核壳型导热粒子、其制备方法及导热填料技术

本发明专利技术涉及核壳型导热粒子、导热填料及核壳型导热粒子的制备方法。本发明专利技术的核壳型导热粒子具有含有液态金属的核，以及包覆在所述核表面的由固化树脂形成的壳。提过采用本发明专利技术的核壳型导电热粒子，能够解决液态金属从包覆的材料中析出的问题。材料中析出的问题。

【技术实现步骤摘要】
核壳型导热粒子、其制备方法及导热填料


[0001]本公开属于热界面材料
，更具体地，涉及导热粒子、导热填料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着微电子技术的发展，电子产品中模组、器件、元件的集成度越来越高，功率越来越大。由此导致的热传导问题越来越突出，对于电子元器件的热传导的要求也越来越高。
[0003]为了解决电子元器件的热传导问题，通常在电子元器件的上方或周围安置散热装置以利于电子元器件的散热。但是，在电子元件与散热装置之间的接触面无法达到理想的平整面，在其接触的界面缝隙中存在空气，由于空气的导热系数很低，使得界面热阻增加，影响热传导效果。因此，通常在散热装置与电子元器件之间涂抹例如热导环氧树脂、相变材料等导热材料，以填补散热装置与电子元器件之间的空隙缝隙，减少界面热阻。
[0004]随着微处理器等电子元器件的性能提升，导热材料也不断升级。液态金属由于具有相变吸热的特性而被认为作为热界面材料方面具有巨大的潜力。
[0005]专利文献1公开了将液态金属在绝缘性基材中分散制备导热金属胶的方案，但是该方案中由于液态金属与基材的结合性差，导致液态金属容易从基材中析出，另外，还存在无法作为独立的导热填料添加剂应用于不同基材的缺陷。
[0006]另外，专利文献2中公开了在使用含功能基团的聚硅氧烷对液态金属表面进行改性后通过聚氨酯对液态金属进行包覆制备液态金属导热填料的技术，但是，该技术获得的粒子粒径分散，并且由于没有对聚氨酯进行固化，仍然存在液态金属容易析出的问题。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1：CN104031600A
[0009]专利文献2：CN107488416A

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术存在的问题之一，本专利技术人等进行了深入研究发现，通过采用本专利技术的核壳型导电热粒子，能够解决液态金属从包覆的材料中析出的问题，从而完成了本专利技术。
[0011]具体地，本专利技术提供下述方案：
[0012]本专利技术的一方面，涉及核壳型导热粒子，其具有含有液态金属的核，以及包覆在所述核表面的由固化树脂形成的壳。
[0013]本专利技术的再一方面，涉及导热填料，其含有本专利技术的核壳型导热粒子。
[0014]本专利技术的又一方面，还涉及核壳型导热粒子的制备方法，其包括以下步骤：
[0015]分散步骤：将熔融状态的液态金属与树脂混合并分散，直至所述液态金属呈分散为粒子状并且表面包覆有树脂的液态金属粒子的状态，然后快速冷却至低于所述金属的熔点的温度；
[0016]静置分层步骤：所述分散步骤完成后，在低于液态金属粒子的熔点的温度下进行静置，直至所述表面包覆有树脂的液态金属粒子与所述树脂分层；
[0017]分离步骤：所述静置分层后，将所述表面包覆有树脂的液态金属粒子分离至有机溶剂中；
[0018]固化步骤：在低于液态金属粒子的熔点的温度下，使液态金属粒子表面包覆的所述树脂进行固化反应，得到核壳型导热粒子。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术，能够提供一种液态金属不容易析出的核壳型导热粒子、其制备方法，以及含有导热粒子的导热填料。
[0021]本专利技术的核壳型导热粒子能够以固体颗粒状的形式适用到不同基材，从而制备适用于不同环境的导热填料。
具体实施方式
[0022]以下，对本专利技术进行详细说明。
[0023]以下所记载的技术方案的说明是基于本专利技术的代表性实施方式而形成，但本专利技术不限于这些实施方式。
[0024]另外，本说明书中，使用“～”来表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
[0025][核壳型导热粒子][0026]本专利技术的核壳型导热粒子为具有含液态金属的核，以及包覆在所述核的表面的由固化树脂形成的壳。
[0027]本专利技术的核壳型导热粒子通过含液态金属的核的表面包覆固化树脂形成的壳，从而实现了对液态金属的粒子化，以及防止液态金属从包覆的材料中析出的效果。
[0028]如上所述，作为核壳型导热粒子能够防止液态金属从包覆的材料中析出的主要原因，认为是因为包覆在液态金属表面的固化树脂能够有效地阻挡液态金属的析出。
[0029][核][0030]本专利技术的核壳型导热粒子所具有的核中含有液态金属。
[0031]作为这样的液态金属，例如有低熔点金属或低熔点金属合金、低熔点金属氧化物或低熔点金属氧化物合金。
[0032]前述的“低熔点”是指，熔点为例如5～200℃的范围，优选为5～60℃的范围。液态金属由于具有低熔点，从而在其熔点以下的温度范围时处于液态。
[0033]作为低熔点金属，可以列举出例如镓、铟、锡、铋、锌等。
[0034]作为低熔点金属合金，可以列举出例如，镓铟、镓锡、铋锡、铟铋、铟锡等二元合金，镓铟锡、铋铟锡、铋锡锌、铟锡锌、铋锡铜、铋铟锡等三元合金，或者，镓铟锡锌、铟锡铋锡、铋铟锡银、锌铋银铜等四元合金。
[0035]优选的是镓、铟、铋或者选自镓、铟及铋中的两种或三种。
[0036]对于液态金属，从提高其与树脂的相容性的角度考虑，也可以对为表面改性了的液态金属。作为对液态金属改性的方法，例如有表面氧化，或加入铜颗粒等。
[0037][壳][0038]作为包覆含有液态金属的核的壳材料的固化树脂，可以列举出例如选自环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、异氰酸酯系中的一种或多种。
[0039]作为环氧系树脂，可以列举出例如缩水甘油醚系环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂等。
[0040]作为丙烯酸系树脂，可以列举出例如丙烯酸酯类树脂、甲基丙烯酸酯类树脂、以及丙烯酸酯类树脂和/或甲基丙烯酸酯类树脂与其它烯属单体共聚制成的树脂。
[0041]根据固化后树脂对液态金属的包覆性能等方面考虑，优选的是环氧树脂。
[0042][核壳型导热粒子][0043]从容易合成均匀尺寸的粒子的角度出发，本专利技术的核壳型导热粒子的平均粒径为约10nm～10μm的范围，优选为例如10nm～2μm的范围，进一步优选为10nm～200nm的范围。
[0044]这里的“平均粒径”是指，利用透射电子显微镜观察至少20个粒子，计算与粒子的投影面积具有相同面积的圆的直径，并将这些直径进行算术平均得到的值。
[0045][核壳型导热粒子的制备方法][0046]对本专利技术的核壳型导热粒子的制备方法进行说明。
[0047]本专利技术的核壳型导热粒子的制备方法包括下述步骤：
[0048]分散步骤：将熔融状态的液态金属与树脂混合并分散，直至所述液态金属呈分散为粒子状并且表面包覆有树脂的液态金属粒子的状态；
[0049]静置分层步骤：所述分散步骤完成后，在低于液态金属粒子的熔点的温度下进行静置，直至所述表面包覆有树脂的液态金属粒子与所述树脂分层；
[0050]分离步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳型导热粒子，其特征在于，其具有含有液态金属的核，以及包覆在所述核表面的由固化树脂形成的壳。2.根据权利要求1所述的核壳型导热粒子，其中，所述液态金属为镓、铟、铋或者选自镓、铟、铋中的两种或三种。3.根据权利要求1或2所述的核壳型导热粒子，其中，所述树脂为环氧树脂、丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂或者有机硅树脂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的核壳型导热粒子，其中，所述粒子的粒径为1μm～10μm。5.一种导热填料，其含有权利要求1～4的任一项所述的核壳型导热粒子。6.权利要求1～4的任一项所述的核壳型导热粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：分散步骤：将熔融状态的液态金属与树脂混合并分散，直至所述液态金属呈分散为粒子状并且表面包覆有树脂的液态金属粒子的状态，然后快速冷却至低于所述金属的熔点的温度；静置分层步骤：所述分散步骤完成后，在低于液态...

【专利技术属性】
技术研发人员：文光军，
申请(专利权)人：上海胶泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：