石墨烯散热灌封胶组合物以及利用该组合物制得的灌封胶和散热模块制造技术

本发明专利技术涉及石墨烯散热技术领域领域，公开了一种石墨烯散热灌封胶组合物以及利用该组合物制得的灌封胶和散热模块，该灌封胶组合物包括树脂、导热粉料、功能化氧化石墨烯、分散剂、偶联剂、固化剂以及消泡剂，以所述灌封胶组合物的重量为基准，所述树脂的含量为60～85wt％，所述导热粉料的含量为10～18wt％，所述功能化氧化石墨烯的含量为1～4wt％，所述分散剂的含量为2～4wt％，所述偶联剂的含量为1～4wt％，所述固化剂的含量为2～10wt％，所述消泡剂的含量为1～4wt％。本发明专利技术提供的灌封胶具有优异的散热性能且力学性能优异，满足电子设施/设备对高效散热的要求。设施/设备对高效散热的要求。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯散热灌封胶组合物以及利用该组合物制得的灌封胶和散热模块


[0001]本专利技术涉及石墨烯散热
，具体地涉及一种石墨烯散热灌封胶组合物以及利用该组合物制得的灌封胶和散热模块。

技术介绍

[0002]随着科学技术发展，越来越多的电子产品更新升级，设备的功耗不断增大，发热量也随之快速上升。未来高频率高功率电子产品的瓶颈是其产生的大量热量，热量若无法及时散发出去，不仅降低电子产品的使用寿命，而且会增加电子产品的使用功耗，更重要的是会降低产品的运行速度，影响产品品质。
[0003]灌封胶作为广泛应用于电子封装的一种技术手段，通常用在电子产品的核心部分，也是主要产生热量的部分，因此，希望继续提升灌封胶的散热性能，进一步提高产品的散热效果，降低产品使用温度，从而降低产品的使用功耗，提高产品的运行速度和延长产品使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的灌封胶散热效果还不够理想，导致产品使用温度过高、功耗大，从而限制产品的运行速度以及使用寿命等问题，提供一种石墨烯散热灌封胶组合物以及利用该组合物制得的灌封胶和散热模块，该灌封胶具有优异的散热性能且力学性能优异，满足电子设施/设备对高效散热的要求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种石墨烯散热灌封胶组合物，该灌封胶组合物包括树脂、导热粉料、功能化氧化石墨烯、分散剂、偶联剂、固化剂以及消泡剂，以所述灌封胶组合物的重量为基准，所述树脂的含量为60～85wt％，所述导热粉料的含量为10～18wt％，所述功能化氧化石墨烯的含量为1～4wt％，所述分散剂的含量为2～4wt％，所述偶联剂的含量为1～4wt％，所述固化剂的含量为2～10wt％，所述消泡剂的含量为1～4wt％。
[0006]本专利技术第二方面提供了一种石墨烯散热灌封胶的制备方法，该方法采用本专利技术所述的灌封胶组合物进行制备，所述制备方法包括以下步骤：
[0007]S1、在第一分散剂存在下，将导热粉料在部分树脂中与偶联剂接触进行偶联反应，得到第一混合物；
[0008]S2、在第二分散剂存在下，将功能化氧化石墨烯分散在剩余部分树脂中，得到第二混合物；
[0009]S3、将步骤S1得到的第一混合物、步骤S2得到的第二混合物与固化剂和消泡剂混匀，得到所述石墨烯散热灌封胶。
[0010]本专利技术第三方面提供了由本专利技术所述的方法制得的石墨烯散热灌封胶。
[0011]本专利技术第四方面提供了一种石墨烯散热模块的制备方法，将本专利技术所述的灌封胶
经固化成型，得到所述散热模块。
[0012]本专利技术提供的石墨烯散热灌封胶组合物制得的灌封胶，散热性能优异，且力学性能优异，能够满足电子设施设备对高效散热的要求。
具体实施方式
[0013]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0014]第一方面，本专利技术提供了一种石墨烯散热灌封胶组合物，该灌封胶组合物包括树脂、导热粉料、功能化氧化石墨烯、分散剂、偶联剂、固化剂以及消泡剂，以所述灌封胶组合物的重量为基准，所述树脂的含量为60～85wt％，所述导热粉料的含量为10～18wt％，所述功能化氧化石墨烯的含量为1～4wt％，所述分散剂的含量为2～4wt％，所述偶联剂的含量为1～4wt％，所述固化剂的含量为2～10wt％，所述消泡剂的含量为1～4wt％。
[0015]本专利技术的专利技术人通过研究发现：功能化氧化石墨烯为二维平面结构，利用导热粉末与功能化氧化石墨烯在树脂内部相互结合形成三维网状骨架导热结构制备灌封胶时，内部结构致密、空隙小，使其具备良好的断裂伸长率，拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度等机械性能，且散热效果明显。
[0016]在本专利技术的灌封胶组合物中，为了获得提升散热性能及机械性能，优选地，以所述灌封胶组合物的重量为基准，所述树脂的含量为68～72wt％，所述导热粉料的含量为12～15wt％，所述功能化氧化石墨烯的含量为2～4wt％，所述分散剂的含量为3～4wt％，所述偶联剂的含量为2～4wt％，所述固化剂的含量为5～8wt％，所述消泡剂的含量为2～4wt％。
[0017]石墨烯纳米材料具有优异的导热性和导电性，但是在有机物中分散困难，在本专利技术中，功能化改性氧化石墨烯是石墨烯的氧化物经过功能化改性后的产物，在对石墨烯进行氧化处理并引入一定量的功能基团，同时破坏了石墨烯的共轭结构，因此功能化氧化石墨烯具有绝缘、高导热且易于分散的特性，同时功能化氧化石墨烯的添加可以提高树脂的力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、抗冲击强度等。在本专利技术的灌封胶组合物中，所述功能化氧化石墨烯为具有功能化官能团的氧化石墨烯，所述功能化官能团选自氨基、磺酸基、羧基、硝基和氟中的一种或多种；更优选地，所述功能化官能团为硝基和/或磺酸基。
[0018]作为上述功能化氧化石墨烯例如可以使用北京旭碳新材料科技有限公司的XTA
‑
1、XTA
‑
2和XTB。
[0019]为了保证功能化氧化石墨烯在树脂中的分散效果，优选地，所述功能化氧化石墨烯的片层数为2～10，片径为2～10μm，氧含量为2～3wt％，功能化官能团含量为5.75～15wt％。
[0020]在本专利技术的灌封胶组合物中，优选地，所述树脂选自有机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种；更优选地，所述树脂选自有机硅树脂、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种；进一步优选地，所述树脂为聚氨酯和/或有机硅树脂；更进一步
优选地，所述树脂为有机硅树脂和聚氨酯的组合，有机硅树脂和聚氨酯重量比为1：(1～4)。
[0021]为了进一步提升散热效果，在本专利技术的灌封胶组合物中，优选地，所述导热粉料选自碳纳米管、炭黑、乙炔黑、科琴黑、三氧化二铝粉末、纳米氮化铝、纳米银线、铜纳米粉、金纳米粉和纳米氧化镁粉中的一种或多种；更优选地，所述导热粉料选自碳纳米管、科琴黑、纳米银线和三氧化二铝粉末中的一种或多种；进一步优选地，所述导热粉料为纳米银线和/或科琴黑；更进一步优选地，所述导热粉料为纳米银线和科琴黑的组合，纳米银线和科琴黑的重量比为1：(8～10)。
[0022]为了进一步促进各组分在树脂中的分散性，在本专利技术的灌封胶组合物中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂；优选地，所述第一分散剂和所述第二分散剂可以各自选自非离子表面活性剂、聚羧酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯醇的一种或多种。优选所述第一分散剂和所述第二分散剂相同。
[0023]在本专利技术的灌封胶组合物中，优选地，所述偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂的一种或多种。通过采用偶联剂修饰导热粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯散热灌封胶组合物，其特征在于，该灌封胶组合物包括树脂、导热粉料、功能化氧化石墨烯、分散剂、偶联剂、固化剂以及消泡剂，以所述灌封胶组合物的重量为基准，所述树脂的含量为60～85wt％，所述导热粉料的含量为10～18wt％，所述功能化氧化石墨烯的含量为1～4wt％，所述分散剂的含量为2～4wt％，所述偶联剂的含量为1～4wt％，所述固化剂的含量为2～10wt％，所述消泡剂的含量为1～4wt％。2.根据权利要求1所述的石墨烯散热灌封胶组合物，其特征在于，以所述灌封胶组合物的重量为基准，所述树脂的含量为68～72wt％，所述导热粉料的含量为12～15wt％，所述功能化氧化石墨烯的含量为2～4wt％，所述分散剂的含量为3～4wt％，所述偶联剂的含量为2～4wt％，所述固化剂的含量为5～8wt％，所述消泡剂的含量为2～4wt％。3.根据权利要求1所述的石墨烯散热灌封胶组合物，其特征在于，所述功能化氧化石墨烯为具有功能化官能团的氧化石墨烯，所述功能化官能团选自氨基、磺酸基、羧基、硝基和氟中的一种或多种；优选地，所述功能化官能团为硝基和/或磺酸基；优选地，所述功能化氧化石墨烯的片层数为2～10，片径为2～10μm，氧含量为2～3wt％，功能化官能团含量为5.75～15wt％。4.根据权利要求1所述的石墨烯散热灌封胶组合物，其特征在于，所述树脂选自有机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种，优选为有机硅树脂、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种，更优选为聚氨酯和/或有机硅树脂。5.根据权利要求1所述的石墨烯散热灌封胶组合物，其特征在于，所述导热粉料选自碳纳米管、炭黑、乙炔黑、科琴黑、三氧化二铝粉末、纳米氮化铝、纳米银线、铜纳米粉、金...

【专利技术属性】
技术研发人员：李赫然，李青，陶业立，孙金梅，宋亚滨，
申请(专利权)人：东旭光电科技股份有限公司东旭科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：