一种导热垫片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热垫片及其制备方法，导热垫片包括基体和填料，填料包括碳纳米管

【技术实现步骤摘要】
一种导热垫片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热管理材料领域，具体涉及一种导热垫片及其制备方法
。

技术介绍

[0002]21
世纪作为信息化的时代，促进了
5G
通信技术的发展，由此带来的自动驾驶
、
高速大容量储存器
、
定位系统
、
物联网等均被广泛应用，此类技术的发展，要求所用的电子材料和电子元件等具有高频高速
、
大容量储存和高速的信号传输等功能，该类功能会导致芯片的热流密度大幅度增加，大量的热能容易造成电子元器件老化，降低芯片的使用寿命和可靠性
。
而电子设备的散热取决于热管理材料的优劣，高导热与优异的绝缘性能的聚合物复合材料作为新材料的研究重点，其中导热垫片就是此类材料
。
[0003]现阶段的导热垫片主要由有机硅油作为导热基体，该导热垫片在高温环境下使用会出现渗油现象，同时该导热垫片还存在导热系数低
、
填料体积分数有限等问题，从而导热垫片性能不稳定
、
耐热性差，因此制约了该种导热垫片的发展
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供导热垫片及其制备方法，以石墨烯和碳纳米管为主体的
3D
导热框架
、
以改性氮化铝为填料
、
并以纳米银颗粒为金属框架的方法制备导热垫片，所得到的导热垫片具有不渗油
、
导热系数高
、
耐热性好
>、
热疲劳性能优异等性能
。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种导热垫片，所述导热垫片包括基体和填料，所述填料包括碳纳米管
、
石墨烯
、
氮化铝球形粉
、
纳米银粉，基体包括聚酰亚胺；
[0007]所述碳纳米管与所述石墨烯桥接，形成碳基
3D
层状框架，所述碳基
3D
层状框架使用所述碳纳米管支撑多层所述石墨烯；
[0008]所述氮化铝球形粉包括多种不同粒径，且所有所述氮化铝球形粉使用表面改性偶联剂进行表面改性，不同粒径的所述氮化铝球形粉构成级配；
[0009]所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉按照一定质量比混合均匀，所述纳米银粉在所述导热垫片中形成纳米银骨架
。
[0010]进一步地，所述氮化铝球形粉的粒径分别为
10
μ
m、5
μ
m、2
μ
m
，且粒径为
10
μ
m、5
μ
m、2
μ
m
的所述氮化铝球形粉的级配比为
7:2:1
或
8:1:1
；
[0011]所述表面改性偶联剂包括硅烷偶联剂
、
钛酸酯或3‑
氨丙基
‑
三乙氧基硅烷；
[0012]所述纳米银粉的粒径为
10nm、20nm、50nm
，且粒径为
10nm、20nm、50nm
的所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉的质量比为
1:9、2:8、3:7。
[0013]进一步地，所述基体还包括有机溶剂，所述有机溶剂选自四氢呋喃
、
环己酮
、
二氯乙烷
、
四氢吡喃
、
氯仿
、
四氯化碳
、
二甲苯中的至少一种
。
[0014]进一步地，所述基体还包括增塑剂，所述增塑剂选自癸二酸二异辛酯
、
邻苯二甲酸二丁酯
、
邻苯二甲酸二辛酯
、2
‑
硝基苯辛醚
、
邻苯二甲酸
(2
‑
乙基己基
)
酯
、
邻苯二甲酸二乙
酯中的至少一种
。
[0015]进一步地，所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉与所述基体的质量比为3～
5:1。
[0016]同时，本专利技术还提供一种导热垫片的制备方法，优选用于制备上述的导热垫片，所述导热垫片的制备方法包括：
[0017]将所述碳纳米管与所述石墨烯桥接，形成碳基
3D
层状框架；
[0018]对不同粒径的所述氮化铝球形粉进行表面改性，将不同粒径的所述氮化铝球形粉构成级配；
[0019]将所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉通过行星式球磨机进行湿法混合，得到均一的第一填料，并对所述第一填料进行真空烘干；
[0020]按照一定的质量比称取一定量的所述第一填料与所述聚酰亚胺，将所述聚酰亚胺溶解到有机溶剂中制备成聚酰亚胺溶液，将所述第一填料加入到所述聚酰亚胺溶液中，进行搅拌分散，分散完成后加入一定量的增塑剂再进行搅拌分散得到混合物；
[0021]将制备完成的所述碳基
3D
层状框架放入模具中，所述模具上端面带孔，将所述混合物由所述模具上端的孔注入，待充满所述模具时停止注入；
[0022]在所述模具上预加一定载荷，在一定条件下对所述模具进行高温固化，待冷却完毕后，即得到所述导热垫片
。
[0023]进一步地，所述有机溶剂选自四氢呋喃
、
环己酮
、
二氯乙烷
、
四氢吡喃
、
氯仿
、
四氯化碳
、
二甲苯中的至少一种；
[0024]所述增塑剂选自癸二酸二异辛酯
、
邻苯二甲酸二丁酯
、
邻苯二甲酸二辛酯
、2
‑
硝基苯辛醚
、
邻苯二甲酸
(2
‑
乙基己基
)
酯
、
邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种
。
[0025]进一步地，所述氮化铝球形粉的粒径分别为
10
μ
m、5
μ
m、2
μ
m
，且粒径为
10
μ
m、5
μ
m、2
μ
m
的所述氮化铝球形粉的级配比为
7:2:1
或
8:1:1
；
[0026]所述纳米银粉的粒径为
10nm、20nm、50nm
，且粒径为
10nm、20nm、50nm
的所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉的质量比为
1:9、2:8、3:7
；
[0027]对不同粒径的所述氮化铝球形粉进行表面改性采用的表面改性偶联剂选自硅烷偶联剂
、
钛酸酯或3‑
氨丙基
‑
三乙氧基硅烷
。
[0028]进一步地，所述第一填料与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种导热垫片，所述导热垫片包括基体和填料，其特征在于：所述填料包括碳纳米管
、
石墨烯
、
氮化铝球形粉
、
纳米银粉，基体包括聚酰亚胺；所述碳纳米管与所述石墨烯桥接，形成碳基
3D
层状框架，所述碳基
3D
层状框架使用所述碳纳米管支撑多层所述石墨烯；所述氮化铝球形粉包括多种不同粒径，且所有所述氮化铝球形粉使用表面改性偶联剂进行表面改性，不同粒径的所述氮化铝球形粉构成级配；所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉按照一定质量比混合均匀，所述纳米银粉在所述导热垫片中形成纳米银骨架
。2.
根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于：所述氮化铝球形粉的粒径分别为
10
μ
m、5
μ
m、2
μ
m
，且粒径为
10
μ
m、5
μ
m、2
μ
m
的所述氮化铝球形粉的级配比为
7:2:1
或
8:1:1
；所述表面改性偶联剂包括硅烷偶联剂
、
钛酸酯或3‑
氨丙基
‑
三乙氧基硅烷；所述纳米银粉的粒径为
10nm、20nm、50nm
，且粒径为
10nm、20nm、50nm
的所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉的质量比为
1:9、2:8、3:7。3.
根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于：所述基体还包括有机溶剂，所述有机溶剂选自四氢呋喃
、
环己酮
、
二氯乙烷
、
四氢吡喃
、
氯仿
、
四氯化碳
、
二甲苯中的至少一种
。4.
根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于：所述基体还包括增塑剂，所述增塑剂选自癸二酸二异辛酯
、
邻苯二甲酸二丁酯
、
邻苯二甲酸二辛酯
、2
‑
硝基苯辛醚
、
邻苯二甲酸
(2
‑
乙基己基
)
酯
、
邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种
。5.
根据权利要求1‑4任一所述的导热垫片，其特征在于：所述纳米银粉与所述氮化铝球形粉与所述基体的质量比为3～
5:1。6.
一种导热垫片的制备方法，优选用于制备权利要求1～5任一项所述的导热垫片，其特征在于，所述导热垫片的制备方法包括：将所述碳纳米管与所述石墨烯桥接，形成碳基
3D
层状框架；对不同粒径的所述氮化铝球形粉进行表面改性，将不同粒径的所述氮化铝球形粉构...

【专利技术属性】
技术研发人员：田可可，张静，张关梅，武琪，刘静，
申请(专利权)人：西部宝德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：