„Die neu formulierte Wärmeleitpaste schichtete sich sofort nach Auslieferung, der Kunde meldete einen sprunghaften Anstieg des Wärmewiderstands!“

Ein Hersteller von Wärmeleitmaterialien versuchte zur Kostenoptimierung billiges Dimethylsilikonöl mit Phenylsilikonöl zu mischen – das Ergebnis: starke Phasentrennung, Sedimentation der Füllstoffe, Aushärtung der Paste und ein Rückgang der Wärmeleitfähigkeit um über 30 %.

Ursache: Unterschiedliche Hauptkettenstrukturen der Silikonöle sind nicht beliebig mischbar. Blindes Kombinieren kann zu katastrophalen Ausfällen führen.

• PDMS (Polydimethylsiloxan): unpolar, gute Fließfähigkeit

• PMPS (Polymethylphenylsiloxan): aufgrund der Phenylgruppen polarer, höhere Wärmebeständigkeit, andere Benetzungsfähigkeit

Falsches Mischverhältnis führt zu:

• Öl-Füllstoff-Trennung beim Stehenlassen

• Aushärtung und Rissbildung bei Hitzealterung

• Verschlechterung der Grenzflächenbenetzung, sprunghafter Anstieg des Wärmewiderstands

Empfehlung für Hersteller von Wärmeleitpasten:
✅ Kompatibilitätstest vor dem Mischen:

• 1:1-Mischung von beiden Silikonölen mit Standardfüllstoff (z. B. Aluminiumoxid)

• 7 Tage bei 60 °C lagern
  ✅ Bewertung: Keine Phasentrennung, keine Ölabscheidung, keine Gelbildung; Viskosität <15 % Veränderung
  ✅ Fortgeschrittene Analyse: DSC oder Rheometer zur Überprüfung von Glasübergang und Speichermodul

„Nicht alle Silikonöle gehören zur gleichen Phase“, betont ein erfahrener Materialingenieur. „PDMS ist unpolar, PMPS durch die Phenylgruppe polar – wie Wasser und Öl, nur durch Copolymerisation oder Kompatibilisator mischbar.“

Praxisempfehlung:

• Standard-CPU-Kühlungen: Hochreines PDMS (kostengünstig, gute Fließfähigkeit)

• Automotive / Leistungsmodule: Reines oder phenylmodifiziertes Silikonöl (hitze- und pumpbeständig)

• Wenn Mischung notwendig: Vorgefertigtes Copolymer-Basisöl verwenden, keine einfache physische Mischung

Fazit: Wärmeleitfähigkeit hängt nicht von der Menge der Füllstoffe, sondern von der Stabilität des Systems ab.