有机硅导热贴片连续成型方法

《有机硅导热贴片连续成型方法》涉及一种有机硅导热贴片的成型工艺，尤其是一种有机硅导热贴片连续成型方法。

截至2011年5月，随着电子设备将更强大的功能集成到更小的组件中，温度的升高会导致设备运行速度减慢、器件工作中途出故障、尺寸空间限制以及其他很多性能方面的问题。因此，温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一，即在架构紧缩、操作空间越来越小的情况下，如何有效地带走更大功率所产生的更多热量，需要在电了设备的发热部件上安装散热部件使热量加速扩散。为了使发热部件向散热部件高效地导热，在固定发热部件和散热部件的用途中，通常采用压敏粘合片。这种压敏粘合片在工作条件下能紧密地贴合被粘部件，从而具有较高的热转送能力，完成发热部件与散热部件间的热量传递使器件在更低的温度中工作；使用后又可安全而容易将粘合片从被粘部件上去除。导热有机硅胶片，因其具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面具有粘性，能够填充缝隙、完成发热部位与散热部位间的热量传递，同时还起到绝缘、减震、密封等作用，已经成为电子行业导热材料的主流。

生产有机硅导热贴片的过程中需将泥浆状有机硅导热组合物制成片材然后固化，成型片材的工艺中，小规模的一般是将导热组合物填入与需要尺寸相一致的模具中然后置于平板硫化机中压片并固化，这种方法虽然简单，但只能间断作业、产量小；而且也不能制作成型大尺寸的片材，不同的尺寸也需事先定下来，否则在后继电子行业的应用中会造成较多边角料的浪费。能够大规模生产的方式是刮涂，可实现连续生产、产量大、效率高，但种方法需要导热贴片中有基材，对于无基材的导热片材就不适用，而且刮涂成型片材的过程中，需要用到大量有机溶剂，从环保和成本方面的考虑需要有回收利用装置，再有就是成型工艺、设备比较复杂。

图1为《有机硅导热贴片连续成型方法》的工艺流程框图；

图2为片材成型机示意性立体图；

图3为图2所示片材成型机示意性侧视图；

图4为图2所示片材成型机示意性正视图；

图5为图2所示片材成型机示意性俯视图；

图6为烘道示意图。

2021年6月24日，《有机硅导热贴片连续成型方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。

有机硅导热贴片连续成型方法操作内容

参看图1，示出了《有机硅导热贴片连续成型方法》的有机硅导热贴片连续成型方法一个实施方式的流程，有机硅导热组合物浆料包含导热填料、乙烯基硅油、催化剂和固化剂，催化剂为氯铂酸的醇溶液，固化剂为含氢硅油，还可包含其他助剂如抑制剂、增粘剂、软化剂等。

具体包括下列依次进行的步骤：

a、将导热填料、乙烯基硅油和其他助剂混合均匀，研磨制得初浆；

b、将初浆中加入催化剂于真空条件下混合均匀；

c、加入固化剂于真空条件下混合均匀即得有机硅导热组合物浆料；

d、使制得的浆料覆上、下衬膜，同时辊压成型片材，片材经牵引往前输送；

e、片材输送至烘道的平履带上继续往前输送，同时在烘道中加热固化；

f、冷却从烘道中输出经固化的片材，裁切成所需规格的导热贴片。

步骤a、b、c中物料的混合优选适用高粘度物料混合的强力混合机，例如可以是行星搅拌机、双螺杆混炼机等，研磨优选采用三辊研磨机。真空条件是指混合过程中抽真空，优选真空度0.07兆帕以上，以充分排除夹在料中的空气和易挥发成分。

步骤d采用片材成型机完成，片材成型机的结构参看图2、图3、图4、图5，片材成型机包括机架17、设置在机架17上的一对辊筒和带动辊筒以相同的转速异向旋转的第一驱动部件，第一驱动部件包括电机16和与电机16连接的减速传动部件，减速传动部件与辊筒的轴连接，辊筒包括设置在下部的下成型辊4和设置在下成型辊4正上方的上成型辊3，两个辊筒均为主动辊。在上成型辊3两端的轴颈上分别设置有能使上成型辊3上下移动以调节上成型辊3与下成型辊4辊筒间隙的辊间隙调节装置8，也可在下成型辊4两端轴颈设置这样的调节装置。辊间隙调节装置8常用的可以采用丝杆手动调节的方式，也可采用电机带动的电动调节方式，通过调整辊筒间隙可以调节片材19的厚度。上成型辊3和下成型辊4彼此向内旋转的一侧为进料侧、彼此向外旋转的一侧为片材输出侧。片材成型机还包括：设置在进料侧的承料平板7，承料平板7的上表面与下成型辊4的上部水平切平面基本上在同一平面，两个平面的垂直距离不大于10毫米，也就是承料平板7的上表面可以略高于或略低于下成型辊4的上部水平切平面，不必严格的一致。承料平板7的前端贴近下成型辊4表面，其前端面与下成型辊4表面的间隙大于等于0.5毫米以防与辊面相接触损伤辊面，同时间隙太宽不利于片材成型，要求小于等于50毫米。在上成型辊3的上方设置有第一放卷辊1，在第一放卷辊1与上成型辊3之间设置有第一导辊2，用于上衬膜（一般为经有机硅隔离剂处理的聚酯膜）的放卷，第一放卷辊1的轴上装有张力调节装置以用于调节膜的松紧，使上衬膜平整地经第一导辊2进入上成型辊3和下成型辊4之间。第一导辊2可以根据需要设置一根或多根，图2示出为两根。在下成型辊4下方设置有第二放卷辊14，在承料平板7后端的后面设置有第二导辊6，第二导辊6同样可以为一根或多根，设置多根时可以水平排列，也可上下交叉排列，图3示出为三根水平排列的第二导辊6，第二导辊6的上部水平切平面与承料平板7的上表面基本一致，也即基本在同一水平面。第二放卷辊14用于下衬膜（同样一般为经有机硅隔离剂处理的聚酯膜）的放卷，第二放卷辊14的轴上也设置有张力调节装置，使下衬膜平整地经第二导辊6后平贴在承料平板7上进入下成型辊4和上成型辊3之间。片材成型机还包括第二驱动部件、设置在片材输出侧的上牵引辊10和设置于上牵引辊10正下方的下牵引辊11,下牵引辊11的上部水平切平面和下成型辊4的上部水平切平面基本一致，也即基本在同一水平面，第二驱动部件带动上牵引辊10和下牵引辊11同速异向旋转从而将片材19往前输送。上牵引辊10两端的轴颈上分别设置有牵引松紧调节装置9，用于调整牵引辊对片材19的压力以适应不同厚度片材的需要，而且可以通过调整牵引辊两边压力使片材平衡输出不起皱。在下牵引辊11前方还设置有托辊18，托辊18和下牵引辊11的上部水平切平面基本一致，可以对输出的片材19形成较好的支撑以防变形，托辊18可以为多根。

成型时，第一放卷辊1放出上衬膜经第一导辊2后进入上成型辊3和下成型辊4之间的辊压区，第二放卷辊14放出下衬膜经第二导辊6后贴着承料平板7的上表面进入辊压区，将有机硅导热组合物浆料施加于承料平板7上的下衬膜上，开启上成型辊3、下成型辊4转动并调整好辊筒间隙，厚度均匀的片材19就从另一侧输出，由上牵引辊10、下牵引辊11牵引经托辊18后进入烘道固化。

为了使承料平板7的前端更好地贴近下成型辊4，其前端面形状设计成与所贴近位置的下成型辊4表面形状相一致。承料平板7的宽度大于或等于上成型辊3和下成型辊4的工作面宽度，可以用于成型较大宽度的片材。为了防止有机硅导热组合物浆料从两边挤出及控制片材宽度一致，在进料侧左右两边还设置有一对相互平行的挡料板5，挡料板5底面置于承料平板7上表面上，挡料板5前端贴近上成型辊3且其前端面形状与所贴近位置的上成型辊3的表面形状相一致。为了方便调整挡料板5之间的距离，在机架17上部设置有导杆，导杆位于承料平板7的上方，挡料板5枢装在导杆上并用螺钉固紧，松开螺钉，挡料板5可左右地移动以调节两块挡料板5相互间的距离。

为了可以用于夹有中间加强层的片材成型，成型机还包括有设置在下成型辊4下方的第三放卷辊15和第三导辊13。如图3所示，第一放卷辊1放出上衬膜经第一导辊2后进入上成型辊3和下成型辊4之间的辊压区，此时，第二放卷辊14放出玻纤增强布12经第二导辊6后贴着承料平板7的上表面进入辊压区，而下衬膜改由第三放卷辊15放卷并经第三导辊13后进入辊压区，也可将第三放卷辊15放卷出来的下衬膜经第二导辊6后贴于玻纤增强布12的下面以及贴于承料平板7的上表面进入辊压区（因为第二导辊6设有三根，因此可以和玻纤增强布绕经第二导辊6的同样的辊或不同的辊），将有机硅导热组合物浆料施加于承料平板7上的玻纤增强布12上，开启上成型辊3、下成型辊4转动并调整好辊筒间隙，厚度均匀的片材19就从另一侧输出，由上牵引辊10、下牵引辊11牵引经托辊18后进入烘道固化。

参看图6，示出了烘道的结构，烘道包括一设置有进片口101和出片口102的基本封闭的长形箱体100，其长度根据片材19在其中的输送速度而定，速度快要求长，速度慢可以短一些，主要要保证片材完成硅-氢加成反应即固化，一般为10～25米，本实施方式的箱体100的有效长度为16米。箱体100内的下部设置有平履带传送装置103，因箱体较长，可设置多个这样的平履带传送装置103。平履带传送装置103上部平履带的上表面与片材成型机的下牵引辊11的上部切平面基本在同一水平面，防止片材19受力变形。箱体100内上部设置有红外加热装置104，还可在箱体100内两侧也设置红外加热装置104以保证温度更加均匀，红外加热装置104可以为红外加热管。片材19从进片口101进入烘道箱内，由平履带往前输送的同时经红外光加热固化，固化后的片材19从出片口102输出。成型固化后的片材再经人工或自动裁切机分切成需要的长宽尺寸，经检验合格包装入库。

有机硅导热贴片连续成型方法实施案例

实施例1

①、将30重量份的乙烯基硅油和70重量份的导热填料加入行星搅拌机中混合1小时，冷却至室温后进行三辊研磨，用刮板细度计测定细度达到20～30微米，得到初浆；

②、往行星搅拌机中加入100重量份的初浆，并加入含Pt量0.1%（质量）的氯铂酸的异丙醇溶催化剂0.9重量份，行星搅拌机参数设置为：公转40~45转/分、分散60~65转/分，抽真空（保持真空度为0.095兆帕）搅拌10分钟后停机；

③、加入0.6重量份的含氢硅油，行星搅拌机参数设置及真空度同步骤②，抽真空搅拌10分钟即得有机硅导热组合物浆料；

④、开启片材成型机，放好上、下衬膜，衬膜均为经有机硅隔离剂处理过的聚酯膜，调整好挡料板间距；开启烘道，温度设定为75±5摄氏度、平履带速度控制在4.1~5.8转/分范围；

⑤、将制备好的浆料均匀施加于下衬膜上，待料过上、下成型辊进入上、下牵引辊后，通过牵引松紧调节装置调节好牵引压力，通过辊间隙调节装置调整出片厚度为1.0±0.05毫米，牵引速度设置为9.5~12.0转/分，将片材送入烘道固化；

⑥、片材完成固化从烘道输出后，自然或冷风冷却至室温，手工裁切成425×305的基片；

⑦、按照客户要求用数控裁切机将基片裁切成60×50毫米的有机硅导热贴片，检验合格后包装入库。

有机硅导热贴片连续成型方法专利目的

《有机硅导热贴片连续成型方法》提供一种有机硅导热贴片连续成型方法，应用该方法可实现导热片材的连续生产。

有机硅导热贴片连续成型方法技术方案

一种有机硅导热贴片连续成型方法，包括以下依次进行的步骤：B1、制备有机硅导热组合物浆料；B2、使制得的浆料覆上、下衬膜，同时辊压成型片材，片材经牵引往前输送；B3、片材输送至烘道的平履带上继续往前输送，同时在烘道中加热固化。

优选的，所述方法还包括后续的以下步骤：B4、冷却从烘道中输出经固化的片材，裁切成所需规格的导热贴片。

优选的，所述有机硅导热组合物浆料包含导热填料、乙烯基硅油、催化剂和固化剂，所述步骤B1包括依次进行的以下分步骤：B11、将含有导热填料和乙烯基硅油的混合物研磨制得初浆；B12、在初浆中加入催化剂于真空条件下混合均匀；B13、加入固化剂于真空条件下混合均匀即得有机硅导热组合物浆料。

作为进一步的改进，所述步骤B2在片材成型机上完成；所述片材成型机包括机架、设置在所述机架上的一对直径相同的辊筒和带动所述辊筒同速异向旋转的第一驱动部件，所述辊筒包括设置在下部的下成型辊和设置在下成型辊正上方的上成型辊，所述上成型辊两端的轴颈上分别设置有能使所述上成型辊上下移动的辊筒间隙调节装置，所述上成型辊和下成型辊彼此向内旋转的一侧为进料侧、彼此向外旋转的一侧为片材输出侧；所述片材成型机还包括：设置在所述进料侧的承料平板，所述承料平板的上表面与下成型辊的上部水平切平面基本一致，且承料平板的前端贴近下成型辊表面；设置在所述上成型辊上方的第一放卷辊和设置在所述第一放卷辊与上成型辊之间的第一导辊；设置在所述下成型辊下方的第二放卷辊和设置在所述承料平板后端后面的第二导辊；所述上成型辊、下成型辊、第一放卷辊、第一导辊、第二放卷辊、第二导辊的轴线相互平行；成型时，第一放卷辊放出上衬膜经第一导辊后进入上成型辊和下成型辊之间的辊压区，第二放卷辊放出下衬膜经第二导辊后贴着承料平板的上表面进入辊压区，将步骤B1制得的有机硅导热组合物浆料施加于承料平板上的下衬膜上，调整好辊筒间隙的上成型辊、下成型辊转动从另一侧输出片材；所述有片材成型机还包括第二驱动部件、设置在所述片材输出侧的上牵引辊和设置于上牵引辊正下方的下牵引辊，所述下牵引辊的上部水平切平面和下成型辊的上部水平切平面基本一致，所述第二驱动部件带动上牵引辊和下牵引辊同速异向旋转从而将所述片材往前输送。所述第二导辊可以为一根也可以为多根，至少有一根的上部切平面与承料平板的上表面基本一致。

其中：承料平板的上表面与下成型辊的上部水平切平面基本一致，“基本一致”指的是两个平面并非严格意义上的重叠，是指承料平板上表面所在的平面到与下成型辊上部水平相切的平面的距离小于等于10毫米。《有机硅导热贴片连续成型方法》中所说的两个平面基本一致均是指这个含义。承料平板的前端贴近下成型辊表面，“贴近”是指承料平板的前端面与下成型辊表面的最小距离小于等于50毫米且大于等于0.5毫米。《有机硅导热贴片连续成型方法》中所说的贴近均为此含义。设置在所述上成型辊上方的第一放卷辊，“上方”取常规理解的含义，可以是正上方，也可以是斜上方，以进料侧的斜上方为佳。设置在所述第一放卷辊与上成型辊之间的第一导辊，“之间”也是取常规理解的含义，导辊的作用在于方便拉紧从放卷辊放出的薄膜以及对张力起到缓冲的作用，其安装的具体位置是常规选择。设置在所述下成型辊下方，“下方”同样取常规含义，可以是正下方，也可以是斜下方，以进料侧的斜下方为佳。

作为进一步的改进，所述上牵引辊两端的轴颈上分别设置有牵引松紧调节装置。

作为进一步的改进，所述承料平板的前端面形状与所贴近位置的下成型辊表面形状相一致。

作为进一步的改进，所述片材成型机还包括设置在所述进料侧左右两边的一对相互平行的挡料板，所述挡料板底面与所述承料平板上表面相接触，所述挡料板前端贴近所述上成型辊且其前端面形状与所贴近位置的上成型辊表面形状相一致。

作为进一步的改进，所述机架上部设置有导杆，所述导杆位于所述承料平板的上方，所述挡料板能左右移动地设置在所述导杆上。

作为进一步的改进，所述烘道包括一设置有进片口和出片口的基本封闭的箱体，所述箱体内的下部设置有平履带传送装置、上部设置有红外加热装置，片材从进片口进入烘道箱，由平履带输送的同时经红外光加热固化，固化后的片材从出片口输出。

优选的，所述固化温度为70摄氏度～85摄氏度。

有机硅导热贴片连续成型方法有益效果

《有机硅导热贴片连续成型方法》将有机硅导热组合物连续地成型为所需尺寸的片材，且片材厚度均匀，实现了连续的规模化生产。

1.一种有机硅导热贴片连续成型方法，包括以下依次进行的步骤：B1、制备有机硅导热组合物浆料；B2、使制得的浆料覆上、下衬膜，同时辊压成型片材，片材经牵引往前输送；B3、片材输送至烘道的平履带上继续往前输送，同时在烘道中加热固化；所述步骤B2在片材成型机上完成；所述片材成型机包括机架、设置在所述机架上的一对直径相同的辊筒和带动所述辊筒同速异向旋转的第一驱动部件，所述辊筒包括设置在下部的下成型辊和设置在下成型辊正上方的上成型辊，所述上成型辊两端的轴颈上分别设置有能使所述上成型辊上下移动的辊筒间隙调节装置，所述上成型辊和下成型辊彼此向内旋转的一侧为进料侧、彼此向外旋转的一侧为片材输出侧；所述片材成型机还包括：设置在所述进料侧的承料平板，所述承料平板的上表面与下成型辊的上部水平切平面基本一致，且承料平板的前端贴近下成型辊表面；设置在所述上成型辊上方的第一放卷辊和设置在所述第一放卷辊与上成型辊之间的第一导辊；设置在所述下成型辊下方的第二放卷辊和设置在所述承料平板后端后面的第二导辊；所述上成型辊、下成型辊、第一放卷辊、第一导辊、第二放卷辊、第二导辊的轴线相互平行；成型时，第一放卷辊放出上衬膜经第一导辊后进入上成型辊和下成型辊之间的辊压区，第二放卷辊放出下衬膜经第二导辊后贴着承料平板的上表面进入辊压区，将步骤B1制得的有机硅导热组合物浆料施加于承料平板上的下衬膜上，调整好辊筒间隙的上成型辊、下成型辊转动从另一侧输出片材。

2.根据权利要求1所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述方法还包括后续的以下步骤：B4、冷却从烘道中输出经固化的片材，裁切成所需规格的导热贴片。

3.根据权利要求1所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述有机硅导热组合物浆料包含导热填料、乙烯基硅油、催化剂和固化剂，所述步骤B1包括依次进行的以下分步骤：B11、将含有导热填料和乙烯基硅油的混合物研磨制得初浆；B12、在初浆中加入催化剂于真空条件下混合均匀；B13、加入固化剂于真空条件下混合均匀即得有机硅导热组合物浆料。

4.根据权利要求1、2或3所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述片材成型机还包括第二驱动部件、设置在所述片材输出侧的上牵引辊和设置于上牵引辊正下方的下牵引辊，所述下牵引辊的上部水平切平面和下成型辊的上部水平切平面基本一致，所述第二驱动部件带动上牵引辊和下牵引辊同速异向旋转从而将所述片材往前输送。

5.根据权利要求4所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述上牵引辊两端的轴颈上分别设置有牵引松紧调节装置。

6.根据权利要求1所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述承料平板的前端面形状与所贴近位置的下成型辊表面形状相一致。

7.根据权利要求4所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述片材成型机还包括设置在所述进料侧左右两边的一对相互平行的挡料板，所述挡料板底面与所述承料平板上表面相接触，所述挡料板前端贴近所述上成型辊且其前端面形状与所贴近位置的上成型辊表面形状相一致。

8.根据权利要求7所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述机架上部设置有导杆，所述导杆位于所述承料平板的上方，所述挡料板能左右移动地设置在所述导杆上。

9.根据权利要求1至3任一项所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述烘道包括一设置有进片口和出片口的基本封闭的箱体，所述箱体内的下部设置有平履带传送装置、上部设置有红外加热装置，片材从进片口进入烘道箱，由平履带输送的同时经红外光加热固化，固化后的片材从出片口输出。

10.根据权利要求4所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述烘道包括一设置有进片口和出片口的基本封闭的箱体，所述箱体内的下部设置有平履带传送装置、上部设置有红外加热装置，片材从进片口进入烘道箱，由平履带输送的同时经红外光加热固化，固化后的片材从出片口输出。

11.根据权利要求9所述的有机硅导热贴片连续成型方法，其特征在于：所述固化温度为70摄氏度～85摄氏度。

按照成型加工的操作方式划分，可分为连续式成型加工技术、间歇式成型加工技术和周期式成型加工技术。连续式成型加工技术的特点是其成型加工过程一旦开始，就可以不间断地一直进行下去。塑料产品的长度可不受限制，例如塑料管材、塑料棒材、塑料单丝、塑料板材、片材、塑料薄膜等。该成型技术包括挤出成型、压延成型等。

塑料的成型方法是所有高分子材料中最多最复杂的，其成型过程概括起来可分为两个阶段:第一个阶段是使塑料成型材料达到可流动状态或至少是部分可塑状态;第二个阶段通过施加压力等方式使其充满型腔或通过模口成为所需制品及型坯。成型过程中塑料会发生一系列的物理或化学变化，而促使其发生这些变化的一个重要因素就是热和力。2100433B