导热硅胶片阻湿性能的测试方案

摘要：阻湿性能的高低是影响导热硅胶片使用性能的重要因素，本文通过对某品牌导热硅胶片水蒸气透过率的测试，介绍了一种导热硅胶片阻湿性能测试方法，并通过对试验原理、设备W3/330水蒸气透过率测试系统的参数及适用范围、试验过程等内容的描述，为企业测试导热硅胶片的阻湿性能提供参考。

关键词：阻湿性能、水蒸气透过率、导热硅胶片、水蒸气透过率测试系统、电解法

1、意义

导热硅胶片是以硅胶为基材，添加金属氧化物等辅材合成的一种导热介质材料，这种材料是通过将其填充到热源与散热器之间的缝隙，从而使两者之间形成良好的散热通路。导热硅胶片在LED行业、电源行业、通讯行业、汽车电子行业、家电行业等领域均有广泛应用，如笔记本电脑主板芯片与散热器之间的连接散热。由于电子产品内部构件对水汽比较敏感，因此在其使用过程中防止内部受潮是保证产品使用寿命、使用性能的前提条件，而当导热硅胶片用于电子芯片与散热器之间时，便可将电子芯片密封在密闭的环境中，而导热硅胶片作为密封材料的一部分，其对水蒸气阻隔性能的高低将直接影响电子芯片可接触到的水蒸气量。因此，选择适宜阻湿性能的导热硅胶片对防止电子产品受潮具有重要意义。

图1 导热硅胶片

2、检测依据

目前，材料水蒸气透过率的测试方法主要分为杯式法、电解传感器法、红外传感器法、湿度传感器法四种，本文采用电解传感器法对导热硅胶片的水蒸气透过率进行测试，依据的方法标准为GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 电解传感器法》。

3、试验样品

本次试验所测试的样品为某品牌导热硅胶片。

4、试验设备

本文利用W3/330水蒸气透过率测试系统为试验设备，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图2  W3/330水蒸气透过率测试系统

4.1 试验原理

将试样装夹到渗透腔内后，试样将渗透腔分成低湿腔和高湿腔。低湿腔中流动干燥的氮气，高湿腔中流动的是具有一定湿度的氮气，从高湿腔透过试样进入低湿腔的水蒸气被氮气携带到电解池内。电解池的结构通常为：内有两个螺旋形金属电极，电极安装在玻璃毛细管的内壁上，电极表面涂有一薄层五氧化二磷。氮气通过玻璃毛细管，由其携带的水蒸气被五氧化二磷定量地吸收。通过给电极施加一定的直流电压，将水蒸气电解成氢气和氧气。根据电解电流的数值，计算单位时间内透过单位面积试样的水蒸气量。

4.2 适用范围

(1) 本设备适用于塑料片材、薄膜、纸张、纸板及其复合材料、容器等包装水蒸气透过率测试。片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等；纸张、纸板类试样，如烟包镀铝纸、纸铝塑复合片材等；薄膜类材料包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜、玻纤铝箔纸复合膜等；容器类包括塑料、橡胶、纸、纸塑复合、玻璃、金属等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶，如可乐瓶、花生油桶、利乐包装、真空包装袋、金属三片罐、塑料化妆品软管包装、牙膏软管包装、果冻杯等。

此外，本设备配置特殊装置还可以应用于医药包装、汽车油箱、电池塑料外壳、塑料管材、太阳能背板等特殊包装水蒸气透过率测试。

(2) 本设备可满足多项国家和国际标准，如GB/T 21529、ISO 15106-3、DIN 53122-2、YBB 00092003。

4.3 设备参数

• 测试范围：薄膜测试0.001 ~ 40 g/(m²·24h)，并可扩展至0.01 ~ 1000 g/(m²·24h)，容器测试0.0001 ~ 0.2 g/(pkg·d)；
• 试样数量：1 ~ 3件（数据各自独立）；
• 分辨率：薄膜0.001 g/(m²·24h)，容器0.00001 g/(pkg·d)；
• 试验温度范围：15℃ ~ 55℃，控温精度 ±0.1℃；
• 试验湿度范围：0%RH、35%RH ~ 90%RH、100%RH，控湿精度±1%RH；
• 系统最多可支持10台仪器并行连接，建立30个试样同时试验的高效系统；
• 可与氧气透过率测试系统搭配，组成混合测试系统，由一台计算机统一控制，实现水蒸气、氧气透过率同时测试的高效、便捷的试验方式；
• 支持Lystem^TM实验室数据共享系统，统一管理试验结果和试验报告。

5、试验过程

(1) 用专用取样器裁取试样3片。

(2) 将3片试样分别装夹在设备的3个测试腔上，并夹紧，确保试样的密封性良好，不漏气。

(3) 设置试样名称、试样厚度、试验温度、试验湿度等参数，点击试验选项，试验开始。

(4) 启动气源，调节氮气流量和氮气压力使测试腔湿度和氮气流量达到规定值。

(5) 试验结束后，仪器自动计算并显示试验结果。

6、试验结果

本次试验所测试的3片试样的水蒸气透过率分别为8.034 g/(m²·24h)、7.981 g/(m²·24h)、8.116 g/(m²·24h)，平均值为8.044 g/(m²·24h)。

7、结论

导热硅胶片的水蒸气透过率是影响电子设备使用寿命及使用性能的重要因素之一，本文利用电解传感器法测试了某品牌导热硅胶片的水蒸气透过率，试验操作简单，设备的智能化程度高，试验结果显示试样均匀性较好，测试精度高。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发、生产与检测服务的高新技术企业，现有设备可测试包装材料对氧气、水蒸气、氮气、空气、二氧化碳等气体的阻隔性能，拉伸性能、抗穿刺性能、爽滑性、抗冲击性能、热封性能、密封性能、溶剂残留、总迁移量等多种性能指标。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作！