随着工业的发展，人们对橡胶在电子器件的封装及散热、电器绝缘材料的导热以及航空航天等特殊场合的热控制方 面提出了更严苛的性能要求，因此迫切需要开发出一种导热、绝缘等综合性能优良的橡胶材料。


导热绝缘橡胶多以硅橡胶（SR）为主，未填充 SR 热导率一般只有 0.165 W/（m·K），在 SR 中填充导热绝缘无机填料制备的导热绝缘橡胶既具备优 异的电绝缘性、良好的抗老化性等高分子材料特有 的优点，又拥有可室温固化、固化时无副产物、尺寸稳定性好、工艺简单等优点，被广泛应用于航空、 航天、电子、电气领域中，具有增强元器件的散热效 果，同时还拥有绝缘、减震的作用。由于 SR 自身导热性能较差，使其应用受到一定的限制，目前常 用填充金属、碳系和无机导热粒子等提高导热性能[ 3 ]。金属、碳系粒子因自身导热系数较高，少量填 充时体系的导热性能显著提升，但绝缘性能下降明 显。当填充氮化硼、氧化硅、碳化硅等无机导热粒子 时，体系导热性能提高，并且绝缘性能又不会受到 较大影响，无机导热粒子填充量通常在 30%~150%， 填充量过高会严重降低硅橡胶的力学性能。虽然导电 SR 研究历史不长，但其在工业中得到广泛应用，并随现代科学技术和工业生产发展其应用领域越来越广，对其性能要求也越来越高。


1 氮化物/硅橡胶体系

氮化物导热率高，绝缘性好，是导热绝缘橡胶 的首选填料，填料用量、粒径大小及分布，表面处理等因素均对 SR 性能有影响。PSZ 和 SiOC 涂层利于改善 AlN与 SR 的界面作用力，降低界面热阻，提高导热率， SiOC 涂层的效果优于 PSZ 涂层，归因于高温处理后 表面韧性和厚度降低。此外，PSZ 和 SiOC 涂层还 改善了 AlN/SR 的 Td 和拉伸强度。AlN 易吸潮水 解，用 Al2O3 气相涂敷后的 AlN 粉末填充 SR，制取的高导热性、高耐热性橡胶材料可用于制造热辐射 性片材。



2 氧化铝/硅橡胶体系

Al2O3 用量、粒径、表面改性，以及 SR 的结构、 加工条件等因素均影响复合 SR 的热导率。Al2O3/SR导热率与 Al2O3 填充量及粒径有关，存在一个临界粒 径，当粉体粒径大于一定值 d 时，相同粉体含量下，小粒径 Al2O3 复合材料导热率小于大粒径粉体填充的，粉体粒径小于一定量 d 时，结果相反。使用粒径 大小不同的纳米和微米 Al2O3 填充 SR，当填充量较 小时，相比于小粒径 Al2O3，填充大粒径 Al2O3 的 SR具有更好的导热性能，但力学性能有所降低；当填 充量达到一定程度时，二者导热性能差距显著缩 小；填充纳米 Al2O3 的 SR 热导率显著高于微米 Al2O3，并且当填充量较大时力学性能依然稳定良好；不同粒径 Al2O3 以一定比例混合填充 SR，比单一粒子填充具有更加优异的导热性能，同时力学性能增强、工艺性能也得到明显提高[ 13 ]。使用不同粒 径球形 Al2O3 增强 SR，大粒径 Al2O3 获得较高热导率，归因于较低界面热阻，考虑到界面因素的导热模型能加好地预测高含量离子 SR 体系热导率。


3 其他导热粒子及混杂粒子/硅橡胶体系

其他导热粒子如 ZnO、MgO、SiO2、SiC 等具有较高的热导率，单独或混杂填充到 SR 中可提高其导 热绝缘特性，并且具有良好的力学性能。对 ZnO 填充脱醇型室温硫化 SR 力学、导热性能研究表明，填料用量增加 SR 拉伸强度显著提高，断裂伸长率下 降，100%定伸应力、硬度、撕裂强度均随填料量的增 加而增加，热导率逐渐升高，70 %（wt）用量时，热导率达到 2.1142 W/（m·K），并随着温度升高而逐渐升 高。随着 ZnO 增加，导热通路数目也增加，相比单一粒径粒子，使用大小粒径混杂的粒子填充更易提 高填充密度，形成稠密堆积，改善热导率，热阻具有正温度系数。