一种导热吸波相变复合材料制备方法及复合材料技术

本申请涉及电子功能材料应用领域，具体公开了一种导热吸波相变复合材料制备方法及复合材料。本申请的导热吸波相变复合材料制备方法包括：S1预混：向带有加热装置的预混容器内加入第一熔点热塑性树脂，待熔解后依次加入第二熔点热塑性树脂和相变微胶囊；S2填料混合：在相变预混基材中添加吸波填料、导热填料以及助剂并搅拌分散均匀得到半成品；S3压延：将半成品于压延温度下压延成所需厚度，冷却得到导热吸波相变复合材料。由于本申请压延温度对应第一熔点热塑性树脂的第一熔点，第二熔点热塑性树脂的第二熔点低于第一熔点热塑性树脂的第一熔点20℃以上且低于压延温度10℃以上，具有避免压延时相变微胶囊的壳结构破裂的效果。有避免压延时相变微胶囊的壳结构破裂的效果。有避免压延时相变微胶囊的壳结构破裂的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种导热吸波相变复合材料制备方法及复合材料


[0001]本申请涉及电子功能材料应用领域，更具体地说，它涉及一种导热吸波相变复合材料制备方法及复合材料。

技术介绍

[0002]随着电子技术的不断升级发展，以半导体元件为代表的电子零部件的尺寸越来越小且集成功能越来越多，随着电子产品集成化程度越来越高，其发热量成指数式增加，同时集成化伴随而来的电磁干扰问题也越来越严重。电磁波传播遇到金属材料会被反射形成更多杂乱电磁波，进一步加剧了产品内部的电磁干扰问题。为此常见的解决电磁干扰的方法是采用电磁屏蔽网、接地线等，但是随着产品的小型化及天线的内置化，类似解决方式慢慢被淘汰，因此市场也出现了用于解决电磁干扰问题的产品，例如吸波材料、电磁屏蔽涂料、导电塑料等，但是普遍都存在导热系数偏低，所需产品面积较大，且不好装配，因此如何在产品小型化的基础上，有效降低电子零部件的热量，同时减少或屏蔽其产生的电磁干扰问题，已成为电子产品设计的重要课题。
[0003]研究人员提出以导热材料与吸波材料制成复合材料的方式来解决电子设备的散热问题和电磁干扰问题，相关技术中提出了一种无溶剂的高导热吸波磁性硅橡胶，该产品将磁性吸波粉与导热粉体填充到硅橡胶中，获得导热与吸波的效果，但是由于硬度大，装配过程中存在很大界面热阻，影响整体的散热效果。
[0004]相关技术中提出了一种膏状相变吸波导热材料，该材料将相变材料、电磁波吸收材料、基础油、绝缘导热粉体混合得到膏状材料，使用时将膏状材料涂覆或填充在电子元器件与散热器之间，相变材料受热熔化，提高了材料的界面润湿性，减小了界面热阻。但膏状材料成型性差、流动性大，不便于装配使用。
[0005]片材类垫片更便于装配，片材类相变产品中相变导热垫片较为常见，相变导热垫片一般采用相变树脂为基材，片材类产品制成成型一般采用切割成片或压延成型。但是采用固液相变材料的蓄能系统在放热过程中，相变材料往往会在换热器表面凝结,使得传热恶化，利用相变材料微胶囊可以很好解决上述问题，但制成时采用切割成片会切破部分相变微胶囊，直接压延成型会导致相变微胶囊的壳结构容易受到压延机滚筒的力与基材发生挤压破裂使相变微胶囊内部填料流失而失去作用。尤其是为了增加电磁屏蔽功能，需要向基材中添加电磁波吸收材料，电磁波吸收材料的填充增加了整体的硬度，压延时相变微胶囊更容易受力破裂。因此目前的相变复合材料成型工艺还有待进一步提升。

技术实现思路

[0006]为了解决制成时相变微胶囊容易破裂的问题，本申请提供一种导热吸波相变复合材料制备方法及复合材料。
[0007]第一方面，本申请提供一种导热吸波相变复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于，包括：S1预混：向带有加热装置的预混容器内加入第一熔点热塑性树脂，待熔解后依次加入第二熔点热塑性树脂和相变微胶囊，并充分搅拌，以获得分散均匀的50-80重量份的相变预混基材，所述加热装置的加热温度不低于所述第一熔点热塑性树脂的第一熔点且超过范围在20℃以内，所述相变微胶囊包括核结构与包覆该核结构的壳结构,所述壳结构包括热固性树脂；S2填料混合：在所述相变预混基材中添加300-500重量份的吸波填料、800-1200重量份的导热填料以及1-5重量份的助剂并搅拌分散均匀，搅拌时的加热温度不低于所述第一熔点热塑性树脂的第一熔点且超过范围在20℃以内，上述组分混合均匀后进行抽真空脱泡处理，得到半成品；S3压延：将所述半成品于压延温度下压延成所需厚度，冷却得到导热吸波相变复合材料，所述导热吸波相变复合材料的导热系数大于8W/m
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K、吸波反射损耗小于-40dB@25GHz、相变潜热在95KJ/kg以上；其中，所述压延温度对应第一熔点热塑性树脂的第一熔点，第二熔点热塑性树脂的第二熔点低于第一熔点热塑性树脂的第一熔点20℃以上且低于所述压延温度10℃以上，以避免压延时所述相变微胶囊的所述壳结构破裂。
[0008]过采用上述技术方案，步骤S1中，先将第一熔点热塑性树脂完全熔解再依次加入第二熔点热塑性树脂和相变微胶囊，能够将第二熔点热塑性树脂和相变微胶囊分散均匀，避免由于各组分粘度差异较大导致难以分散均匀；加热温度控制在不低于第一熔点热塑性树脂的第一熔点且超过范围在20℃以内能够使第一熔点热塑性树脂软化熔解，提高第一熔点热塑性树脂的流动性，便于第二熔点热塑性树脂和相变微胶囊的加入以及分散均匀，加热温度低于第一熔点热塑性树脂的第一熔点会导致第一熔点热塑性树脂无法熔解，难以分散均匀，同时难以熔解的第一熔点热塑性树脂与相变微胶囊在混合时碰撞摩擦会增大相变微胶囊破损的可能，加热温度过高会造成加热能耗的增加，提高生产成本；三种组分混合形成相变预混基材，起到吸热相变的作用；步骤S2中吸波填料起到吸收电磁波的作用，导热填料起到提高产品导热效果的作用，助剂起到改善产品性能的作用；将上述填料以及助剂混合时的加热温度控制在不低于第一熔点热塑性树脂的第一熔点且超过范围在20℃以内能够保证相变预混基材的流动性，有利于将填料以及助剂混合均匀，同时，温度范围相同便于操作，工艺步骤简单；真空脱泡处理使半成品中不存在气泡，避免后续得到的产品中存在气泡而影响产品的导热效果；步骤S3中的压延温度设置为与第一熔点热塑性树脂的第一熔点相对应能够保证相变预混基材软化且有一定的流动性，当相变微胶囊受到压延机辊筒的力时，相变预混基材对相变微胶囊起到缓冲作用，避免温度过低导致相变预混基材硬度较高，使相变微胶囊受到压延机滚筒的力与相变预混基材发生挤压破裂，同时也有利于便于将半成品压延成型，避免温度过低影响产品表面的平整性以及温度过高导致半成品的流动性过大而难以成型；其中，温度对应是指温度相同以及相差正负10℃以内。本申请方法能够在制成时不对相变微胶囊造成破坏，通过本申请方法制成的导热吸波相变复合材料的导热系数大于8W/m
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K、吸波反射损耗小于-40dB、相变潜热在95KJ/kg以上且具有良好的触变性。
[0009]优选的，所述导热吸波相变复合材料的上下两面贴有离型膜，并且上层所述离型膜附有易撕贴。
[0010]通过采用上述技术方案，离型膜将复合材料与外界环境相隔离，避免复合材料表面落灰，从而对复合材料起到保护作用；在使用时，上层离型膜将产品带起，然后点贴在电子元件，上层离型膜上附有的易撕贴方便在使用时将上层离型膜撕掉。
[0011]优选的，所述相变预混基材各组分的配比包括10％-20％重量比的所述第一熔点热塑性树脂，其余的部分由40％-75％重量比的所述第二熔点热塑性树脂与25％-60％重量比的所述相变微胶囊组成；所述第一熔点热塑性树脂包括PP、LDPE、HDPE、EVA、PCL中的一种或者几种组合。
[0012]通过采用上述技术方案，第一熔点热塑性树脂对相变预混基材起到支撑作用，复合材料的整体结构强度，因此配比为相变预混基材总重量10％-20％的第一熔点热塑性树脂能够更好地对复合材料进行支撑；PP、LDPE、HDPE、EVA、PCL都为硬度较大的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于，包括：S1预混：向带有加热装置的预混容器内加入第一熔点热塑性树脂，待熔解后依次加入第二熔点热塑性树脂和相变微胶囊，并充分搅拌，以获得分散均匀的50-80重量份的相变预混基材，所述加热装置的加热温度不低于所述第一熔点热塑性树脂的第一熔点且超过范围在20℃以内，所述相变微胶囊包括核结构与包覆该核结构的壳结构,所述壳结构包括热固性树脂；S2填料混合：在所述相变预混基材中添加300-500重量份的吸波填料、800-1200重量份的导热填料以及1-5重量份的助剂并搅拌分散均匀，搅拌时的加热温度不低于所述第一熔点热塑性树脂的第一熔点且超过范围在20℃以内，上述组分混合均匀后进行抽真空脱泡处理，得到半成品；S3压延：将所述半成品于压延温度下压延成所需厚度，冷却得到导热吸波相变复合材料，所述导热吸波相变复合材料的导热系数大于8W/m
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K、吸波反射损耗小于-40dB@25GHz、相变潜热在95KJ/kg以上；其中，所述压延温度对应第一熔点热塑性树脂的第一熔点，第二熔点热塑性树脂的第二熔点低于第一熔点热塑性树脂的第一熔点20℃以上且低于所述压延温度10℃以上，以避免压延时所述相变微胶囊的所述壳结构破裂。2.权利要求1中所述的一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于：所述导热吸波相变复合材料的上下两面贴有离型膜，并且上层所述离型膜附有易撕贴。3.根据权利要求1所述的一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于：所述相变预混基材各组分的配比包括10％-20％重量比的所述第一熔点热塑性树脂，其余的部分由40％-75％重量比的所述第二熔点热塑性树脂与25％-60％重量比的所述相变微胶囊组成；所述第一熔点热塑性树脂包括PP、LDPE、HDPE、EVA、PCL中的一种或者几种组合。4.根据权利要求1所述的一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于：所述第一熔点热塑性树脂的第一熔点为60-80℃，所述第二熔点热塑性树脂的第二熔点不高于40℃，所述相变微胶囊的所述核结构的熔点为45-55℃，三者混合后得到的所述相变预混基材的熔点为45-55℃。5.根据权利要求1所述的一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于：所述相变微胶囊的所述核结构包括石蜡，所述核结构还包括金刚石微粉，其中金刚石微粉的重量比为30％-50％。6.根据权利要求1所述的一种导热吸波相变复合材料的制备方法，其特征在于：所述吸波填料包括软性磁粉和羰基铁粉，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊尚强，曹勇，谢佑南，陈印，文渊平，
申请(专利权)人：深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司，
类型：发明
国别省市：