用于生产导热制品的工艺制造技术

本发明专利技术涉及用于生产导热制品的工艺，其包括对热各向异性片材进行起褶，所述热各向异性片材在平面中的导热率高于垂直于平面的导热率，以及对经起褶的结构进行压制，本发明专利技术涉及可通过所述工艺获得的制品，涉及所述导热制品用于生产装置的用途，以及涉及该装置。

Process for producing a heat conducting article

The present invention relates to a process for the production of thermal products, including the thermal anisotropy of sheet fold, the heat conduction sheet anisotropy in the plane perpendicular to the plane of the heat conduction rate is higher than the rate and structure of the creases by pressing, the invention relates to the products obtainable by the process, involving the thermal products use for the production of the device, and relates to the device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产导热制品的工艺
本专利技术涉及用于生产导热制品的工艺，涉及通过所述工艺获得的导热制品，涉及所述制品生产用于导热的装置的用途，以及涉及包括所述制品的此类装置。技术背景已知诸如聚四氟乙烯(PTFE)之类的聚合物具有低的固有导热率，致密、各向同性PTFE的导热率在从-140℃到至少232℃的宽范围的温度下导热率小于0.35W/mK，参阅例如Price,D.M.和Jarratt.M(2002)，“ThermalconductivityofPTFEandPTFEcomposites(PTFE和PTFE复合物的导热率)”，国际热化学学报(ThermochimicaActa)，第231-236页，或者Blumm,J.、Lindemann,A.、Meyer,M.&Strasser,C.(2010)，“CharacterizationofPTFEUsingAdvancedThermalAnalysisTechniques(采用先进热分析技术的PTFE表征)”，国际热物理学杂志(InternationalJournalofThermophysics)，31，1919-1927。已知因为存在空气，膨胀多孔PTFE的导热率通常甚至更低，根据孔隙率的不同，通常只有致密材料的导热率值的十分之一到约为一半。因此，发现这些材料作为隔热物的用途(参见例如US3,953,566，第5栏，第64行至第6栏第2行)。对于例如集成电路(“IC”)中的传热应用，需要利用含氟聚合物的该优异性质，但同时也需要导热率。已知通过结合导热颗粒(例如金属颗粒、氧化物或氮化物)和PCM或弹性体，来使含氟聚合物(例如PTFE)具有导热性。US5,945,217和US5,738,936公开了此类导热PTFE复合物。但是，使用此类填充的含氟聚合物具有多个缺点；具体来说，通常造成了PTFE杰出性质的损失，例如在苛刻化学环境下的稳定性或者改变了介电性质。通过例如EP2551324还已知的是，可以通过特定取向过程来增强含氟聚合物(例如PTFE)的固有导热率，从而使获得的聚合物片在片平面内的至少一个方向或者甚至两个方向上具有高度增加的导热率。但是，由于该取向，垂直于片平面的导热率仍然是小的或者甚至略微降低，这样经取向的片材具有高度各向异性导热率。因此，本专利技术的一个目标是提供一种工艺，其能够增加热各向异性片材(例如，含氟聚合物片)在垂直于片材方向的导热率，从而可以生产新型且导热率改善的制品和装置。
技术实现思路
本专利技术基于如下发现：可以通过对片材进行起褶并对形成的起褶结构进行压制，使得片材在垂直于所述片材方向的导热率高度增加。因此，本专利技术提供了一种用于生产导热制品的方法，其包括：对热各向异性片材进行起褶，所述热各向异性片材在平面中的导热率高于垂直于平面的导热率，以及对经起褶的片材进行压制。令人惊讶的发现，通过对片材进行起褶并对所述经起褶片材进行压制，经起褶片材垂直于褶皱的导热率高度增加，这是相比于相同片材的简单堆叠在垂直于堆叠方向的导热率而言。因此，可以提供在垂直于片材平面方向具有高度增加的导热率的片材。此外，可以使用起褶结构来设计新型导热装置。例如，可以提供冷却装置，例如冷却带，其产生额外的受迫对流热损耗和增加的表面积。术语“片材”旨在表示在2个维度上的延伸大于在其他剩余维度上的延伸的所有制品，例如通常称为片材、膜、隔膜、或条带的制品。因此，片材具有两个相对表面，所述两个相对表面相比于片材的两个相对边缘具有高表面积(对于“无穷”片材的情况而言)。在一个实施方式中，片材包括至少一层。在另一个实施方式中，片材包括由一种片材料制得的数层或者由不同片材料制得的数层。“热各向异性”指的是片材至少在2个方向上显示出不同的固有导热率，即它们在一个方向上显示出相对高的固有导热率，而在另一个方向上显示出相对低的固有导热率。在用于本专利技术方法的热各向异性片材中，平面内的导热率高于垂直于平面的导热率。产生褶皱，该褶皱通过片材的三个平行弯曲(第一弯曲、中间弯曲和最后弯曲)限定，并且每个褶皱具有与相邻褶皱共用的2个弯曲。由此形成的褶皱具有某一高度，其限定为中间弯曲与较为接近的后续弯曲(第一弯曲或最后弯曲)之间的距离，这是从每个弯曲的顶部开始测量的。进行压制从而使片材彼此相对的表面由于形成褶皱至少部分相互接触。可以通过在垂直于褶皱的方向向褶皱施加压力来完成压制。在一个实施方式中，经压制的起褶结构是部分或完全稳定化的。这意味着褶皱相互之间的相对位置是部分或完全固定的。以这种方式，形成的起褶结构保留了紧接(或者近乎紧接)压制之后获得的形式。在一个例子中，通过将膜粘结到起褶结构的一个或多个表面(其是通过褶皱的弯曲形成的)或者边缘(其是通过片材的边缘形成的)，来实现起褶结构的稳定化。可以通过例如，热粘结，即施加热和压力来实现所述膜的粘结。在另一个例子中，膜与起褶结构的一个表面(即上表面或下表面)或者两个表面粘结。在本专利技术方法的另一个实施方式中，用热界面蜡(thermalinterphasewax)对热各向异性片材进行处理。用热界面蜡处理片材进一步增加了起褶片材在垂直于褶皱方向的导热率。作为热界面蜡，可以使用市售可得的相变蜡，例如导热率为0.47W/mK的KU-CR(市售可得自德国KUNZEFolien公司)。在本专利技术的方法中，对热各向异性片材进行起褶，从而形成具有如上所限定的某一高度的褶皱。在一个例子中，褶皱高度相对于片材厚度是1000:1至2:1，优选500:1至3:1，以及最优选100:1至5:1。此外，在一个实施方式中，将片材起褶，以使得到的起褶结构起褶成存在不同高度。则上文关于膜厚度所用的褶皱高度是平均褶皱高度。未起褶片材的片材厚度优选为1-500微米，更优选2-250微米，以及最优选5-100微米。在一个例子中，褶皱的高度为10-10000微米；更优选为20-5000微米，以及最优选为40-2500微米。优选地，垂直于最大导热率的方向进行片材的起褶。这意味着，例如，如果使用“无穷”片材的话，片材在其机器加工方向具有最大导热率，并且片材垂直于该方向进行起褶。片材的起褶可以以如下方式进行：使得片材通过两个逆方向转动的带齿的轮，表示为“起褶辊”。对这些转动轮的齿进行设计，使得不发生片材的破裂，具体来说，齿不应该边缘过于锋利。例如，所述齿可以具有正弦形式。齿的高度决定了通过起褶辊之后形成的褶皱的高度。通过对褶皱进行压制，可以进一步增强起褶结构垂直于褶皱方向的导热率。在一个实施方式中，热各向异性片材包括热各向异性聚合物层，或者由热各向异性聚合物层构成。在另一个实施方式中，热各向异性聚合物层包括聚烯烃(例如，聚乙烯)或含氟聚合物，或者由聚烯烃(例如，聚乙烯)或含氟聚合物构成。含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、改性PTFE、含氟热塑性物质或含氟弹性体或其任意组合，或者由聚四氟乙烯(PTFE)、改性PTFE、含氟热塑性物质或含氟弹性体或其任意组合构成。含氟聚合物可以是部分氟化或完全氟化的，即全氟化的。在一个实施方式中，含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、改性PTFE、含氟热塑性物质或含氟弹性体或这些材料的任意组合，或者由聚四氟乙烯(PTFE)、改性PTFE、含氟热塑性物质或含氟弹性体本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产导热制品的方法，其包括：对热各向异性片材进行起褶，所述热各向异性片材在平面中的导热率高于垂直于所述平面的导热率，以及对经起褶的结构进行压制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生产导热制品的方法，其包括：对热各向异性片材进行起褶，所述热各向异性片材在平面中的导热率高于垂直于所述平面的导热率，以及对经起褶的结构进行压制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经起褶的结构是稳定化的。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过将膜粘结到所述经起褶的结构的一个或多个表面，实现所述经起褶的结构的稳定化。4.如权利要求3所述的方法，所述方法包括将膜粘结到所述经起褶的结构上表面和/或下表面。5.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，用热界面蜡对所述片材进行处理。6.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，褶皱高度相对于片材厚度是1000:1至2:1，优选500:1至3:1，以及最优选100:1至5:1。7.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，将所述片材起褶，以使得到的起褶结构具有不同的褶皱高度。8.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述热各向异性片材厚度是1-500μm，优选2-250μm，以及更优选5-100μm。9.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·萨格尔，H·邹德里克，M·温德兰特，M·A·霍尔，
申请(专利权)人：WL戈尔有限公司，WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE