散热材料、散热结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种散热材料、散热结构及其制备方法。散热材料包括：10-30重量份的无机散热纳米材料水性浆料、40-80重量份的水性高分子树脂、0.5-5重量份的助剂以及5-20重量份的稀释剂。无机散热纳米材料水性浆料包括：10-25重量份的无机散热纳米材料、0.5-20重量份的双功能大分子改性剂以及50-100重量份的溶剂。所述无机散热纳米材料是采用双功能大分子改性剂进行表面修饰，通过在无机散热纳米材料表面进行选择性的吸附、接枝杂化反应，在材料表面形成酯键、硅氧键、氢键等配位自组装行为以控制无机散热纳米材料的界面性能，提高无机散热纳米材料的间相容性和体是分散稳定性，以期获得更高的散热性能。

Heat radiating material, heat radiation structure and preparation method thereof

The invention provides a heat radiating material, a radiating structure and a preparation method thereof. The heat dissipating material comprises an inorganic heat dissipating nano material water slurry with 10-30 weight portions, a 40-80 weight water polymer resin, a 0.5-5 weight part of the auxiliary agent, and a 5-20 weight fraction diluent. The utility model relates to an inorganic heat dissipation nano material aqueous slurry, which comprises an inorganic heat dissipating nano material with a 10-25 weight portion, a 0.5-20 weight part of the bifunctional macromolecular modifier and a 50-100 weight part solvent. The inorganic heat nano material is the dual function of macromolecular surface modification agent, through selective adsorption, on the surface of inorganic nano materials thermal graft hybridization reaction, the formation of ester bond, silicon oxygen bond, hydrogen bond coordination self-assembly to control the interfacial properties of inorganic nano materials heat on the surface of a material, improve inorganic nano materials thermal compatibility and dispersion stability is, in order to obtain higher thermal performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种散热材料及其应用，特别是关于一种含有无机散热纳米材料浆料的散热材料及其制备方法。
技术介绍
导热材料包含导热片(Thermal Pad)、导热膏(散热膏)(Thermal Grease)、导热胶带(Thermal Tape)等，是设计用来提供一个最好的条件进行热传导，通常放置在发热元件及散热装置之间，用来填补两者之间的空隙，确实的将热由发热元件完全传导至散热装置上。可应用在各种不同的产品上，例如:笔记型电脑、桌上型电脑、主机板、记忆模组DDR、主机板、硬碟、LED模组、PDP/LCD电视等。现在电子设备的功能越来越强大，然而体积确实越来越小，这就使得散热问题成为设计者不得不面对的突出问题，习知的散热设计不过是装几个风扇、开几个散热孔或者加一些散热片而已，但是对于今天的体积小、发热量大的用电器来说则是远远不够的，必须另辟蹊径。目前，散热材料主要有三种，即:导热硅脂、散热石墨片、无机纳米粒子-高分子复合散热材料。导热硅脂是高分子材料，热阻抗大，无论水平还是垂直方向都不利于散热，散热石墨片具有独特的晶粒取向，片层状结构可很好地适应任何表面，沿水平和垂直方向均匀导热，热阻抗小、能够屏蔽热源，但是散热石墨片的加工性(高温、高压定型)和应用性(石墨片脆)比较差，不利于应用。而无机纳米粒子-高分子复合散热材料主要由高分子材料和散热填料(主要由碳材料、金属或陶瓷等组成)，散热涂层材料的颗粒大小和体积分数都影响本体的热导率。目前市面上的散热涂层材料中的散热填料主要是石墨，碳纳米管等；然而上述散热填料与高分子材料的相容性较差，并且纳米散热材料易于聚集，这都严重影响了其导热效果以及稳定性。
技术实现思路
散热材料通常由高分子材料和散热填料(金属或陶瓷)组成，散热材料的颗粒大小和体积分数影响本体的热导率，本专利技术采用双功能大分子改性剂进行表面修饰，通过在无机散热纳米材料表面进行选择性的吸附、接枝杂化反应，在纳米散热材料的表面形成酯键、硅氧键、氢键等配位自组装行为以控制散热纳米材料的界面性能，有效控制散热材料的粒径大小、以期获得具有高散热性能的散热材料，本散热材料采用水作为纳米材料分散介质、水性高分子树脂作为基材是一种绿色环保材料。本专利技术实施例的目的在于提供一种无机散热纳米材料水性浆料、含有上述无机散热纳米材料水性浆料的散热材料及上述材料的其制备方法，本专利技术采用如下技术方案:一种无机散热纳米材料水性浆料，包括下述重量份的组分:无机散热纳米材料10-25重量份； 双功能大分子改性剂0.5-20重量份；溶剂50-100重量份。较佳地，所述无机散热纳米材料选自由中空碳、石墨烯、氮化铝、氮化硅、氮化钛、氮化硼、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铍、二氧化钒、铜粉、铝粉、氧化锆、氧化铌所组成的群组之一或其组合，其粒径范围较佳为50-200内米之间，更佳为50-100内米之间。较佳地，所述的双功能大分子改性剂为:聚乙烯醇、聚乙二醇、聚醚改性有机硅烷。本专利技术上述无机散热纳米材料水性浆料的制备是通过调整溶剂介质的pH值，聚合物分子链的长度以及官能团，使其在无机散热纳米材料表面进行选择性的吸附与接枝杂化反应，在无机散热纳米材料的表面形成硅氧键、酯键；氢键等分子识别作用，可提高无机散热纳米材料之间相容性和体系分散稳定性，获得分散稳定的无机散热纳米材料浆料。上述无机散热纳米材料浆料的制备方法如下:先称取10-25克重量份的无机散热纳米材料置于50-100克溶剂中，调节溶剂介质的pH值7-10，然后以2-4ml/分钟的速度滴加0.5-20克重量份的双功能大分子改性剂，在室温下搅拌或超音波搅拌10分钟-3小时至分散均匀；再在室温-60°C反应2-6h，然后超高压纳米均质机分散30-120分钟、超音波分散30-90分钟，即可得到分散均匀的无机散热纳米材料浆料。本专利技术还提供了一种含有上述无机散热纳米材料水性浆料的新型散热材料，其包括下述重量份的组分:无机散热纳米材料浆料10-30重量份水性高分子树脂40-80重量份助剂0.5-5重量份稀释剂5-20重量份`其中，无机散热纳米材料水性浆料的固含量较佳为10-30%，进一步较佳为10-20%，最佳为 15-20% ο所述水性树脂是选自由水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性苯丙树脂、水性硅丙树脂、水性有机硅树脂、高温固化型水性有机硅树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂所组成的群组之一或其组合。所述的助剂是选自由增稠齐IJ、流平剂、消泡剂、防冻齐IJ、成膜助剂、润湿剂所组成的群组之一或其组合。其中，流平剂较佳为丙烯酸共聚物；消泡剂较佳为聚硅氧烷化合物或改性聚硅氧烷化合物；成膜助剂较佳为乙二醇单丁醚/ 二丙二醇丁醚混合物或醇酯化合物；增稠剂较佳为羟基丙烯酸分散液；所述的稀释剂为乙二醇丁醚、二缩二乙二醇丁醚等。上述散热材料的制备方法，其制备步骤包括:先称取40-80重量份的树脂，加入20-40重量份的稀释剂，调节pH值7-8，然后依次加入10-30重量份的无机散热纳米材料浆料，在机械搅拌下以0.5-2.5ml/min滴加入上述溶液中，搅拌10_90min至勻相，而后加入0.5-5重量份的助剂获得混合液，搅拌均匀即得散热材料。本专利技术更提供一种采用前述散热材料的散热结构，其包括:第一基材；第一散热层，形成于该第一基材的一面，该第一散热层是由根据权利要求6所述的散热材料所组成；以及一胶层，形成于该第一基材相对于该第一散热层的另一面。较佳地，前述散热结构更包括贴附有底纸于该胶层上。较佳地，前述散热结构更包括第二基材及第二散热层，该第二散热层是形成于该第二基材上，且该第二基材是透过该胶层黏合该第一基材。本专利技术的优点在于，散热材料中添加的无机散热纳米材料是采用双功能大分子改性剂进行表面修饰的，通过调整双功能大分子改性剂的结构、亲疏水性、分子链段的长短，使其在无机散热纳米材料表面进行选择性的吸附与接枝杂化反应，在纳米散热材料的表面形成硅氧键、酯键与氢键等配位自组装行为控制无机散热纳米材料的界面性能，可提高无机散热纳米材料之间相容性和体系分散稳定性，以期获得具有独特的散热性能的无机散热纳米材料，除此之外，由于无机散热纳米材料在涂层材料在成膜过程中呈矩阵结构排列，在涂层上体现出纳米制品在机械性能、玻璃化转变温度、拉伸强度等的卓越性能，本专利技术散热涂层材料不仅能有效散热，还可以提高电子元器件的寿命。附图说明图1为本专利技术实施例1样品I粒度分布图；图2为本专利技术实施例1样品2粒度分布图；图3为实施例1中样品I与样品2的新型散热材料分散稳定性谱图；图4为散热结构(一)的剖视图；图5为散热结构(二)的剖视图。主要元件符号说明:散热结构100、200第一散热层1、la、Ib第一基材2、2a、2b胶层3底纸具体实施例方式实施例1:本实施例中，所述无机散热纳米材料水性浆料，采用聚乙烯醇作为双功能大分子改性剂，在纳米碳管的纳米材料表面形成的酯键、氢键获得稳定分散的水性浆料；该水性浆料的固含量为25%，散热纳米碳的粒径大小均在50-100nm，其组分及重量份如下:散热纳米材料:纳米碳管(CN)15去离子水75聚乙烯醇(Mw= 2000)10样品1: 先称取15g内米碳管放入75g的水中，调整pH为9,在搅拌条件下，以2m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机散热纳米材料水性浆料，其包括下述重量份的组分：10?25重量份的无机散热纳米材料；0.5?20重量份的双功能大分子改性剂；以及50?100重量份的溶剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄进瑞，
申请(专利权)人：帛宏兴业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：