一种导热硅胶片及其制备方法技术

本申请提供一种导热硅胶片及其制备方法，属于导热材料技术领域。制备方法包括：将熔融的硅胶混合料通过3D打印设备打印出来得到丝材堆叠形成的导热硅胶坯体。在温度为50‑150℃的条件下对导热硅胶坯体热处理0.5‑8h。其中，硅胶混合料包括导热填料、硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂。此制备方法得到的导热硅胶片强度和导热系数均较高。

A thermal conductive silicon film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种导热硅胶片及其制备方法
本申请涉及导热材料
，具体而言，涉及一种导热硅胶片及其制备方法。
技术介绍
导热硅胶是一种应用于粘贴散热器件与其他功率消耗元器件之间的功能性产品，具有较高的粘合强度、良好的黏着力及导热性能。现有的导热硅胶片的制备方法是将表面修饰后的导热填料与有机硅橡胶混合得到原始浆料，将原始浆料导入取向装置中，对浆料施加外界压力使其从取向装置中流出到成型槽内，固化得到导热产品，通过切削后处理得到0.5-2mm的导热垫片，对导热垫片进一步进行表面涂覆工艺，填补切割表面形成的凹凸不平的表面结构，从而提升导热垫片的填充性能，获得表面光滑的具有一定导热性能的硅橡胶导热垫片。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种导热硅胶片及其制备方法，提供一种新的制备方法，获得具有较高导热系数的导热硅胶片。第一方面，本申请实施例提供一种硅胶片的制备方法，包括将熔融的硅胶混合料通过3D打印设备打印出来得到丝材堆叠形成的导热硅胶坯体。在温度为50-150℃的条件下对导热硅胶坯体热处理0.5-8h。其中，硅胶混合料包括导热填料、硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂。使用3D打印设备打印出来的丝材在堆叠的过程中，上部的丝材会对下部的丝材产生一定的压力，可以减小丝材与丝材之间的间隙，但其依然存在有间隙。由于硅胶混合料中含有硅胶抑制剂和硅橡胶，避免导热硅胶坯体热处理以前发生交联反应。且由于热塑性树脂的添加，在丝材打印出来以后，丝材能够快速固化，使丝材具有一定的强度且能够保持其形状，避免导热硅胶坯体在打印的过程中塌陷。打印完成以后，进行热处理，可以将导热硅胶坯体中的硅胶抑制剂挥发，使硅橡胶发生交联反应，并且热塑性树脂熔融，填充丝材间的间隙，得到致密的、导热系数高的导热硅胶片。在一种可能的实施方式中，硅胶混合料通过3D打印设备的喷头挤出，喷头的孔为扁平孔。可选地，扁平孔的截面的长度为1-10mm，宽度为0.01-0.5mm。喷头的孔为扁平的孔，可以得到扁平状的丝材，丝材的堆叠效果较好，能够形成定向散热的导热硅胶片，提高导热硅胶片的导热系数。在一种可能的实施方式中，硅胶混合料挤出喷头的速度为0.5-100mm/s。在此速度下进行硅胶混合料的挤出，形成丝材的速度与丝材固化的速度相配合，下一层的丝材固化以后，上一层的丝材堆叠，使获得的导热硅胶片的强度更高。在一种可能的实施方式中，硅胶混合料的制备方法包括：将导热填料、硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂在温度为50-120℃的条件下熔融混合得到。先得到熔融的硅胶混合料，再置于3D打印设备的料筒中进行导热硅胶坯体的打印，打印效果较好，获得的导热硅胶片更加均匀。在一种可能的实施方式中，硅胶混合料还包括偶联剂，硅胶混合料的制备方法包括：将导热填料与偶联剂在温度为25-120℃的条件下预处理0.5-8h得到改性填料，将改性填料与硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂在温度为50-120℃的条件下熔融混合得到。通过偶联剂将导热填料进行改性以后再进行硅橡胶的添加，不仅避免导热填料因为范德华力而相互堆集，降低导热填料的填充性；还可以改善导热填料与硅橡胶的相容性，在硅橡胶发生交联反应以后，可以减小丝材内的缺陷(如孔隙)。提高了导热硅胶片的强度和导热系数。在一种可能的实施方式中，将硅胶混合料置于3D打印设备的料筒中，料筒的加热温度为50-120℃。避免硅胶混合料在3D打印的过程中固化，使其保持熔融状态，以便顺利进行3D打印。在一种可能的实施方式中，硅胶混合料中，按照重量份计硅橡胶为5-25份，硅胶抑制剂为0.1-0.5份，热塑性树脂为1-10份。硅胶抑制剂可以有效避免料筒内的硅橡胶发生交联反应。在对导热硅胶坯体进行热处理的过程中，使硅胶抑制剂快速挥发，硅橡胶发生交联反应，并且能够使热塑性树脂融化，填充丝材的层与层之间的间隙。可选地，硅橡胶为A/B双组分硅胶，使硅橡胶的交联效果更好。可选地，硅胶抑制剂包括2-甲基-3-炔-2-醇、3-甲基-1-炔-3-醇、乙炔基环己醇、马来酸二烯丙酯、富马酸二乙酯、苯乙炔和二甲基亚砜中的一种或几种。可选地，热塑性树脂包括丙烯氰-苯乙烯-丁二烯树脂、聚乳酸树脂、丙烯酸酯共聚树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂和聚乙烯基醚树脂中的一种或几种。在一种可能的实施方式中，硅胶混合料中，按照重量份计，导热填料为30-95份。可选地，导热填料包括质量比值为0.05-20的球形填料和异形填料，异形填料包括片状填料或/和纤维状填料。其中，异形填料为片状填料，或异形填料为纤维状填料，或异形填料为片状填料和纤维状填料的混合物。导热填料的添加较多，且异形填料的添加，硅胶混合料通过喷头挤出以后，能够在丝材的挤出方向定向排列，可以得到定向散热的高导热系数的导热硅胶片。可选地，球形填料包括氧化铝、氧化镁、氧化硅、氮化铝、铝粉、铜粉、碳粉和石墨粉中的一种或几种。可选地，片状填料包括片状氮化硼、片状银、鳞片石墨、石墨片、膨胀石墨、单层石墨烯和多层石墨烯纳米片中的一种或几种。可选地，纤维状填料包括碳纤维、碳纳米管、氮化硼纤维、氧化铝晶须、铜纤维、银纳米线、金属纤维和陶瓷纤维中的一种或几种。第二方面，本申请实施例提供一种导热硅胶片的制备方法，包括：在温度为50-150℃的条件下对导热硅胶坯体热处理0.5-8h。其中，导热硅胶坯体的原料包括导热填料、硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂。导热硅胶坯体由3D打印设备打印出来的丝材堆叠形成。由3D打印设备打印出来的丝材堆叠形成的导热硅胶坯体，其层与层之间具有一定的间隙。由于导热硅胶坯体的原料中含有硅胶抑制剂和硅橡胶，避免导热硅胶坯体热处理以前发生交联反应。且由于热塑性树脂的添加，在丝材挤出后，丝材能够快速固化，使丝材具有一定的强度且能够保持其形状，避免导热硅胶坯体在打印的过程中塌陷。打印完成以后，进行热处理，可以将导热硅胶坯体中的硅胶抑制剂挥发，使硅橡胶发生交联反应，并且使热塑性树脂熔融，将丝材间的间隙填满，得到致密的、导热系数高的导热硅胶片。第三方面，本申请实施例提供一种导热硅胶片，由上述导热硅胶片的制备方法制备得到。导热硅胶片的致密性好、导热系数高。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。图1为本申请提供的使用3D打印的方式制备导热硅胶片的方法示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。为了提高导热硅胶片的导热系数，通常在硅胶混合料中添加导热填料，但导热填料的过量添加为降低硅胶片的粘性和柔韧性，甚至产生粉化现象，因此，导热填料的填充率有限，难以满足电子设备的散热需求。3D打印的工作原理是：先通过电脑构建三维数据模型，打印机与电脑连接后，使用3D打印设备的喷头挤出直径一定的热融性材料，挤出一条一条的丝材堆叠起来，形成实体的形状。专利技术人发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热硅胶片的制备方法，其特征在于，包括：将熔融的硅胶混合料通过3D打印设备打印出来得到丝材堆叠形成的导热硅胶坯体；在温度为50‑150℃的条件下对所述导热硅胶坯体热处理0.5‑8h；其中，所述硅胶混合料包括导热填料、硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂。

【技术特征摘要】
1.一种导热硅胶片的制备方法，其特征在于，包括：将熔融的硅胶混合料通过3D打印设备打印出来得到丝材堆叠形成的导热硅胶坯体；在温度为50-150℃的条件下对所述导热硅胶坯体热处理0.5-8h；其中，所述硅胶混合料包括导热填料、硅橡胶、硅胶抑制剂和热塑性树脂。2.根据权利要求1所述的导热硅胶片的制备方法，其特征在于，所述硅胶混合料通过3D打印设备的喷头挤出，所述喷头的孔为扁平孔；可选地，所述扁平孔的截面的长度为1-10mm，宽度为0.01-0.5mm。3.根据权利要求2所述的导热硅胶片的制备方法，其特征在于，所述硅胶混合料挤出所述喷头的速度为0.5-100mm/s。4.根据权利要求1所述的导热硅胶片的制备方法，其特征在于，所述熔融的硅胶混合料的制备方法包括：将所述导热填料、硅橡胶、所述硅胶抑制剂和所述热塑性树脂在温度为50-120℃的条件下熔融混合得到。5.根据权利要求1所述的导热硅胶片的制备方法，其特征在于，所述硅胶混合料还包括偶联剂，所述熔融的硅胶混合料的制备方法包括：将所述导热填料与所述偶联剂在温度为25-120℃的条件下预处理0.5-8h得到改性填料，将所述改性填料与所述硅橡胶、所述硅胶抑制剂和所述热塑性树脂在温度为50-120℃的条件下熔融混合得到。6.根据权利要求4或5所述的导热硅胶片的制备方法，其特征在于，将硅胶混合料置于3D打印设备的料筒中，所述料筒的加热温度为50-120℃。7.根据权利要求1所述的导热硅胶片的制备方法，其特征在于，所述硅胶混合料中，按照重量份计，所述硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡黎明，李妙妙，丁世云，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波石墨烯创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33