【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导热膜制备领域，具体涉及一种导热绝缘匀热膜及其制备方法。
技术介绍
1、随着5g时代的高速发展，电子设备高性能化和高集成化的不断推进，芯片特征尺寸减小的同时封装密度不断提高，这给电子设备带来了严重的散热问题。特别是电子设备中产生的局部高温区域会导致电子设备性能下降、可靠性降低，甚至损坏器件。
2、匀热膜是重要的热管理材料之一，通常其具有较高的面内热导率，可以使热量在水平方向上快速传导，减少电子设备中的局部高温。但现有制备匀热膜的技术难以满足应用需求。石墨烯薄膜虽然具有较高的热导率，但其绝缘性能无法满足应用需求，从而增加了电路或设备短路、过载等风险。而现有的导热绝缘薄膜导热性能普遍较差，无法满足应用需求。
3、公开号为cn115466419b的专利技术专利公开了一种绝缘导热薄膜及制备方法，一种导热绝缘薄膜的制备方法，包括以下步骤：在聚乙烯醇、水性环氧树脂乳液的混合水溶液中加入填料和异丁烯马来酸酐共聚物，分散均匀形成混合物；对混合物施加离心力，混合物被分散成片层堆叠结构的涂层；涂层经低温压制，通过物理交联效应形成三维网络；对涂层进行升温加热固化、干燥、剥离，即可得到所述导热绝缘薄膜；其中，所述填料在薄膜中的质量百分比为60～85％，所述填料包括片状导热填料。该专利技术专利采用低含量的氧化铝作为导热填料，形成具有一定取向度的涂层，通过物理交联效应提高了堆叠结构的填料间结合力，形成三维导热网络，但热导率最高仅为4.6w m-1k-1。
4、公开号为cn116496528a的专利技术专利申
5、现有技术制备的导热绝缘薄膜热导率不高的原因是各向同性的导热填料本征热导率低，无法实现对聚合物较好的增强效果。而使用高导热的各向异性导热填料，现有工艺又难以实现其在聚合物基体中水平方向致密排布及大规模制备。
6、因此，亟需设计一种简单高效的工艺使二维导热填料在水平方向致密排布。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种导热绝缘匀热膜的制备方法，该制备方法能够高效的制备绝缘匀热膜，且制备得到的绝缘均热膜得到较高的致密度。
2、本专利技术提供了一种导热绝缘匀热膜的制备方法，包括：
3、(1)将各向异性二维导热填料、聚合物基体和无水乙醇混合得到混合浆料；
4、(2)将混合浆料喷射到旋转的筒壁上，直至混合浆料在筒壁均匀分布，然后在旋转的同时加热筒壁得到导热填料初步水平分布的初始导热绝缘匀热膜；
5、(3)对初始导热绝缘匀热膜进行真空热压得到最终的导热绝缘匀热膜。
6、各向异性二维导热填料由于滚筒的离心作用在滚筒内部初步连续规则排列，真空热压处理进一步实现各向异性二维导热填料在聚合物基体中水平方向致密排列，极大提升了匀热膜的热导率及致密度。
7、真空热压工艺可以排出薄膜内多余的空气，提升致密化程度，同时又进一步提升了各向异性导热填料在水平方向的排列规整度，实现了在水平方向构建完整连续的导热通路。
8、进一步的，对初始导热绝缘匀热膜进行真空热压的温度为80-100℃，真空度为≤-0.5mpa，真空热压时间为80-100s。通过合适的真空度将初始导热绝缘匀热膜内的空气抽出，从而在热压过程中避免孔洞的形成，避免阻断热量的传递，还能够与合适的热压温度和热压时间相结合，使得导热填料更加水平，致密度更高。
9、进一步的，在步骤(2)中，筒壁的转速为2500-3000rpm，转动时间为4-5min，喷射的混合浆料的质量为120-130g。在合适的转速和转动时间下能够将适量的混合浆料均匀分布在筒壁上，使得导热填料能够初步的水平分布在基体内，从而通过后续的真空热压更加容易的获得较为致密的导热绝缘匀热膜。
10、进一步的，在步骤(2)中，对筒壁的加热温度为70-80℃。通过合适的加热温度使得乙醇挥发避免在真空热压过程中形成孔洞，同时热固化聚合物基体。
11、进一步的，在所述混合浆料中，各向异性二维导热填料与聚合物基体的质量比为5:2-5:1.5，聚合物基体和无水乙醇的质量比为1:5-1.2:5。
12、各向异性二维导热填料过多会使匀热膜力学性能变差，过少匀热薄膜热导率达不到要求。无水乙醇过少会使混合浆料浓度过高在旋转的筒壁上无法均匀分布，过多会使加热固化后的匀热膜有较多气孔，影响最终的导热性能。
13、进一步的，所述聚合物基体为热塑性聚合物，所述热塑性聚合物为热塑性聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛酯或丙烯酸。
14、进一步优选的，所述聚合物基体为热塑性聚氨酯。该聚合物基体采用热塑性聚氨酯时，由于其本身具有出色的弹性和柔韧性，以此为基体制备的高导热绝缘匀热膜，可实现弯曲、伸展和回弹，可以满足各种复杂工况。
15、进一步的，所述各向异性二维导热填料为六方氮化硼或片状氧化铝。
16、进一步优选的，所述各向异性二维导热填料为六方氮化硼。
17、本专利技术提供的氮化硼的面内热导率高达200-400w m-1k-1，室温下的体积电阻率在1012ω·m到1016ω·m之间，具有优异的电绝缘性能以及极高的面内热导率。因此利用氮化硼为导热填料可制备高导热绝缘匀热膜，解决日益严重的电子设备的热点问题。
18、进一步的，所述各向异性二维导热填料的粒径为20-30μm，厚度为1-2μm。各向异性二维导热填料厚度过大会影响其在聚合物基体中的水平排列，厚度过小会增加其在聚合物基体的界面热阻，影响匀热性能。
19、进一步的，加热旋转的筒壁的装置的方法为红外发热，利用红外发热对筒壁加热时滚筒保持旋转，可使浆料受热均匀，加快乙醇挥发。
20、本专利技术还提供了所述导热绝缘匀热膜的制备方法制备得到的导热绝缘匀热膜。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
22、本专利技术提供了一种可快速成型的高导热绝缘匀热膜。各向异性二维导热填料由于滚筒的离心作用在滚筒内部初步连续规则排列。真空热压处理进一步实现各向异性二维导热填料在聚合物基体中水平方向致密排列，减小了匀热膜内部的空隙。制备的高导热绝缘匀热膜热导率超40w m-1k-1，可以使热量在水平方向上快速传导，减少电子设备中的局部高温，且制备方法简单高效，可实现大规模生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，对初始导热绝缘匀热膜进行真空热压的温度为80-100℃，真空度为≤-0.5MPa，真空热压时间为80-100s。
3.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，筒壁的转速为2500-3000rpm，转动时间为4-5min，喷射的混合浆料的质量为120-130g。
4.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，对筒壁的加热温度为70-80℃。
5.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，在所述混合浆料中，各向异性二维导热填料与聚合物基体的质量比为5:2-5:1.5，聚合物基体和无水乙醇的质量比为1:5-1.2:5。
6.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物基体为热塑性聚合物，所述热塑性聚合物为热塑性聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛酯或丙烯酸。
7.根据权利要求6所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其
8.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，所述各向异性二维导热填料为六方氮化硼或片状氧化铝。
9.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，所述各向异性二维导热填料的粒径为20-30μm，厚度为1-2μm。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的导热绝缘匀热膜的制备方法制备得到的导热绝缘匀热膜。
...【技术特征摘要】
1.一种导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，对初始导热绝缘匀热膜进行真空热压的温度为80-100℃，真空度为≤-0.5mpa，真空热压时间为80-100s。
3.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，筒壁的转速为2500-3000rpm，转动时间为4-5min，喷射的混合浆料的质量为120-130g。
4.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，对筒壁的加热温度为70-80℃。
5.根据权利要求1所述的导热绝缘匀热膜的制备方法，其特征在于，在所述混合浆料中，各向异性二维导热填料与聚合物基体的质量比为5:2-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞锦洪，杨荣杰，李林洪，张健翔，朱泊达，孙爱祥，曹勇，陈飞，江南，
申请(专利权)人：宁波杭州湾新材料研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。