專利名稱：一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在電子儀器及設(shè)備日益向輕、薄、短、小的方向發(fā)展的情況下，微電子集成技術(shù)高速發(fā)展，電子元器件、邏輯電路體積成倍地縮小，因此在高頻的工作頻率下，電子元器件產(chǎn)生的熱量迅速積累、增加，使電子元器件無法正常地運(yùn)行工作。因此，熱界面材料應(yīng)運(yùn)而生。它質(zhì)軟，耐沖擊，易加工，能適應(yīng)不同形狀的界面導(dǎo)熱要求。因?yàn)槠鋬?yōu)異的可壓縮變形特性，填充于散熱器和熱源之間時(shí)，在兩電子元器件界面間形成了良好緊密接觸，排除了低熱導(dǎo)率空氣的存在，將散熱器功效大大提高。但是，導(dǎo)熱效率較低的界面材料依然無法滿足電子元器件密集的腳步，所以使界面材料的導(dǎo)熱效率提高是電子設(shè)備散熱發(fā)展中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，高導(dǎo)熱系數(shù)界面材料的研究和開發(fā)具有重要的理論和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，行業(yè)內(nèi)關(guān)于導(dǎo)熱界面材料的公開資料顯示，為了追求高的導(dǎo)熱系數(shù)或?qū)嵝?，往往會專注一些金屬粉料，甚至于價(jià)格昂貴的碳納米管、稀有金屬等。雖然具有高的導(dǎo)熱系數(shù)，但忽略了其他性能，如硬度，絕緣性能，回彈性能，耐候性能等等，所以對于電子材料制造商來說，使用起來會有很多不便之處，實(shí)際應(yīng)用困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種導(dǎo)熱系數(shù)大于3W/mK，具有較寬的使用溫度范圍，其質(zhì)軟，力學(xué)性能優(yōu)良的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料及其制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料:樹脂基體100份，導(dǎo)熱填料A 50 200份，導(dǎo)熱填料B 150 300 份，·其中，所述樹脂基體為娃氧燒基樹脂。本發(fā)明中使用硅氧烷基樹脂作為樹脂基體，首先滿足較高的導(dǎo)熱填料的填充分?jǐn)?shù)，其次因其具有良好的力學(xué)性能及簡易的加工成型性能，滿足了高絕緣性，低膨脹系數(shù)和介電常數(shù)等性能。所述硅氧烷基樹脂主要由含乙烯基聚二甲基硅氧烷以及輔料組成，輔料包括催化劑，固化劑等。當(dāng)填料用量很低時(shí)，導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱率高低對界面材料的導(dǎo)熱效果影響極小，這是因?yàn)樘盍嫌昧窟^少，完全被樹脂基體包裹，熱阻很大，而當(dāng)填料用量過大時(shí)，界面材料的力學(xué)性能會下降，只有填料用量達(dá)到一定程度時(shí)，填料之間相互作用形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀或鏈狀的導(dǎo)熱通路，當(dāng)通路方向和熱流方向一致時(shí)，材料具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)。因此本發(fā)明選用以上重量份數(shù)內(nèi)的導(dǎo)熱填料A及導(dǎo)熱填料B。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明使用硅氧烷基樹脂體系作為載體，并引入導(dǎo)熱填料復(fù)配體系，在重視提高導(dǎo)熱系數(shù)的同時(shí)，兼顧對硬度和熱穩(wěn)定性的改善，使該界面材料的適用范圍更加廣泛，操作性更強(qiáng)。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。 進(jìn)一步，所述娃氧燒基樹脂的粘度為200cp 2000cp。進(jìn)一步，所述導(dǎo)熱填料A為氧化鋁、氧化鋅、鋁粉、銀粉、氮化硼、氮化鋁、銅粉、氧化鈦、氫氧化鋁、石墨等中的一種或任意幾種混合。進(jìn)一步，所述導(dǎo)熱填料A的粒度范圍為I lOOum。進(jìn)一步，所述導(dǎo)熱填料B為氧化鋁、氧化鋅、鋁粉、銀粉、氮化硼、氮化鋁、銅粉、氧化鈦、氫氧化鋁、石墨等中的一種或任意幾種混合。進(jìn)一步，所述導(dǎo)熱填料B的粒度范圍為30 300um。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，對于導(dǎo)熱填料來說，其是影響導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素，包括填料自身的導(dǎo)熱性能，以及填料的種類、粒徑分布、結(jié)構(gòu)形態(tài)、表面潤濕程度等。所以在同等用量下使用高熱導(dǎo)率的填料能獲得較高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，因此本發(fā)明選用上述的導(dǎo)熱填料。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，待攪拌 均勻后，加入重量份數(shù)為50 200份的導(dǎo)熱填料A，進(jìn)行第二次真空攪拌，再加入重量份數(shù)為150 300份的導(dǎo)熱填料B，進(jìn)行第三次真空攪拌后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述第一次真空攪拌的時(shí)間為15 20分鐘。進(jìn)一步，所述第二次真空攪拌的時(shí)間為5 15分鐘。進(jìn)一步，所述第三次真空攪拌的時(shí)間為5 15分鐘。
具體實(shí)施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為15分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為50份的氧化鋁，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為5分鐘，再加入重量份數(shù)為150份的氧化鋅，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為5分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例2—種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為16分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為125份的氧化鋅、鋁粉和銀粉，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為6分鐘，再加入重量份數(shù)為150份的鋁粉和銀粉，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為6分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例3
一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為17分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為200份的氮化鋁、銅粉、氧化鈦和氫氧化鋁，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為7分鐘，再加入重量份數(shù)為150份的氮化硼和氮化鋁，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為7分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例4一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為18分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為50份的氫氧化鋁和石墨，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為8分鐘，再加入重量份數(shù)為225份的鋁粉、銀粉、氮化硼和氮化鋁，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為8分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例5一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為19分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為125份的氧化鋁、氧化鋅和鋁粉，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為9分鐘，再加入重量份數(shù)為225份的鋁粉、銀粉和氮化硼，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為9分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。

實(shí)施例6一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為20分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為200份的鋁粉、銀粉、氮化硼、氮化鋁和銅粉，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為10分鐘，再加入重量份數(shù)為225份的氧化鈦、氫氧化鋁和石墨，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為10分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例7—種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為15分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為50份的鋁粉和銀粉，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為12分鐘，再加入重量份數(shù)為300份的氮化硼、氮化鋁、銅粉、氧化鈦、氫氧化鋁和石墨，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為12分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例8一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為20分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為125份的銅粉、氧化鈦和氫氧化鋁，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為14分鐘，再加入重量份數(shù)為300份的氧化鋅、鋁粉、銀粉、氮化硼和氮化鋁，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為14分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。實(shí)施例9一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為20分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為200份的氮化硼和氮化鋁，進(jìn)行第二次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為15分鐘，再加入重量份數(shù)為300份的鋁粉、銀粉、銅粉、氧化鈦和氫氧化鋁，進(jìn)行第三次真空攪拌，攪拌的時(shí)間為15分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。對上述實(shí)施例1至實(shí)施例9制得的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料進(jìn)行性能測試測試項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)測試1:導(dǎo)熱系數(shù)測試按照美國材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5470對樣品進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)測試2:硬度測試使用邵氏00硬度計(jì)，按照美國材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2240對樣品進(jìn)行測試。實(shí)施例1至9測試結(jié)果如下:
權(quán)利要求
1.一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料樹脂基體100份，導(dǎo)熱填料A 50 200份，導(dǎo)熱填料B 150 300份， 其中，所述樹脂基體為硅氧烷基樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，所述硅氧烷基樹脂的粘度為200cp 2000cp。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料A包括氧化鋁、氧化鋅、鋁粉、銀粉、氮化硼、氮化鋁、銅粉、氧化鈦、氫氧化鋁、石墨中的任意一種或幾種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料A的粒度范圍為1 l00um。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料B包括氧化鋁、氧化鋅、鋁粉、銀粉、氮化硼、氮化鋁、銅粉、氧化鈦、氫氧化鋁、石墨中的任意一種或幾種混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料B的粒度范圍為30 300um。
7.一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將重量份數(shù)為100份的樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，待攪拌均勻后，加入重量份數(shù)為50 200份的導(dǎo)熱填料A，進(jìn)行第二次真空攪拌，再加入重量份數(shù)為150 300份的導(dǎo)熱填料B，進(jìn)行第三次真空攪拌后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一次真空攪拌的時(shí)間為15 20分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第二次真空攪拌的時(shí)間為5 15分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第三次真空攪拌的時(shí)間為5 15分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料及其制備方法，包括以下步驟將樹脂基體加入到攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一次真空攪拌，待攪拌均勻后，加入導(dǎo)熱填料A，進(jìn)行第二次真空攪拌，再加入導(dǎo)熱填料B，進(jìn)行第三次真空攪拌后，出料，然后再在130℃的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料。本發(fā)明具有高導(dǎo)熱系數(shù)的界面材料導(dǎo)熱系數(shù)大于3W/mK，具有較寬的使用溫度范圍，其質(zhì)軟，力學(xué)性能優(yōu)良。
文檔編號C08L83/07GK103254644SQ20121003823
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:深圳德邦界面材料有限公司