一种高热导率石墨烯液态金属导热胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高热导率石墨烯液态金属导热胶及其制备方法，所述高热导率石墨烯液态金属导热胶包括复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为80％～91％：4％～10％：1％～4％：3％～8％，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金中镓、铟、锡的分数比为50～90：5～30：5～20。本发明专利技术将导热填料由传统的银、铜等金属纳米粉末替换为原位生长有石墨烯的液态金属，在少量的功能助剂使用情况下，较为稳定的将导热填料、环氧树脂和陶瓷填料均匀混合，同时保证了高热导率和较佳力学性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种高热导率石墨烯液态金属导热胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子新材料
，具体涉及一种高热导率石墨烯液态金属导热胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有胶体主要用来替代锡焊，因为一般用的焊锡，熔点低，其中含有的铅、锡等重金属占比较高，另外，因目前市面上的锡焊大多为中空的，中间充填松香，该松香主要成分是松香酸酐和硝酸，挥发物和其他有害物质，前两者占较大比例，约80％。在实际使用过程中，因为温度较高，可达240℃，其中氧化物最终分解为二氧化碳，二氧化硫等有害物质，对工作人员身体健康造成不良影响。使用胶体替代焊接即可最大程度的保护工作人员的健康，但使用胶体替代锡焊也对固化完成后的粘接强度，剪切强度等力学性能、电导率等电学性能以及热导率等热学性能提出较高要求，而且目前导热胶基本无法做到完全绝缘，基本都是导电导热兼备，但在特殊场合无法应用。
[0003]为了达到能替代锡焊同时又保证较高的力学性能以及高热导率，不可避免的要将大量导热填料填充到胶体内，但这种导热填料一般选择为银、铜等同时具备较高导热系数的金属纳米粉末，在制作并且固化完成后，胶体内部导热通路的形成也不可避免的形成导电通路，无法在技术上满足高导热又绝缘的需求，为满足绝缘需求而降低导热填料的使用占比后，又无法满足高导热的基础要求，后又有在该基础上加入一定的陶瓷填料，以达到绝缘目的，但事实上加入的陶瓷填料无法与原本体系想适配，形成的状态也不满足流水线上的生产需求。

技术实现思路

[0004]为了在满足高热导率的基础上，通过加入石墨烯原味复合的液态金属以及一定比例的陶瓷填料后满足高导热又绝缘的需求，本专利技术提供了一种高热导率石墨烯液态金属导热胶，包括复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为80％～91％：4％～10％：1％～4％：3％～8％，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金中镓、铟、锡的分数比为50～90：5～30：5～20。
[0005]较佳的，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为91：4：2.0：3。
[0006]较佳的，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金中镓、铟、锡的分数比为61：29：10。
[0007]较佳的，所述环氧树脂为双酚F环氧树脂、双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂或丙烯组环氧树脂中的一种。
[0008]较佳的，所述功能助剂包括固化剂、稀释剂和增韧剂，所述固化剂、稀释剂和增韧剂的份数比为3：1：1。
[0009]较佳的，所述稀释剂为双官能团环氧树脂稀释剂，所述释剂为二乙二醇缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1
‑4‑
环己烷二醇缩水甘油醚或1，4
‑
丁二醇缩水甘油醚中的一种或多种；所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或亚磷酸三苯酯中的一种或多种，所述固化剂为3
‑
二乙氨基丙胺。
[0010]本专利技术还提供了一种高热导率石墨烯液态金属导热胶的制备方法，包括如下步骤：
[0011]将环氧树脂、固化剂、增韧剂、稀释剂混合搅拌均匀得到环氧树脂基体；
[0012]将环氧树脂基体、石墨烯液态金属和陶瓷填料搅拌混合后得到导热胶；
[0013]将所述导热胶固化得到高热导率石墨烯液态金属导热胶。
[0014]较佳的，所述固化的温度为60～300℃。
[0015]较佳的，所述固化的温度为80℃。
[0016]较佳的，所述石墨烯液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为80％～91％：4％～10％：1％～4％：3％～8％。
[0017]本专利技术中将导热填料由传统的银、铜等金属纳米粉末替换为原位生长有石墨烯的液态金属，在少量的功能助剂使用情况下，可以较为稳定的将导热填料、环氧树脂和陶瓷填料均匀混合，同时保证了高热导率和较佳力学性能。另外，相对于市面上现有的胶体，大大降低了成本，固化温度也较低，使用方便。
附图说明
[0018]图1为高热导率石墨烯液态金属导热胶制备流程图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1
[0021]本实施例提供一种高热导率石墨烯液态金属导热胶及其制备方法，如图1所示，高热导率石墨烯液态金属导热胶的具体制备步骤如下：
[0022]S100、将双酚A环氧树脂10份，固化剂3份，增韧剂1份，稀释剂1份在同方向搅拌，充分混合，得到环氧树脂基体。本实施例中，固化剂是3
‑
二乙氨基丙胺，增韧剂是邻苯二甲酸二丁酯，稀释剂是聚乙二醇二缩水甘油醚。S200、环氧树脂基体静置一段时间后，与石墨烯液态金属和六方氮化硼按6：91：3的比例于行星高速搅拌机内搅拌混合，混合40分钟后，得到导热胶；六方氮化硼粉末是一种绝缘材料，优选采用粒径为2μm的六方氮化硼粉末。
[0023]本实施例中，石墨烯液态金属的制作过程如下：
[0024]将61份镓，29份铟，10份锡熔炼成镓铟锡合金，熔炼的温度为80℃，熔炼的时间为2
‑
3h；
[0025]在镓铟锡合金中添加粒径为500nm～500μm的铜粉，混合均匀后，通入二氧化碳，二氧化碳气体的量要足量，生成石墨烯液态金属。其中，铜粉占比为2％～10％，优选为5％；液
态金属为质量为300g时，二氧化碳气体的流速为10mL/min～500mL/min，优选为30mL/min，反应温度为100℃～500℃，优选为120℃。
[0026]S300、将所得导热胶放于对应模具中于80℃固化5h即固化完成得到高热导率石墨烯液态金属导热胶。固化温度应为60
‑
300℃，优选固化温度为80℃，其固化时间在80℃下相应为5h，在其他温度下响应调整，调高固化温度可降低固化时间。
[0027]本实施例中利用上述方法制备获得高热导率石墨烯液态金属导热胶1，包括复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为91：4：2.0：3。
[0028]实施例2
[0029]本实施例提供一种高热导率石墨烯液态金属导热胶及其制备方法，如图1所示，高热导率石墨烯液态金属导热胶的具体制备步骤如下：
[0030]S100、将双酚A环氧树脂10份，固化剂3份，增韧剂1份，稀释剂1份在同方向搅拌，充分混合，得到环氧树脂基体。本实施例中，固化剂是3
‑
二乙氨基丙胺，增韧剂是邻苯二甲酸二丁酯，稀释剂是聚乙二醇二缩水甘油醚。S2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高热导率石墨烯液态金属导热胶，其特征在于，包括复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为80％～91％：4％～10％：1％～4％：3％～8％，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金中镓、铟、锡的分数比为50～90：5～30：5～20。2.如权利要求1所述的高热导率石墨烯液态金属导热胶，其特征在于，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金、环氧树脂、功能助剂和陶瓷填料的重量百分比为91：4：2.0：3。3.如权利要求1所述的高热导率石墨烯液态金属导热胶，其特征在于，所述复合石墨烯的镓铟锡液态金属合金中镓、铟、锡的分数比为61：29：10。4.如权利要求1所述的高热导率石墨烯液态金属导热胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚F环氧树脂、双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂或丙烯组环氧树脂中的一种。5.如权利要求1所述的高热导率石墨烯液态金属导热胶，其特征在于，所述功能助剂包括固化剂、稀释剂和增韧剂，所述固化剂、稀释剂和增韧剂的份数比为3：1：1。6.如权利要求5所述的高热导率石墨烯液态金属导热胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋涛，周自娜，
申请(专利权)人：江阴镓力材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：