【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导热界面材料制备领域，尤其涉及一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着5g时代发展，电脑、手机、平板等微电子产品运算能力呈几何倍数增长导致芯片散热量急剧增加，为满足快速增长的散热需求，国内外厂家提出了不同的热设计方案和散热结构，但从本质上提高产品热管理系统中材料的导热性能才是最有效的途径。热管理系统中涉及两部分：界面材料和热沉材料。热沉材料主要有金属铜、金属铝、热管、石墨膜等，其热导率在200～1500w/m.k，一般热沉材料的热导率较高基本可以满足实际应用需求，界面材料也就成为热管理系统中瓶颈问题。现在研究界面材料的厂家较多，商业化的产品有：导热硅脂、导热硅胶垫片、液态金属、碳纤维导热垫、石墨烯导热垫。导热硅脂和导热硅胶垫片应用领域最广，但目前商业化产品热导率只有4～8w/m.k，很难满足现有电子产品散热需求；液态金属热导率可以达到15～30w/m.k，但其绝缘性能差需要加以封装才能使用；碳纤维导热垫和石墨烯导热垫热导率可以达到30～80w/m.k，但成型工艺复杂、加工难度大(切片时采用超声波使其良品率低)导致其价格昂贵。另外商业化导热垫片厚度一般在300um以上，由于电子产品的空间限制了导热垫片的使用。
2、在专利技术专利cn115863281a中提出了采用石墨泡沫炭作为热界面材料的骨架，利用了泡沫石墨炭多孔、定向高导热特性，制备出了一种高导热的界面材料，但该材料仍具有压缩回弹性不够，硬度大的问题，不能用于芯片散热。
3、因此，亟需制备一种高导热柔性界面材
技术实现思路
1、基于以上现有技术的不足，本专利技术旨在制备一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料，使其兼具力学、绝缘性能、高热导率、低成本、易于成型加工特性。
2、根据本专利技术的一方面，一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、筛选一定目数的泡沫炭粉末；
4、s2、将筛选好的泡沫炭粉末进行气流氧化、高温碳化及石墨化；
5、s3、将树脂基体、氧化铝-二氧化硅混合物、步骤s2所得石墨泡沫粉末进行混合搅拌，形成石墨泡沫粉末浆料；
6、s4、将石墨泡沫粉末浆料进行消泡处理；
7、s5、将完成消泡的浆料进行涂覆，浆料涂覆的底膜选择pet卷膜；
8、s6、将涂覆好的浆料进行固化，固化完成后取出，得到柔性界面材料。
9、进一步地，所述步骤s1中，泡沫炭粉末筛选粒径为50～1000um，该粒径尺寸下泡沫炭粉末保持“曲面”结构，在导热垫片中易形成贯通的导热网络结构。
10、进一步地，所述步骤s2中，气流氧化过程为泡沫炭粉末通过热空气预热、气流喷射到氧化塔内进行泡沫炭粉末的预氧化；所述预氧化温度为260～290℃，预氧化时间为30～60min，预氧化温度过低会使氧化速率太慢，预氧化温度过高，易在表面阻止内部的进一步氧化；后续高温炭化温度为1000度，石墨化温度为3000度；炭化升温速率5～10℃/min，保温30min；石墨化升温速率5～10℃/min，保温30min。
11、进一步地，所述步骤s3中，搅拌速度为200～300rad/min，搅拌时间为30～60min。
12、进一步地，所述基体树脂包括硅橡胶、柔性环氧树脂；也可以选择其他具有粘弹性的、与泡沫炭粉末的相容性好的绝缘树脂，涂覆时树脂的粘度优选控制在100-500pa.s；
13、进一步地，所述步骤s3中，石墨泡沫粉末：树脂基体：氧化铝-二氧化硅混合物的质量比为(0.3～0.5):(0.45～0.65)：0.05，其中氧化铝和二氧化硅的质量比为(0.25～0.45):(0.55～0.75)。
14、进一步地，所述步骤s4中，消泡处理抽真空的真空度在-0.08～-0.1mpa，处理时间为10～20min；搅拌速度为2000～2200r/min。
15、进一步地，所述步骤s5中，所述涂覆时浆料的粘度为100～500pa.s，涂覆厚度为100～500μm；所述pet是比较好的底膜材料，兼顾强度和韧性，有利于后续脱模，厚度优选为80～120μm。
16、进一步地，所述步骤s6中，固化温度60～90℃，固化时间90～150min。
17、进一步地，所述最终得到的柔性界面材料的厚度比所用的泡沫炭粉末尺寸略小，厚度优选为80～500um。
18、根据本专利技术的另一方面，一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料，由上述制备方法制备而成。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术提供一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面的制备方法，利用石墨泡沫粉末高导热以及石墨片层“曲面”特性易于在导热垫片中形成导热网络(石墨片层热导率达到1200w/m.k)，以柔性树脂材料为基体，氧化铝和二氧化硅为填充粒子制备出厚度在80～500μm、热导率20～50w/m.k高导热柔性界面材料，本专利技术制备泡沫炭粉末(泡沫生料)与专利cn115863281a中方法是一样的，但是本申请采用的是块体泡沫炭机械加工剩下的边角料，可达到节约成本的效果。
21、因此，相较于传统的界面材料，本专利技术兼具力学、绝缘性能、高热导率、低成本、易于成型加工特性，可以应用在5g电子产品热管理领域，材料柔性好，适用于芯片场景的热疏导上。
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1.一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，泡沫炭粉末筛选粒径为50～1000um。
3.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，气流氧化过程为泡沫炭粉末通过热空气预热、气流喷射到氧化塔内进行泡沫炭生料的预氧化；所述预氧化温度为260～290℃，预氧化时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，搅拌速度为200～300rad/min，搅拌时间为30～60min。
5.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述基体树脂包括硅橡胶、柔性环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，石墨泡沫粉末：树脂基体：氧化铝-二氧化硅混合物的质量比为(
7.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，消泡处理抽真空的真空度在-0.08～-0.1MPa，处理时间为10～20min；搅拌速度为2000～2200r/min。
8.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述涂覆时浆料的粘度为100～500Pa.s，涂覆厚度为100～500μm。
9.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，固化温度60～90℃，固化时间90～150min。
10.一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述的制备方法所制得。
...【技术特征摘要】
1.一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，泡沫炭粉末筛选粒径为50～1000um。
3.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，气流氧化过程为泡沫炭粉末通过热空气预热、气流喷射到氧化塔内进行泡沫炭生料的预氧化；所述预氧化温度为260～290℃，预氧化时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，搅拌速度为200～300rad/min，搅拌时间为30～60min。
5.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于，所述基体树脂包括硅橡胶、柔性环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的一种高导热石墨泡沫粉末填充柔性界面材料的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李保六，王东明，朱辰宇，丁玮泽，杨航，李春辉，吴美，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：
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