一种高导热吸波垫片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热吸波垫片及其制备方法，垫片包括基体树脂、含氢硅油、金属磁粉、纤维导热填料、抑制剂和催化剂等原料；其制备方法包括以下步骤：物料混合：按照比例将乙烯基硅油、含氢硅油、抑制剂、催化剂、纤维导热填料、无机导热填料和金属磁粉等原料混合搅拌均匀，并抽真空，得到混合物料；将所述混合物料在高剪切力下注入一个中空的模具中，随着基体树脂流动，所述纤维导热填料沿着流动的方向取向；将所述模具放入130℃的烘箱中固化10min，其后按照垂直于导热纤维取向的方向进行裁切，得到吸波高导热硅胶垫片。本发明专利技术制备的垫片不仅具有较强的吸收电磁波的能力，还兼具较高的导热系数，能够满足导热的需求。能够满足导热的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热吸波垫片及其制备方法


[0001]本专利技术属于导热吸波材料的制备
，具体是一种高导热吸波垫片及其制备方法。

技术介绍

[0002]最近几年，电子设备的设计逐渐走向轻薄小，设备的功能还只增不减。由于程序设计的不同，能量损耗不能改变太大，设备热量能否有效的散发出去，直接影响程序的运行效率，也会增加电子元件发生故障的可能。电子设备的散热方法有散热片、散热管、散热器或者其他高导热金属器件，比如铜、铝。为了确保散热效率，散热器件尽可能放置在离电子器件(如半导体)发热源最近的位置。散热片直接接触发热源如半导体，中间会产生间隙，由于空气是热的不良导体，热量散发不出去，导致半导体不能正常工作。导热垫片作为一个桥梁，它具有优异的导热性能，直接将半导体发出的热传递到散热片上，让热量得到很好的散逸。
[0003]电子设备中的发热器，是有大电流密度的半导体部件，实际上，大电流密度被认为电子器件产生的电场强度和磁场强度是很大的。导热垫片不仅吸收热，还接收从电子器件中散发出来的谐振分量，并将这个谐振分量散出去。既然散热器是由金属制作的，它的作用可以看做是一种具有谐波分量的天线，或者是谐波噪声传播的途径。电子设备会因为电磁波的干扰影响正常工作，所以，这个电磁波必须被抑制。要解决这个问题，磁性材料添加到导热垫片中来打破磁场的耦合。
[0004]但是目前市售的吸波导热垫片，对电磁波虽然有吸收功能，但是在厚度方向的导热系数只有1.5W/m
·
K，无法满足导热的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高导热吸波垫片及其制备方法，使得吸波导热垫片不仅具有较强的吸收电磁波的能力，还兼具较高的导热系数，能够满足导热的需求。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高导热吸波垫片，包括以下重量份的原料：基体树脂(10
‑
30％)、含氢硅油(1
‑
10％)、金属磁粉(20
‑
50％)、纤维导热填料(12
‑
30％)、色浆(0.001
‑
0.002％)、无机导热填料(10
‑
30％)、抗氧化剂(0
‑
0.005％)、分散剂(0
‑
0.001％)、抑制剂(0
‑
0.008％)和催化剂(0.05
‑
0.1％)。
[0007]所述色浆是由颜料粉和硅油(常温下粘度100mPa
·
s左右)碾磨而成。
[0008]所述抗氧化化剂为1010。
[0009]所述分散剂为有机分散剂三乙基己基磷酸。
[0010]所述催化剂为铂金催化剂，铂
‑
二乙烯四甲基二硅氧烷3000PPM。
[0011]所述抑制剂为乙炔基环己醇。
[0012]本专利技术采用基体树脂作为载体，与所述含氢硅油(低粘度，加量根据氢含量决定)
加成反应，得到硅胶导热垫片；为了提高其导热性能，在反应过程中加热导热填料，所述导热填料为无极导热填料和纤维导热填料；为了提高其对电磁波的吸收功能，在反应过程中加入金属磁粉。
[0013]进一步的，所述纤维导热填料的取向方向与所述高导热吸波垫片之间的夹角为A，A为0
‑
90
°
。A值越小导热系数增高，垫片的电磁波吸收能力降低，尤其是低频段。纤维导热填料取向方向与垫片厚度方向的夹角改变导致的导热系数和电磁波吸收率的变化趋势如下：
[0014]当维导热填料取向方向与垫片厚度方向的夹角a为0
‑
30度时，导热垫片在厚度方向的导热系数可以达到5W/(m
·
K)以上，在3GHz情况下电磁波的吸收率应该达到30％，在6GHz的情况下电磁波的吸收率达到70％。
[0015]当维导热填料取向方向与垫片厚度方向的夹角a为30
‑
60度时，导热垫片在厚度方向的导热系数可以达到2.5W/(m
·
K)以上，在3GHz情况下电磁波的吸收率应该达到39％，在6GHz的情况下电磁波的吸收率达到70％。
[0016]当维导热填料取向方向与垫片厚度方向的夹角a为60
‑
90度时，导热垫片在厚度方向的导热系数可以达到1.5W/(m
·
K)以上，在3GHz情况下电磁波的吸收率应该达到68％，在6GHz的情况下电磁波的吸收率达到70％。
[0017]进一步的，所述纤维导热填料为纤维状、棒状导热填料和具有高纵横比的颗粒状导热填料、片状导热填料；所述纤维导热填料可以是任何具有导热功能纤维。这种材料可以是金属材料如银，铜，铝等，非金属材料如：氧化铝，氮化铝，金刚砂，石墨，碳纤维等。上述材料中优选碳纤维，因为它具有优异的导热性能。导热填料可以是单一的成分或者是多成分的混合物。根据用途选择碳纤维的类型，例如沥青碳纤维，石墨化PBO纤维，聚丙烯晴碳纤维，优选沥青碳纤维和石墨化PBO纤维，因为他们具有更高的导热系数。在使用之前，碳纤维需要做表面处理，表面处理包含氧化，硝化，磺化，金属处理，金属化合物，有机化合物处理，将活性基团接在碳纤维的表面。常见的活性基团包含羟基，羧基，羰基，硝基和氨基。本专利技术采用气相氧化法：在管式炉中通入臭氧在600度的高温下进行氧化，在碳纤维的表面产生一些含氧基团。
[0018]进一步的，所述纤维导热填料长度为50
‑
300μm；为了保证较高的导热性，填料长度优选为90
‑
250μm；所述纤维导热填料直径为4
‑
20μm；为了保证具有较高的导热性，优选为5
‑
14μm。为了确保碳纤维的导热性能，碳纤维的长径比应该大于6，优选在7
‑
30之间；虽然提高导热性能被认为是需要小的长径比材料，小的长径比不能让导热硅胶得到更高特性，比如会影响取向；另一方面，高于30的长径比碳纤维在聚合物中不易分散，也会影响吸波导热垫片的导热性能，所以纤维导热填料的长径比为7
‑
30。
[0019]进一步的，所述基体树脂为热固性聚合物，所述热固性聚合物为交联橡胶、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、乙烯基硅油中的任意一种或几种；所述交联橡胶可以是天然橡胶，丁二烯橡胶，丁基橡胶，丁苯橡胶，丁晴橡胶的任意一种或几种。
[0020]进一步的，所述基体树脂为乙烯基硅油，其具有优异的可加工性能、耐候性、粘接性以及电子元件的符合性，有更强的填料吸收能力，比如中低粘度的乙烯基硅油和低粘度的含氢硅油发生加成反应得到硅胶导热垫片。
[0021]进一步的，所述金属磁粉球形，椭圆形，扁平状，针状的任意一种或几种，优选为球形和椭圆形，所述无极导热填料氮化铝，氧化铝，二氧化硅，氧化锌颗粒的任意一种或几种。
[0022]进一步的，所述金属磁粉为非晶金属粉末，为Fe—Si—B—Cr、F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热吸波垫片，其特征在于，包括以下质量分数的原料：10
‑
30% 基体树脂、1
‑
10%含氢硅油、20
‑
50% 金属磁粉、12
‑
30% 纤维导热填料、0.001
‑
0.002% 色浆、10
‑
30% 无机导热填料、0
‑
0.005% 抗氧化剂、0
‑
0.001% 分散剂、0
‑
0.008% 抑制剂和0.05
‑
0.1% 催化剂。2.根据权利要求1所述的一种高导热吸波垫片的制备方法，其特征在于：所述纤维导热填料的取向方向与所述高导热吸波垫片厚度方向之间的夹角为A，A为0
‑
90
°
。3.根据权利要求2所述的一种高导热吸波垫片的制备方法，其特征在于：所述纤维导热填料为纤维状、棒状导热填料和具有高纵横比的颗粒状导热填料、片状导热填料。4.根据权利要求3所述的一种高导热吸波垫片的制备方法，其特征在于：所述纤维导热填料长度为50
‑
300μm；所述纤维导热填料直径为4
‑
20μm；纤维导热填料的长径比为7
‑
30。5.根据权利要求1所述的一种高导热吸波垫片的制备方法，其特征在于：所述基体树脂为热固性聚合物，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶敏，陈攀，孟平福，
申请(专利权)人：四川天邑康和通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：