高导热绝缘硅胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供高导热绝缘硅胶及其制备方法，包括：步骤S1，在一层氟化石墨烯膜两面涂覆液体的硅胶；步骤S2，在液体的硅胶上放置另一层氟化石墨烯膜；步骤S3，在另一层氟化石墨烯膜上涂覆液体的硅胶；步骤S4，重复步骤S2和步骤S3，得到氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体；步骤S5，固化上述氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体。本发明专利技术采用高导热氟化石墨烯膜作为导热填料，热导率显著提升。提升。提升。

【技术实现步骤摘要】
高导热绝缘硅胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导热材料
，具体涉及高导热绝缘硅胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]导热硅胶是指应用在发热器件的表面，充当传热介质的高分子有机硅材料。大功率发热器件在运行的过程中，即使是表面非常光洁的两个平面(散热器表面和发热器表面)，在相互接触时都会有空隙出现，而这些间隙中的空气是导热的不良介质，会阻碍热量向散热片的传导。导热硅胶就是一种可以填充这些空隙的材料，使热量的传导更加顺畅、迅速的材料。所以这种材料也称为热界面材料。
[0003]导热硅胶主要由导热填料和有机硅组成。其中，导热硅胶的导热能力与添导热填料的组成、结构和添加比例等有关。
[0004]一般而言，因直接与芯片或功率器件接触，导热硅胶被要求具有较高的绝缘性。因此导热填料通常为绝缘导热材料，如氧化铝、氮化硼等。然而这些材料热导率不高，普遍＜50W/mK，导致导热硅胶的热导率较低，通常＜10W/mK。
[0005]因此，目前急需一种高导热绝缘硅胶。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在问题中的一个或多个，本专利技术提供一种高导热绝缘硅胶的制备方法，包括：
[0007]步骤S1，在一层氟化石墨烯膜两面涂覆液体的硅胶；
[0008]步骤S2，在液体的硅胶上放置另一层氟化石墨烯膜；
[0009]步骤S3，在另一层氟化石墨烯膜上涂覆液体的硅胶；
[0010]步骤S4，重复步骤S2和步骤S3，得到氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体；
[0011]步骤S5，固化上述氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体，得到氟化石墨烯膜/硅胶复合材料。
[0012]根据本专利技术的一个方面，所述步骤S1之前还包括：
[0013]在氟化石墨烯膜上加工镂空空间。
[0014]根据本专利技术的一个方面，采用激光切割的方法在氟化石墨烯膜上加工镂空空间。
[0015]根据本专利技术的一个方面，将长方形或正方形的氟化石墨烯膜平铺在激光切割平台上，通过激光切割等间距切除掉多个长条，形成多个条形镂空，得到带边框的多个条形镂空的氟化石墨烯膜。
[0016]根据本专利技术的一个方面，所述氟化石墨烯膜的氟含量为45wt％
‑
65wt％。所述氟含量过低虽然有利于提高导热率，但是绝缘性差；所述氟含量过高虽然有利于绝缘性，但是导热率过低。
[0017]根据本专利技术的一个方面，每层所述氟化石墨烯膜的厚度为10μm
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25μm，长度为1cm
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15cm，宽度为1cm
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15cm。氟化石墨烯膜的厚度小于10μm，导热绝缘硅胶内部导热通路的宽度减小，导热硅胶的热导率过低，氟化石墨烯膜的厚度大于25μm，不利于降低绝缘导热硅胶的
硬度。
[0018]根据本专利技术的一个方面，所述条形镂空的宽度为0.3mm
‑
0.8mm，所述边框的宽度为0.5cm
‑
2cm，相邻条形镂空之间的条形氟化石墨烯膜的宽度为0.5mm
‑
1.5mm。条形镂空的宽度太小，不利于激光切割，条形镂空的宽度太大，使得高导热绝缘硅胶中氟化石墨烯含量太少，高导热绝缘硅胶的热导率过低。
[0019]根据本专利技术的一个方面，所述液体的硅胶的涂覆厚度为0.03mm
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0.1mm。所述液体的硅胶的涂覆厚度过小，不利于涂覆，所述液体的硅胶的涂覆厚度过大，使得高导热绝缘硅胶导热性能偏低。
[0020]根据本专利技术的一个方面，所述氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体的厚度为1cm
‑
15cm。
[0021]根据本专利技术的一个方面，所述步骤S5之后还包括：
[0022]沿厚度方向切割氟化石墨烯膜/硅胶复合材料，得到高导热绝缘硅胶。
[0023]根据本专利技术的一个方面，沿着厚度及垂直于条形镂空长度方向用多线金刚石等间距切割，得到高导热绝缘硅胶。
[0024]根据本专利技术的一个方面，所述多线金刚石切割的间距为0.5mm
‑
6mm。
[0025]根据本专利技术的一个方面，切割后的每个得到氟化石墨烯膜/硅胶复合材料的长度为每个高导热绝缘硅胶的厚度。
[0026]根据本专利技术的一个方面，所述步骤S1和步骤S3中，采用喷涂的方式在氟化石墨烯膜上喷涂液体的硅胶。
[0027]根据本专利技术的一个方面，所述液体的硅胶为双组份液体的硅胶混合液。所述双组份液体的硅胶混合液包括A组分和B组分，可以采用现有技术中的任何双组份液体的硅胶，优选地，A组分为有机硅，B组分包括交联剂(可以是现有技术中有机硅的任何交联剂，例如硅烷偶联剂)、催化剂(可以是现有技术中有机硅的任何催化剂，例如钛螯合物催化剂)和引发剂(可以是现有技术中有机硅的任何引发剂，例如硅烯醚型引发剂)中的一种或多种，所述A组分与B组分的质量比为10:1
‑
1:1，优选地，所述A组分与B组分的质量比为6:1。双组份液体的硅胶与普通硅胶的固化机理不一样，本申请双组份液体的硅胶为交联固化，普通硅胶大多是吸湿固化，水分无法进入氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体，导致中间的硅胶无法固化，不能适用于本申请。
[0028]根据本专利技术的一个方面，将镂空的氟化石墨烯膜放置于刮刀涂布机，采用双组分液体的硅胶混合液均匀喷涂在其表面，调节刮刀间隙刮除多余的双组分液体的硅胶混合液。
[0029]根据本专利技术的一个方面，所述步骤S5包括：
[0030]将氟化石墨烯膜/硅胶复合材料放置于烘箱中，加热固化。
[0031]根据本专利技术的另一个方面，提供一种高导热绝缘硅胶，包括硅胶和多条氟化石墨烯膜，所述氟化石墨烯膜在硅胶中沿厚度方向取向分布。
[0032]根据本专利技术的另一个方面，所述多条氟化石墨烯膜呈阵列排布。
[0033]根据本专利技术的另一个方面，所述多条氟化石墨烯膜在于厚度垂直的两个坐标方向上间隔设置。
[0034]根据本专利技术的另一个方面，所述多条氟化石墨烯膜在与厚度垂直的一个方向的间距为0.03mm
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0.1mm，所述多条氟化石墨烯膜在与厚度垂直的另一个方向的间距为0.3mm
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0.8mm，所述一个方向和另一个方向垂直。
[0035]根据本专利技术的另一个方面，所述硅胶包括双组份硅胶。
[0036]根据本专利技术的另一个方面，所述氟化石墨烯膜的氟含量为45wt％
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65wt％。
[0037]根据本专利技术的另一个方面，所述高导热绝缘硅胶的厚度为0.5mm
‑
6mm。
[0038]根据本专利技术的另一个方面，所述高导热绝缘硅胶在厚度方向的热导率为10W/mK
‑
18W/mK。
[0039]本专利技术采用高导热氟化石墨烯膜作为导热填料，氟化石墨烯理论导热系数1800W/mK，是铜的近5倍，且是绝缘材料，适用于制作高导热绝缘硅胶热界面材料，用于发热器件、芯片、散热器等导热。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热绝缘硅胶的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1，在一层氟化石墨烯膜两面涂覆液体的硅胶；步骤S2，在液体的硅胶上放置另一层氟化石墨烯膜；步骤S3，在另一层氟化石墨烯膜上涂覆液体的硅胶；步骤S4，重复步骤S2和步骤S3，得到氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体；步骤S5，固化上述氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体，得到氟化石墨烯膜/硅胶复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：在氟化石墨烯膜上加工镂空空间；优选地，采用激光切割的方法在氟化石墨烯膜上加工镂空空间；进一步优选地，将长方形或正方形的氟化石墨烯膜平铺在激光切割平台上，通过激光切割等间距切除掉多个长条，形成多个条形镂空，得到带边框的多个条形镂空的氟化石墨烯膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氟化石墨烯膜的氟含量为45wt％
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65wt％；优选地，每层所述氟化石墨烯膜的厚度为10μm
‑
25μm，长度为1cm
‑
15cm，宽度为1cm
‑
15cm；优选地，所述条形镂空的宽度为0.3mm
‑
0.8mm，所述边框的宽度为0.5cm
‑
2cm，相邻条形镂空之间的条形氟化石墨烯膜的宽度为0.5mm
‑
1.5mm；优选地，所述液体的硅胶的涂覆厚度为0.03mm
‑
0.1mm；优选地，所述氟化石墨烯膜/硅胶堆叠体的厚度为1cm
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15cm。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括：沿厚度方向切割氟化石墨烯膜/硅胶复合材料，得到高导热绝缘硅胶；优选地，沿着厚度及垂直于条形镂空长度方向用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明，潘卓成，潘智军，
申请(专利权)人：安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：