導熱硅膠片阻濕性能的測試方案

摘要：阻濕性能的高低是影響導熱硅膠片使用性能的重要因素，本文通過對某品牌導熱硅膠片水蒸氣透過率的測試，介紹了一種導熱硅膠片阻濕性能測試方法，并通過對試驗原理、設備W3/330水蒸氣透過率測試系統的參數及適用范圍、試驗過程等內容的描述，為企業測試導熱硅膠片的阻濕性能提供參考。

關鍵詞：阻濕性能、水蒸氣透過率、導熱硅膠片、水蒸氣透過率測試系統、電解法

1、意義

導熱硅膠片是以硅膠為基材，添加金屬氧化物等輔材合成的一種導熱介質材料，這種材料是通過將其填充到熱源與散熱器之間的縫隙，從而使兩者之間形成良好的散熱通路。導熱硅膠片在LED行業、電源行業、通訊行業、汽車電子行業、家電行業等領域均有廣泛應用，如筆記本電腦主板芯片與散熱器之間的連接散熱。由于電子產品內部構件對水汽比較敏感，因此在其使用過程中防止內部受潮是保證產品使用壽命、使用性能的前提條件，而當導熱硅膠片用于電子芯片與散熱器之間時，便可將電子芯片密封在密閉的環境中，而導熱硅膠片作為密封材料的一部分，其對水蒸氣阻隔性能的高低將直接影響電子芯片可接觸到的水蒸氣量。因此，選擇適宜阻濕性能的導熱硅膠片對防止電子產品受潮具有重要意義。

圖1 導熱硅膠片

2、檢測依據

目前，材料水蒸氣透過率的測試方法主要分為杯式法、電解傳感器法、紅外傳感器法、濕度傳感器法四種，本文采用電解傳感器法對導熱硅膠片的水蒸氣透過率進行測試，依據的方法標準為GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定 電解傳感器法》。

3、試驗樣品

本次試驗所測試的樣品為某品牌導熱硅膠片。

4、試驗設備

本文利用W3/330水蒸氣透過率測試系統為試驗設備，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

圖2  W3/330水蒸氣透過率測試系統

4.1 試驗原理

將試樣裝夾到滲透腔內后，試樣將滲透腔分成低濕腔和高濕腔。低濕腔中流動干燥的氮氣，高濕腔中流動的是具有一定濕度的氮氣，從高濕腔透過試樣進入低濕腔的水蒸氣被氮氣攜帶到電解池內。電解池的結構通常為：內有兩個螺旋形金屬電極，電極安裝在玻璃毛細管的內壁上，電極表面涂有一薄層五氧化二磷。氮氣通過玻璃毛細管，由其攜帶的水蒸氣被五氧化二磷定量地吸收。通過給電極施加一定的直流電壓，將水蒸氣電解成氫氣和氧氣。根據電解電流的數值，計算單位時間內透過單位面積試樣的水蒸氣量。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于塑料片材、薄膜、紙張、紙板及其復合材料、容器等包裝水蒸氣透過率測試。片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等；紙張、紙板類試樣，如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑復合片材等；薄膜類材料包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜、玻纖鋁箔紙復合膜等；容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。

此外，本設備配置特殊裝置還可以應用于醫藥包裝、汽車油箱、電池塑料外殼、塑料管材、太陽能背板等特殊包裝水蒸氣透過率測試。

(2) 本設備可滿足多項國家和標準，如GB/T 21529、ISO 15106-3、DIN 53122-2、YBB 00092003。

4.3 設備參數

• 測試范圍：薄膜測試0.001 ~ 40 g/(m²·24h)，并可擴展至0.01 ~ 1000 g/(m²·24h)，容器測試0.0001 ~ 0.2 g/(pkg·d)；
• 試樣數量：1 ~ 3件（數據各自獨立）；
• 分辨率：薄膜0.001 g/(m²·24h)，容器0.00001 g/(pkg·d)；
• 試驗溫度范圍：15℃ ~ 55℃，控溫精度 ±0.1℃；
• 試驗濕度范圍：0%RH、35%RH ~ 90%RH、RH，控濕精度±1%RH；
• 系統zui多可支持10臺儀器并行連接，建立30個試樣同時試驗的系統；
• 可與氧氣透過率測試系統搭配，組成混合測試系統，由一臺計算機統一控制，實現水蒸氣、氧氣透過率同時測試的、便捷的試驗方式；
• 支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告。

5、試驗過程

(1) 用取樣器裁取試樣3片。

(2) 將3片試樣分別裝夾在設備的3個測試腔上，并夾緊，確保試樣的密封性良好，不漏氣。

(3) 設置試樣名稱、試樣厚度、試驗溫度、試驗濕度等參數，點擊試驗選項，試驗開始。

(4) 啟動氣源，調節氮氣流量和氮氣壓力使測試腔濕度和氮氣流量達到規定值。

(5) 試驗結束后，儀器自動計算并顯示試驗結果。

6、試驗結果

本次試驗所測試的3片試樣的水蒸氣透過率分別為8.034 g/(m²·24h)、7.981 g/(m²·24h)、8.116 g/(m²·24h)，平均值為8.044 g/(m²·24h)。

7、結論

導熱硅膠片的水蒸氣透過率是影響電子設備使用壽命及使用性能的重要因素之一，本文利用電解傳感器法測試了某品牌導熱硅膠片的水蒸氣透過率，試驗操作簡單，設備的智能化程度高，試驗結果顯示試樣均勻性較好，測試精度高。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發、生產與檢測服務的高新技術企業，現有設備可測試包裝材料對氧氣、水蒸氣、氮氣、空氣、二氧化碳等氣體的阻隔性能，拉伸性能、抗穿刺性能、爽滑性、抗沖擊性能、熱封性能、密封性能、溶劑殘留、總遷移量等多種性能指標。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作！