一种高导热流延薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热流延薄膜的制备方法，包括将高分子基体材料加入到分散剂中得到混合溶液，将导热填料粉体加入到混合溶液中搅拌得到浆料，将所述浆料依次进行脱泡、流延和干燥得到流延薄膜，所述流延薄膜的厚度为20

【技术实现步骤摘要】
一种高导热流延薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于导热薄膜领域，具体涉及一种高导热流延薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子器件的快速发展，电子器件呈现出小型化、集成化和高功率化的趋势，器件功率密度有了很大的提高。高功率密集封装会在电子元件运行过程中积累大量的热量。因此，电子封装材料的散热问题越来越成为影响电子器件性能和可靠性的关键所在。
[0003]聚合物由于具有重量轻、柔韧、成本低、易加工成型等优点，在现代电子产品的热管理方面具有广阔的应用前景。然而，聚合物极低的本征热导率(<0.5W m
‑1k
‑1)限制了其在热电材料方面的应用。为了克服聚合物导热系数低的缺点，加入高导热填料是一种有效的方法。目前，直接填充金属、陶瓷、碳填料等导热性高的填料，被认为是提高聚合物基体传热性能的常用方法。
[0004]因此，如何在高填充量的聚合物基体中构建更高效的热传导网络，对于聚合物复合材料在高功率密度电子器件中的应用至关重要。因此，需要在高填料载荷下使用具有较高热导率的填料来提升聚合物复合材料的导热性能，同时需要具有优异的力学性能的薄膜。
[0005]流延片材生产工艺是指树脂经挤出机熔融塑化，通过狭缝机头模口挤出，使熔料紧贴在冷却辊筒上，经过拉伸、切边、卷取等工序制成的片材。用“流延法”生产的用于加工塑料热成型包装制品的片材称“流延法”热成型片材。“流延法”热成型片材、“压光法”热成型片材、“压延法”热成型片材从设备、工艺、配方、性能、用途、特点等方面均有本质的区别。
[0006]流延法制备的高导热流延薄膜，既能保证具有较高面内热传导性，又具有一定的强度和韧性。该方法能满足当代工业化的需求，为电子产品的发展带来广阔的前景。
[0007]专利号为CN103738940 A的中国专利公开了提供了一种绝缘聚乙烯醇复合导热薄膜及其制备方法及应用，制备的绝缘聚乙烯醇复合导热薄膜，包括聚乙烯醇
‑
石墨烯层和位于所述聚乙烯醇
‑
石墨烯层两侧的聚乙烯醇层；该方法制备的复合导热薄膜具有“三明治”结构，复合导热薄膜的两侧均为聚乙烯醇层，中间层为聚乙烯醇
‑
石墨烯层，薄膜的表面不含有石墨烯，使得复合导热薄膜具有良好的绝缘性能；能够在薄膜内部形成导热网络，使得复合导热薄膜具有优异的导热性能。但该高导热柔性膜的导热性能和机械性能仍然不能满足需求。
[0008]因此亟需设计一种不仅需要具有较高面内传热性能，同时需要薄膜具有优异的力学性能的流延薄膜，以便应用于现代化的电子产品中。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种高导热流延薄膜的制备方法，该制备方法简单、高效，且该制备方法制备得到的流延薄膜具有较高的面内热导率、较高的绝缘性和较强的力学性能。
[0010]一种高导热流延薄膜的制备方法，包括：
[0011]将高分子基体材料加入到分散剂中得到混合溶液，将导热填料粉体加入到混合溶液中搅拌得到浆料，将所述浆料依次进行脱泡、流延和干燥得到流延薄膜，所述流延薄膜的厚度为20
‑
70μm，将所述流延薄膜进行热压、剥离得到高导热流延薄膜。
[0012]本专利技术通过流延工艺中的刮刀在合适高度下对浆料中的导热填料进行刮涂作用使导热填料和高分子基体的复合层在刮刀刮涂的方向获得定向排列，同时保证制备的高导热流延薄膜具有一定的均匀性和致密度，从而得到具有较高力学性能和较高导热率的流延薄膜，流延薄膜厚度过高刮刀无法将导热填料刮平，导热网络无法形成，导热率下降，流延薄膜厚度过低高分子基体材料无法充分填充至导热填料中，力学性能下降。
[0013]将所述导热填料粉体加入到混合溶液前先进行干燥，所述干燥的温度为：80
‑
85℃，干燥的时间为：24
‑
48h。
[0014]所述导热填料与所述高分子基体的质量比为1:1
‑
9:1。
[0015]所述高分子基体材料为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、丙烯酸乳液或硅橡胶。
[0016]所述导热填料的粒径为0.5
‑
10μm。
[0017]粒径过小，部分导热填料无法被刮刀刮平形成定向排列，导热率下降，粒径过大，容易沉积团聚，填料亦无法定向排列。
[0018]所述导热填料为氮化硼、氮化硼纳米片、氮化硼纳米管或氧化铝片。
[0019]所述分散剂为磷酸酯、聚丙烯酸、乙氧基化合物、三油酸甘油酯、无水乙醇或去离子水。
[0020]所述流延薄膜的干燥温度为48
‑
100℃，干燥时间为0.5
‑
4h。
[0021]进一步的，所述流延薄膜的厚度为35
‑
65μm，所述导热填料与所述高分子基体的质量比为4
‑
8.5:1，所述导热填料的粒径为3
‑
10μm。
[0022]本专利技术通过在合适的流延薄膜厚度下添加合适粒径和质量的导热填料，使得在刮涂过程中，导热填料能够被刮刀刮平形成定向排列，且合适的导热填料粒径能够形成合适的薄膜层数，以及合适的高分子基体含量使得薄膜具有良好的柔韧性。
[0023]采用所述高导热流延薄膜的制备方法制备得到高导热流延薄膜，所述高导热流延薄膜包括高分子基体和高导热填料，所述高分子基体填充于高导热填料间，所述高导热填料定向排列。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0025](1)本专利技术通过流延工艺的刮涂工艺以及流延薄膜的合适厚度相结合作用下使得浆料中的导热填料能够被定向排列，从而能够在导热流延薄膜内部形成导热网络，使得复合导热薄膜具有优异的导热性能，同时足够的高分子基体填充至导热填料之间，使得薄膜具有良好的柔韧性，最终形成的流延薄膜的面内热导率可达12.05
‑
45W m
‑1K
‑1，断裂伸长率可达3
‑
5％，最大体积电阻为5.2
×
10
13
Ωcm，拉伸强度为55
‑
62.3MPa。
[0026](2)本专利技术提供的制备方法在常温下就能进行，制备方法简单，高效，能够大规模工业化。
附图说明
[0027]图1为实施例1制备的超薄高导热流延薄膜的SEM图；
[0028]图2为实施例2制备的超薄高导热流延薄膜SEM图；
[0029]图3为实施例3制备的超薄高导热流延薄膜的SEM图；
[0030]图4为实施例5制备的超薄高导热流延薄膜的SEM图。
具体实施方式
[0031]本专利技术通过ASTM E1461
‑
2013测试方法测量各个实施例中制备的强韧高导热薄膜的导热率；本专利技术通过GB50150
‑
2006测试方法测量各个实施例中制备的强韧高导热薄膜的断裂伸长率；本专利技术通过GBT228
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20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热流延薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将高分子基体材料加入到分散剂中得到混合溶液，将导热填料粉体加入到混合溶液中搅拌得到浆料，将所述浆料依次进行脱泡、流延和干燥得到流延薄膜，所述流延薄膜的厚度为20
‑
70μm，将所述流延薄膜进行热压、剥离得到高导热流延薄膜。2.根据权利要求1所述的高导热流延薄膜的制备方法，其特征在于，将所述导热填料粉体加入到混合溶液前先进行干燥，所述干燥的温度为：80
‑
85℃，干燥的时间为：24
‑
48h。3.根据权利要求1所述的高导热流延薄膜的制备方法，其特征在于，所述导热填料与所述高分子基体的质量比为1:1
‑
9:1。4.根据权利要求1所述的高导热流延薄膜的制备方法，其特征在于，所述高分子基体材料为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、丙烯酸乳液或硅橡胶。5.根据权利要求1所述的高导热流延薄膜的制备方法，其特征在于，所述导热填料的粒径为0.5
‑
10μm。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞锦洪，李林洪，孙爱祥，熊绍阳，曹勇，江南，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所深圳市鸿富诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：