一种导热填隙材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种导热填隙材料，包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶1～30％、石墨烯/碳纳米管复合材料1～50％、陶瓷粉体45～95％，并通过步骤1搅拌混合、步骤2压延烘烤的制备方法制成，本发明专利技术的优点：通过硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、陶瓷粉体混合制成的导热填隙材料，既具有石墨烯的面内高导热性，又具有碳纳米管的轴向(面间)高导热性，是一种优异的三维高导热材料，将其用作导热填料，克服了取向对导热通路的影响，可用其制备出优异的高导热填隙材料，将所述硅橡胶作为基体有利于石墨烯/碳纳米管复合材料的分散，通过步骤1搅拌混合、步骤2压延烘烤处理制成的导热填隙材料，具导热性能好，相容性好，粘度低良等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导热
，尤其涉及一种导热填隙材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子工业的飞速发展，集成电路的规模越来越大，电子元件被广泛的应用集成到电子系统中，应用方面包括数据处理，信号传输，供电系统等等。为了这些集成块能够正确稳定的运行，各个电子元件所产生的热量必须有效和可靠的从元件上转移出去。事实上，传热的元器件的的表面是不规则的，有着大量微小的凹陷和孔隙，它们可以容纳空气，而空气的导热系数是非常低的，这些不规则的孔隙和凹陷必须要用导热材料填补，才能大大降低热阻，使传热更有效。为了解决孔隙问题，产生出一些高导热性能的填料，而石墨材料正是由于其高导热性而大量应用到导热填料中。石墨作为导热填料时种类有多种，如天然石墨、人工石墨、石墨纤维、碳纤维、石墨烯和碳纳米管，导热系数最高达3000W/m*K，尤其是石墨烯，其具有优异的面内高导热性能，但是石墨烯层间导热性能有限，而碳纳米管具有优异的轴向高导热性能，但径向导热性能有限，这两种材料在应用到导热填料时，由于其取向的不易控性，往往达不到预期的高导热性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种导热填隙材料及其制备方法，解决现有导热填隙材料导热性能差的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种导热填隙材料，包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶1～30％、石墨烯/碳纳米管复合材料1～50％、陶瓷粉体45～95％。优选的，硅橡胶的分子量为5,000～500,000D。优选的，石墨烯/碳纳米管复合材料的粒径为10～1000nm。优选的，陶瓷粉体的粒径为1～100μm。优选的，陶瓷粉体包括三氧化二铝、氧化锌、氧化镁、氮化硅、氮化硼和氮化铝中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，以便适用不同导热需求的导热填隙材料，根据陶瓷粉体的不同的配比，不仅能够提高导热填隙材料的导热性能，而且还可以让其具有不同硬度和密度，来适用于不同工况。优选的，还包括偶联剂，所述偶联剂的质量百分比为0.1～5％，可以保障所述硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料和陶瓷粉体所组成的混合物的相容性更好，材料的结构也更坚固，也可改善混合物的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。优选的，偶联剂包括硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。优选的，还包括一种能溶解或分散硅橡胶的溶剂，溶剂的质量百分比不超过硅橡胶的质量百分比，溶剂具有挥发性，可以让导热填隙材料的粘度更低，使用粘度低的导热填隙材料在生产工艺中操作更加便利，改善了工艺操作性。优选的，溶剂包括甲苯、二甲苯、丙酮、环已酮、正己烷、正庚烷、丁醇、异丁醇和异链烷烃中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物。一种导热填隙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、陶瓷粉体、偶联剂、溶剂加入搅拌器搅拌均匀，搅拌时间为10～120min；步骤2：将步骤1搅拌后的混合物进行压延处理，并通过高温烘烤，烘烤时间为1～60min，烘烤温度为90～150℃。综上所述，本专利技术的优点：通过硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、陶瓷粉体混合制成的导热填隙材料，既具有石墨烯的面内高导热性，又具有碳纳米管的轴向(面间)高导热性，是一种优异的三维高导热材料，将其用作导热填料，克服了取向对导热通路的影响，可用其制备出优异的高导热填隙材料，将所述硅橡胶作为基体有利于石墨烯/碳纳米管复合材料的分散，由此可获得高填充量从而使得所述导热填隙材料导热效果更好，陶瓷粉体的加入可以让所述导热填隙材料的导热性能更好。通过步骤1搅拌混合、步骤2压延烘烤处理制成的导热填隙材料，具导热性能好，相容性好，粘度低良等优点。具体实施方式实施例一：一种导热填隙材料，包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶1％、石墨烯/碳纳米管复合材料1％、陶瓷粉体95％、偶联剂2％、溶剂1％；其中，硅橡胶的分子量为5000D；石墨烯/碳纳米管复合材料的粒径为10nm；陶瓷粉体包括粒径为1μm的三氧化二铝；偶联剂包括硅烷偶联剂；溶剂包括异链烷烃类溶剂。一种导热填隙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、三氧化二铝、硅烷偶联剂、异链烷烃类溶剂加入搅拌器搅拌均匀，搅拌时间为10min；步骤2：将步骤1搅拌后的混合物进行压延处理，并通过高温烘烤，烘烤时间为1min，烘烤温度为90℃。实施例二：如实施例一所述的一种导热填隙材料，本实施例具有以下不同之处：包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶30％、石墨烯/碳纳米管复合材料10％、陶瓷粉体45％、偶联剂5％、溶剂10％；其中，硅橡胶的分子量为500000D；石墨烯/碳纳米管复合材料的粒径为1000nm；陶瓷粉体的粒径为100μm，陶瓷粉体包括三氧化二铝和氧化锌的组合物，且三氧化二铝和氧化锌的质量比为3:2；偶联剂包括硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂的混合物，且硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂的质量比为1:1；溶剂包括甲苯和正己烷的混合物，且甲苯和正己烷的质量比为2：1。一种导热填隙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、三氧化二铝和氧化锌的组合物、硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂的混合物、甲苯和正己烷的混合物加入搅拌器搅拌均匀，搅拌时间为120min；步骤2：将步骤1搅拌后的混合物进行压延处理，并通过高温烘烤，烘烤时间为60min，烘烤温度为150℃。实施例三：如实施例一、二所述的一种导热填隙材料，本实施例具有以下不同之处：包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶10％、石墨烯/碳纳米管复合材料25％、陶瓷粉体54.9％、偶联剂0.1％、溶剂10％；其中，硅橡胶的分子量为15000D；石墨烯/碳纳米管复合材料的粒径为500nm；陶瓷粉体的粒径为55μm，陶瓷粉体包括三氧化二铝；偶联剂包括硅烷偶联剂；溶剂包括二甲苯。一种导热填隙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、三氧化二铝、硅烷偶联剂、二甲苯加入搅拌器搅拌均匀，搅拌时间为60min；步骤2：将步骤1搅拌后的混合物进行压延处理，并通过高温烘烤，烘烤时间为25min，烘烤温度为120℃。实施例四：如实施例一、二、三所述的一种导热填隙材料，本实施例具有以下不同之处：包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶16％、石墨烯/碳纳米管复合材料20％、陶瓷粉体60％、偶联剂4％；其中，硅橡胶的分子量为25000D；石墨烯/碳纳米管复合材料的粒径为260nm；陶瓷粉体的粒径为80μm，陶瓷粉体包括氧化镁；偶联剂包括硅烷偶联剂。一种导热填隙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硅橡胶、石墨烯/碳纳米管复合材料、氧化镁、硅烷偶联剂加入搅拌器搅拌均匀，搅拌时间为70min；步骤2：将步骤1搅拌后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热填隙材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶1～30％、石墨烯/碳纳米管复合材料1～50％、陶瓷粉体45～95％。

【技术特征摘要】
1.一种导热填隙材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组分组成：硅橡胶
1～30％、石墨烯/碳纳米管复合材料1～50％、陶瓷粉体45～95％。
2.根据权利要求1所述的一种导热填隙材料，其特征在于：硅橡胶的分子量为
5000～500000D。
3.根据权利要求1所述的一种导热填隙材料，其特征在于：石墨烯/碳纳米管
复合材料的粒径为10～1000nm。
4.根据权利要求1所述的一种导热填隙材料，其特征在于：陶瓷粉体的粒径为
1～100μm。
5.根据权利要求1所述的一种导热填隙材料，其特征在于：陶瓷粉体包括三氧
化二铝、氧化锌、氧化镁、氮化硅、氮化硼和氮化铝中的一种或两种的混合
物或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种导热填隙材料，其特征在于：还包
括偶联剂，所述偶联剂的质量百分比为0.1～5％。
7.根据权利要求6所述的一种导热填隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴靖，
申请(专利权)人：平湖阿莱德实业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33