一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料，由泡沫金属和如下重量份的组分制备而成：粉体40～200份、双组分硅油8～20份、抑制剂0.08～0.3份和催化剂0.05～0.15份；还公开了该材料的制备方法，包括：以粉体和硅油为原料制备硅胶浆料；在泡沫金属的上表面和下表面涂覆所述硅胶浆料，经压延成片和烘烤。本发明专利技术的复合材料结构致密优良、散热性能好、机械强度高、且柔性好，本发明专利技术的制备方法，使复合硅胶浆料能分散进入泡沫金属的孔隙中，形成致密的三维骨架结构，既不影响其导热性能，又能提高其面方向热扩散速率，还增强了材料的机械性能，且制备工艺简单易操作，对环境无污染，可大批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料及其制备方法
本专利技术涉及功能材料加工
，具体涉及一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
现今信息技术的飞速发展，电子设备越来越薄，运行速度也越来越快。散热问题可能发生在电子设备的任何部位，从而影响其正常工作甚至死机。应用导热硅胶复合材料在这些部件上可以把多余的热量有效地导出或传导至外部。热量从器件传导到金属外壳或扩散板上，使芯片不至于过热，且表层热量沿竖直方向扩散均匀，避免热源温度过高，从而能提高发热电子组件的效率和使用寿命。现在广泛使用的纯导热粉体/硅胶复合材料，它们的柔性特征使其能够用于覆盖各种不平整的表面，但在使用过程中，硅胶复合材料易发生软化、蠕变、应力松弛等现象，机械强度也会下降，密封的压力就会因此而降低。而且，现今硅胶复合材料主要是使表层热量沿竖直方向传热，但现在电子设备的小型化发展，对硅胶复合材料的厚度要求也越来越高，单纯的竖直传热已经达不到要求。此外，现今类似的泡沫金属增强的导热垫片，使用的方法都容易存在填充不均匀，或者使成型材料存在气孔或者产生分层脱落的现象，难以形成致密的结构，造成材料的整体机械性能差。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是克服现有技术的缺陷，提供一种结构致密优良、散热性能好、机械强度高、且柔性好的基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提出如下技术方案：一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的制备方法，由泡沫金属和以下重量份比例的组分制备而成：粉体40～200份、双组分硅油8～20份、抑制剂0.08～0.3份、催化剂0.05～0.15份。优选地，所述粉体为氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼、石墨烯中的一种或两种以上；所述双组分硅油硅油为包括乙烯基硅油和含氢硅油的混合物，且按质量比计，所述硅油中，乙烯基硅油:含氢硅油为1:1～1.5；优选地，所述抑制剂为马来酸酯、富马酸酯、炔类化合物和含氮、含磷和含硫的有机化合物中的一种或多种；主要用于抑制延缓两种组分硅油的固化反应，不至于太快固化，而对粉体填充造成影响，优选这些抑制剂具有更好的效果。所述催化剂为有机锡如二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡以及铂-乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、铂-1,3-二乙烯-1,3-二苯基-1,3二甲基二硅氧烷络合物、铂-1,3二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物中的一种或多种；作为一个总的专利技术构思，还提供一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、以粉体和双组分硅油为原料制备硅胶浆料；S2、在泡沫金属的上表面和下表面涂覆所述硅胶浆料，经压延成片和烘烤，即得。优选地，步骤S1中包括：在搅拌条件下，将粉体分多次加入到混合了抑制剂的双组分硅油中，经搅拌60～100min后，进行真空抽气除泡，再加入催化剂，继续搅拌10～20min，然后将所得混合浆料进行真空抽气除泡，得到硅胶浆料。当浆料基本搅拌均匀，加入催化剂中和抑制剂，以加快反应进行。优选地，步骤S2包括：将浆料均分两份，在离型膜上均匀涂覆一份浆料后，将泡沫金属平铺于浆料上，然后在泡沫金属的上表面涂覆剩余浆料直至泡沫金属被完全覆盖，再经压延成片和烘烤，即得到成型的硅胶复合材料。均匀的硅胶浆料中粉体在压延过程中进入泡沫金属的孔径中，完全填充在泡沫金属的孔隙中，形成致密的结构。优选地，烘烤温度为120～160℃，烘烤时间为10～20min。优选地，所述双组分硅油为包括乙烯基硅油和含氢硅油的混合物，且乙烯基硅油:含氢硅油的重量比为1:1～1.5。优选地，所述粉体为氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼和石墨烯中的一种或多种，所述粉体的粒径控制在1～50μm。优选地，所述抑制剂为马来酸酯、富马酸酯、炔类化合物还有含氮、含磷和含硫的有机化合物中的一种或多种。优选地，所述催化剂为有机锡如二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡以及铂-乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、铂-1,3-二乙烯-1,3-二苯基-1,3二甲基二硅氧烷络合物、铂-1,3二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物中的一种或多种。优选地，所述三维骨架结构为泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍、泡沫铁中的一种或多种，泡沫金属的孔径为0.1～2mm，且粉体的粒径R1与泡沫金属的孔径R2比R1:R2为1:2～2000。与现有的技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的硅胶复合材料结构致密、无气泡或孔洞等缺陷，也不存在分层脱落或产生裂纹等问题，材料柔性好、具备优异的散热传热性能，以及耐高低温性能，能在-40℃~150℃正常使用、机械性能好，具备一定的韧性以及自粘性，方便使用，随贴随用。2、本专利技术提供的复合材料，其抗压强度能达到不加泡沫金属的导热硅胶材料的1.5～3倍，其热扩散速度相较于不加泡沫金属的导热硅胶材料提高了2～5倍。3、本专利技术提供的基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的制备方法，均匀的硅胶浆料中粉体在压延过程中进入泡沫金属的孔径中，填充在泡沫金属的孔隙中形成致密结构，加入的泡沫金属被用来增强材料的力学性能，给硅胶材料提供框架，承担材料的压力，共同抵抗外力作用。通过将泡沫金属夹在硅胶浆料中压延，粉体通过施加的外力分散进入泡沫金属的孔隙中，形成致密的结构，使其在保证其导热性能的前提下，进一步解决垫片在使用过程中因为温度升高，而产生的软化、蠕变、应力松弛现象。4、本专利技术提供的基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的制备方法，泡沫金属增加了硅胶复合材料的导通网格，使热量能在材料面方向上均匀传热，提高其热扩散速率。5、本专利技术提供的工艺流程简单易操作，生产成本低，无环境污染，可实现大规模生产。附图说明图1为本专利技术制备的基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的压延工艺图。图2为本专利技术制备的基于泡沫铜的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的剖面图。图3为本专利技术制备的基于泡沫铜的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的放大剖面图。图4为本专利技术制备的基于三种不同泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的压缩变化曲线。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面对本专利技术进一步说明，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何限制作用。本专利技术提供的硅胶复合材料原料中包括乙烯基硅油和含氢硅油双组分硅油。本专利技术中，双组分硅油可在室温下固化，相较于常规单组份硅油对环境湿度无要求，存放时间更长，而且相较于常规树脂，固化后硬度更低，不宜脆。所述双组分硅油的含量优选为8~20份，经申请人研究发现，若采用硅油含量＞20份，会影响成型材料的导热系数，达不到很好的散热要求；若采用的硅油含量＜8份，则会使粉体在硅油中很难混合均匀，更难填充进入泡沫金属中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料，其特征在于，由泡沫金属和如下重量份的组分制备而成：粉体40～200份、双组分硅油8～20份、抑制剂0.08～0.3份和催化剂0.05～0.15份。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料，其特征在于，由泡沫金属和如下重量份的组分制备而成：粉体40～200份、双组分硅油8～20份、抑制剂0.08～0.3份和催化剂0.05～0.15份。


2.根据权利要求1所述的基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料，其特征在于，所述粉体为氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼、石墨烯中的一种或两种以上；
所述双组分硅油为包括乙烯基硅油和含氢硅油的混合物，且乙烯基硅油:含氢硅油的重量比为1:1～1.5；
所述抑制剂为马来酸酯、富马酸酯、炔类化合物和含氮、含磷和含硫化合物中的一种或多种；
所述催化剂为有机锡如二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡以及铂-乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、铂-1,3-二乙烯-1,3-二苯基-1,3二甲基二硅氧烷络合物、铂-1,3二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物中的一种或多种。


3.一种根据权利要求1或2所述的基于泡沫金属的三维骨架结构的致密导热硅胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以粉体和硅油为原料制备硅胶浆料；
S2、在泡沫金属的上表面和下表面涂覆所述硅胶浆料，经压延成片和烘烤，即得。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：在搅拌条件下，将粉体分多次加入到混合了抑制剂的双组分硅油中，经搅拌60～100min后，进行真空抽气除泡，再加入催化剂，继续搅拌10～20min，然后将所得混合浆料进行真空抽气除泡，得到硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞星星，李坚，任泽明，王号，
申请(专利权)人：广东思泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44