熱組合物漿料施加於承料平板7上的下襯膜上，開啟上成型輥3、下成型輥4轉動並調整好輥筒間隙，厚度均勻的片材19就從另一側輸出，由上牽引輥10、下牽引輥11牽引經托輥18後進入烘道固化。

為了使承料平板7的前端更好地貼近下成型輥4，其前端面形狀設計成與所貼近位置的下成型輥4表面形狀相一致。承料平板7的寬度大於或等於上成型輥3和下成型輥4的工作面寬度，可以用於成型較大寬度的片材。為了防止有機矽導熱組合物漿料從兩邊擠出及控制片材寬度一致，在進料側左右兩邊還設定有一對相互平行的擋料板5，擋料板5底面置於承料平板7上表面上，擋料板5前端貼近上成型輥3且其前端面形狀與所貼近位置的上成型輥3的表面形狀相一致。為了方便調整擋料板5之間的距離，在機架17上部設定有導桿，導桿位於承料平板7的上方，擋料板5樞裝在導桿上並用螺釘固緊，鬆開螺釘，擋料板5可左右地移動以調節兩塊擋料板5相互間的距離。

為了可以用於夾有中間加強層的片材成型，成型機還包括有設定在下成型輥4下方的第三放卷輥15和第三導輥13。如圖3所示，第一放卷輥1放出上襯膜經第一導輥2後進入上成型輥3和下成型輥4之間的輥壓區，此時，第二放卷輥14放出玻纖增強布12經第二導輥6後貼著承料平板7的上表面進入輥壓區，而下襯膜改由第三放卷輥15放卷並經第三導輥13後進入輥壓區，也可將第三放卷輥15放卷出來的下襯膜經第二導輥6後貼於玻纖增強布12的下面以及貼於承料平板7的上表面進入輥壓區（因為第二導輥6設有三根，因此可以和玻纖增強布繞經第二導輥6的同樣的輥或不同的輥），將有機矽導熱組合物漿料施加於承料平板7上的玻纖增強布12上，開啟上成型輥3、下成型輥4轉動並調整好輥筒間隙，厚度均勻的片材19就從另一側輸出，由上牽引輥10、下牽引輥11牽引經托輥18後進入烘道固化。

參看圖6，示出了烘道的結構，烘道包括一設定有進片口101和出片口102的基本封閉的長形箱體100，其長度根據片材19在其中的輸送速度而定，速度快要求長，速度慢可以短一些，主要要保證片材完成矽-氫加成反應即固化，一般為10～25米，本實施方式的箱體100的有效長度為16米。箱體100內的下部設定有平履帶傳送裝置103，因箱體較長，可設定多個這樣的平履帶傳送裝置103。平履帶傳送裝置103上部平履帶的上表面與片材成型機的下牽引輥11的上部切平面基本在同一水平面，防止片材19受力變形。箱體100內上部設定有紅外加熱裝置104，還可在箱體100內兩側也設定紅外加熱裝置104以保證溫度更加均勻，紅外加熱裝置104可以為紅外加熱管。片材19從進片口101進入烘道箱內，由平履帶往前輸送的同時經紅外光加熱固化，固化後的片材19從出片口102輸出。成型固化後的片材再經人工或自動裁切機分切成需要的長寬尺寸，經檢驗合格包裝入庫。

實施案例

實施例1

①、將30重量份的乙烯基矽油和70重量份的導熱填料加入行星攪拌機中混合1小時，冷卻至室溫後進行三輥研磨，用刮板細度計測定細度達到20～30微米，得到初漿；

②、往行星攪拌機中加入100重量份的初漿，並加入含Pt量0.1%（質量）的氯鉑酸的異丙醇溶催化劑0.9重量份，行星攪拌機參數設定為：公轉40~45轉/分、分散60~65轉/分，抽真空（保持真空度為0.095兆帕）攪拌10分鐘後停機；

③、加入0.6重量份的含氫矽油，行星攪拌機參數設定及真空度同步驟②，抽真空攪拌10分鐘即得有機矽導熱組合物漿料；

④、開啟片材成型機，放好上、下襯膜，襯膜均為經有機矽隔離劑處理過的聚酯膜，調整好擋料板間距；開啟烘道，溫度設定為75±5攝氏度、平履帶速度控制在4.1~5.8轉/分範圍；

⑤、將製備好的漿料均勻施加於下襯膜上，待料過上、下成型輥進入上、下牽引輥後，通過牽引鬆緊調節裝置調節好牽引壓力，通過輥間隙調節裝置調整出片厚度為1.0±0.05毫米，牽引速度設定為9.5~12.0轉/分，將片材送入烘道固化；

⑥、片材完成固化從烘道輸出後，自然或冷風冷卻至室溫，手工裁切成425×305的基片；

⑦、按照客戶要求用數控裁切機將基片裁切成60×50毫米的有機矽導熱貼片，檢驗合格後包裝入庫。

專利榮譽

2021年6月24日，《有機矽導熱貼片連續成型方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。