一种复合导热材料及其制备方法、导热凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术适用于材料技术领域，提供了复合导热材料及其制备方法、导热凝胶及其制备方法，其中，复合导热材料的制备方法，包括：将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，得复配导热粉体；将复配导热粉体在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理，即得。本发明专利技术采用的结构改性剂含可水解的烷氧基、乙烯基及硅油长链段，由于烷氧基的水解产生羟基可与导热粉体表面反应形成化学键，使乙烯基以及硅油长链段以化学键形式存在于导热粉体表面，提升体系的抗垂流、滑移性能，以及硅油长链段可以起到润滑作用，提升体系的施工性能；提高导热材料与有机硅基体的相容性，以提升导热材料在体系中的填充率，进而提升体系导热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合导热材料及其制备方法、导热凝胶及其制备方法
本专利技术属于材料
，尤其涉及一种复合导热材料及其制备方法、导热凝胶及其制备方法。
技术介绍
随着电子设备向集约化、高功耗发展，其功耗密度逐步增加，电子设备的发热量也成倍增加，这也对系统的散热性能提出了更高的要求。行之有效的办法就是通过导热绝缘高分子界面材料将器件产生的热量传递出去。有机硅材料具有耐高温、阻燃、耐候性好、电气绝缘型好、化学惰性等优异的性能，可以满足电子器件的使用要求而被广泛用来制备导热界面材料。从微观上看，材料表面是粗糙不平的，热源界面与散热界面之间的接触并不完全，接触面之间会存在很多凹凸不平的空隙，而空隙会被热导率极低(0.023W)的空气占据，降低了散热效果。使用导热界面材料的目的就是为了填充接触面的空隙，降低接触热阻，提高传热效率。针对不同应用，导热界面材料形式有多种，主要有导热灌封胶、导热硅脂导热垫片、导热凝胶等。如导热垫片与发热部件之间不能充分接触，造成导热材料与发热部件之间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导；导热硅脂为半流体状，受到挤压时会产生流动，使发热部件与散热部件能够充分接触，降低了界面热阻，但是导热硅脂为非固化状态，随着时间推移硅脂中的油分会慢慢析出，大大限制了其应用范围。导热凝胶材料，是一种预固化的单组份膏状间隙填充材料，针对不平整的器件表面或不规则缝隙界面，具有优异的结构实用性与表面贴合性能，是不规则界面应用的理想材料；但是有许多电子设备需要竖直放置，而且存在冷热交替、震动等因素，常规导热凝胶材料会出现不同程度的滑移、垂流；若导热材料在界面处出现滑移、垂流，就会导致导热界面处出现传热障碍，影响传热效率。由此可见，现有的导热凝胶材料存在抗垂流、滑移性能差，传热效率低以及施工性能差的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种复合导热材料的制备方法，旨在解决现有的导热凝胶材料存在抗垂流、滑移性能差，传热效率低以及施工性能差的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种复合导热材料的制备方法，包括：将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，得到复配导热粉体；将所述复配导热粉体在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理，即得复合导热材料；所述结构改性剂是以乙烯基硅烷偶联剂以及羟基硅油为原料在加热搅拌条件下反应得到。本专利技术实施例的另一目的在于一种复合导热材料，所述复合导热材料是由权利要求1-5任意权利要求所述的复合导热材料的制备方法制备得到。本专利技术实施例的另一目的在于一种导热凝胶，所述导热凝胶由乙烯基硅油、交联剂、扩链剂、抑制剂、催化剂以及所述的复合导热材料组成。本专利技术实施例的另一目的在于一种导热凝胶的制备方法，包括：按照权利要求8或9所述的导热凝胶的配方称取各原料，备用；将乙烯基硅油、交联剂、扩链剂、抑制剂进行均匀混合，得到第一基胶；在所述第一基胶中加入复合导热材料进行均匀混合，得第二基胶；在所述第二基胶中加入催化剂进行均匀混合，经高温固化处理后，得导热凝胶。本专利技术实施例提供的一种复合导热材料的制备方法，通过将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，进而在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理得到复合导热材料；本专利技术所采用的结构改性剂含有可以水解的烷氧基、乙烯基以及硅油长链段的特种硅烷偶联剂，由于烷氧基的水解产生羟基可以与导热粉体表面反应形成化学键，使得乙烯基以及硅油长链段以化学键形式存在于导热粉体表面，一方面乙烯基可以参与有机硅基体的加成交联反应，使得体系成为类3D弹性网络结构，提升体系的抗垂流、滑移性能，以及硅油长链段可以起到润滑作用，提升体系的施工性能；另一方面，提高导热材料与有机硅基体的相容性，以提升导热材料在体系中的填充率，进而提升体系导热性能。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例为了解决现有的导热凝胶材料存在抗垂流、滑移性能差，传热效率低以及施工性能差的问题，提供了一种复合导热材料的制备方法，通过将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，进而在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理得到复合导热材料；本专利技术所采用的结构改性剂含有可以水解的烷氧基、乙烯基以及硅油长链段的特种硅烷偶联剂，由于烷氧基的水解产生羟基可以与导热粉体表面反应形成化学键，使得乙烯基以及硅油长链段以化学键形式存在于导热粉体表面，一方面乙烯基可以参与有机硅基体的加成交联反应，使得体系成为类3D弹性网络结构，提升体系的抗垂流、滑移性能，以及硅油长链段可以起到润滑作用，提升体系的施工性能；另一方面，提高导热材料与有机硅基体的相容性，以提升导热材料在体系中的填充率，进而提升体系导热性能。本专利技术实施例提供的一种复合导热材料的制备方法，包括：S101：将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，得到复配导热粉体。在本专利技术实施例中，所述不规则导热粉体的形状可以是多面体状、片状、角状等形状。在本专利技术实施例中，球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体均可以为氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼等中的一种或几种。在本专利技术实施例中，所述球形导热粉体的粒径为30-50um；所述不规则导热粉体的粒径为3-10um；所述超细球形导热粉体的粒径为0.1-0.5um。在本专利技术实施例中，所述球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体的重量比例为100:(5-15):(1-5)。本专利技术实施例采用不同形状、粒径的三种导热粉体复配，与不规则形状填料相比，球形填料作为主体填料填充量更高，可以提升导热填料的填充量，提升体系的导热系数，同时挤出性能更高；不规则以及超细球形导热粉体的引入，大颗粒的间隙可以被小颗粒填充，可以实现导热粉体的充分接触，一方面，形成更多的连续传导通路提高导热系数；另一方面，可以实现导热材料与热界面的良好接触，起到降低导热界面材料与发热部件之间的热阻，提升散热效果。本专利技术实施例采用不同形状、粒径的三种导热粉体复配，不规则形状粉体镶嵌在不同粒径的球形导热粉体中，一方面，体系的密实度更高，材料结合紧密，内部空隙减少，空隙减少后内部便没有足够的空间容纳邻位粉体移动所需空间；另一方面，不规则形状运动阻力更大，在体系中起到阻隔作用，可以阻止球形粉体的滑移，起到改善体系滑移性能作用。S102：将所述复配导热粉体在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理，即得复合导热材料。在本专利技术实施例中，所述结构改性剂的添加量为所述复配导热粉体质量的0.1～5％。在本专利技术实施例中，所述高速搅拌条件为：搅拌速度为2000～3000rpm。在本专利技术实施例中，所述结构改性剂是以乙烯基硅烷偶联剂以及羟基硅油为原料在加热搅拌条件下反应得到。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合导热材料的制备方法，其特征在于，包括：/n将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，得到复配导热粉体；/n将所述复配导热粉体在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理，即得复合导热材料；/n所述结构改性剂是以乙烯基硅烷偶联剂以及羟基硅油为原料在加热搅拌条件下反应得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合导热材料的制备方法，其特征在于，包括：
将球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体进行混合均匀，得到复配导热粉体；
将所述复配导热粉体在高速搅拌条件下加入结构改性剂进行表面处理，即得复合导热材料；
所述结构改性剂是以乙烯基硅烷偶联剂以及羟基硅油为原料在加热搅拌条件下反应得到。


2.根据权利要求1所述的复合导热材料的制备方法，其特征在于，所述乙烯基硅烷偶联剂的结构式为CH2＝CH(CH2)nSiX3，其中n为0或1，X为甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基中一种；所述羟基硅油的结构式为HO(R2SiO)nH，其中n为10-50，R为甲基、乙基中的一种。


3.根据权利要求1或2所述的复合导热材料的制备方法，其特征在于，所述结构改性剂的添加量为所述复配导热粉体质量的0.1～5％；所述乙烯基硅烷偶联剂以及羟基硅油的摩尔比为1:(1-2)。


4.根据权利要求1所述的复合导热材料的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌条件为：搅拌速度为2000～3000rpm；所述加热搅拌条件为：搅拌速度为1500～2500rpm，搅拌时间为60～90min，加热温度为70～100℃。


5.根据权利要求1所述的复合导热材料的制备方法，其特征在于，所述球形导热粉体、不规则导热粉体以及超细球形导热粉体的重量比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：范兆明，张利利，
申请(专利权)人：深圳市新纶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44