本申請(qǐng)涉及熱界面材料，尤其涉及一種具有高抗壓強(qiáng)度的氮化鋁熱界面材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、普通的熱界面材料為氧化鋁與硅膠復(fù)合制得，這些熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般不超過8w/mk；而氮化鋁具有高導(dǎo)熱率和高絕緣性，并且氮化鋁的單晶理論值為320w/(m·k)，實(shí)際值仍然可以達(dá)100w/(m·k)～280w/(m·k)，這相當(dāng)于氧化鋁單晶實(shí)際值的5～10倍；為了增加熱界面材料的導(dǎo)熱性能，現(xiàn)有研究也嘗試采用氮化鋁作為填料以提高熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)，但是氮化鋁容易水解并生成氫氧化鋁，而生成的氫氧化鋁會(huì)中斷導(dǎo)熱通路，進(jìn)而影響熱量在整個(gè)網(wǎng)鏈中的傳遞；因此現(xiàn)階段通過對(duì)氮化鋁抗水解處理以提高氮化鋁的抗水解性。

2、但是現(xiàn)階段使用氮化鋁的熱界面材料出于強(qiáng)度考慮，需要保持熱界面材料的厚度在0.5mm以上，然而在熱界面材料的厚度為0.5mm以下情況下，熱界面材料的強(qiáng)度較差，這會(huì)導(dǎo)致熱界面材料出現(xiàn)變形撕裂的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N具有高抗壓強(qiáng)度的氮化鋁熱界面材料及其制備方法，以解決如下技術(shù)問題：如何提高氮化鋁熱界面材料的抗壓強(qiáng)度。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N具有高抗壓強(qiáng)度的氮化鋁熱界面材料，所述氮化鋁熱界面材料包括：改性玻璃纖維；以及

3、至少一層氮化鋁導(dǎo)熱硅膠；至少一層所述氮化鋁導(dǎo)熱硅膠設(shè)于所述改性玻璃纖維的一側(cè)表面或兩側(cè)表面；

4、所述改性玻璃纖維的原料包括：連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維、納米氧化鋁粉和偶聯(lián)劑，所述連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維的重量m1、所述納米氧化鋁粉的重量m2和所述偶聯(lián)劑的重量m3滿足關(guān)系式：m1:m2:m3＝(950～1000):(5～50):(0～30)。

5、可選的，所述連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維包括多根玻璃纖維，多根所述玻璃纖維的平均直徑為2μm～30μm，相鄰兩根所述玻璃纖維的平均間距為20μm～300μm。

6、可選的，所述納米氧化鋁粉的粒徑為15nm～100nm；

7、所述偶聯(lián)劑包括以下至少一種：

8、kh-550型偶聯(lián)劑、kh-560型偶聯(lián)劑和kh-570型偶聯(lián)劑。

9、可選的，以重量份數(shù)計(jì)，所述氮化鋁導(dǎo)熱硅膠的原料包括：

10、氮化鋁導(dǎo)熱粉體：2600份～2880份，乙烯基硅油：100份～300份，膠凝劑：5份～15份，膠粘劑：1份～3份，抑制劑：0.01份～1份和表面處理劑：10份～90份。

11、可選的，以重量份數(shù)計(jì)，所述氮化鋁導(dǎo)熱粉體包括第一粒級(jí)氮化鋁粉：480份～520份，第二粒級(jí)氮化鋁粉：800份～870份和第三粒級(jí)氮化鋁粉：1400份～1500份；

12、其中，所述第一粒級(jí)氮化鋁粉的粒級(jí)為0.6μm～1.0μm，所述第二粒級(jí)氮化鋁粉的粒級(jí)為8μm～12μm，所述第三粒級(jí)氮化鋁粉的粒級(jí)為118μm～122μm。

13、可選的，以重量份數(shù)計(jì)，所述表面處理劑包括：聚乙烯醇：30份～100份，kh-570型偶聯(lián)劑：1份～10份，聚丁二烯：5份～20份。

14、可選的，所述乙烯基硅油的粘度為20cps～200cps；

15、所述膠凝劑包括含氫硅油；

16、所述膠粘劑包括鉑金催化劑。

17、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N制備第一方面所述的氮化鋁熱界面材料的方法，所述方法包括：

18、將納米氧化鋁粉和有機(jī)溶劑進(jìn)行攪拌混合，得到納米氧化鋁懸浮液；

19、使用所述納米氧化鋁懸浮液將連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維進(jìn)行第一浸潤(rùn)，后對(duì)第一浸潤(rùn)后的所述連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維進(jìn)行烘干，得到預(yù)處理連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維；

20、使用偶聯(lián)劑溶液將所述預(yù)處理連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維進(jìn)行第二浸潤(rùn)，后對(duì)第二浸潤(rùn)后的所述預(yù)處理連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維進(jìn)行烘干，得到改性玻璃纖維；

21、將氮化鋁導(dǎo)熱硅膠和所述改性玻璃纖維進(jìn)行模壓成型，后對(duì)模壓成型后的成型產(chǎn)物進(jìn)行硫化和冷卻，得到氮化鋁熱界面材料。

22、可選的，所述第一浸潤(rùn)的時(shí)間≥15min，所述第二浸潤(rùn)的時(shí)間≥20min；

23、所述硫化的溫度為100℃～130℃，所述硫化的時(shí)間為15min～35min。

24、可選的，所述方法還包括：

25、將表面處理劑和氮化鋁導(dǎo)熱粉體進(jìn)行攪拌混合，后對(duì)攪拌混合后的混合物進(jìn)行烘干，以通過所述表面處理劑對(duì)氮化鋁導(dǎo)熱粉體進(jìn)行改性，得到表面改性導(dǎo)熱粉體；

26、將乙烯基硅油、膠凝劑、膠粘劑和抑制劑進(jìn)行混合，得到混合助劑；

27、將所述混合助劑和所述表面改性導(dǎo)熱粉體進(jìn)行混合，得到氮化鋁導(dǎo)熱硅膠。

28、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

29、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種具有高抗壓強(qiáng)度的氮化鋁熱界面材料，通過在氮化鋁導(dǎo)熱硅膠的表面設(shè)置改性玻璃纖維，另外改性玻璃纖維的原料包括：連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維、納米氧化鋁粉和偶聯(lián)劑，以及連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維的重量m1、納米氧化鋁粉的重量m2和偶聯(lián)劑的重量m3滿足關(guān)系式：m1:m2:m3＝(950～1000):(5～50):(0～30)，通過納米氧化鋁粉對(duì)連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維進(jìn)行表面修飾，以改善連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維和氮化鋁導(dǎo)熱硅膠這兩者之間的結(jié)合程度，再通過偶聯(lián)劑對(duì)連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維進(jìn)行改性，可以改善連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維對(duì)氮化鋁導(dǎo)熱硅膠的親和性，以提高連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維和氮化鋁導(dǎo)熱硅膠這兩者之間的結(jié)合強(qiáng)度，而高結(jié)合強(qiáng)度或結(jié)合程度的連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維和氮化鋁導(dǎo)熱硅膠這兩者可以將連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維作為支撐體，從而基于連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維的強(qiáng)度和韌性的特性以提高氮化鋁導(dǎo)熱硅膠的抗壓強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種具有高抗壓強(qiáng)度的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，所述氮化鋁熱界面材料包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，所述連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維包括多根玻璃纖維，多根所述玻璃纖維的平均直徑為2μm～30μm，相鄰兩根所述玻璃纖維的平均間距為20μm～300μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，所述納米氧化鋁粉的粒徑為15nm～100nm；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，所述氮化鋁導(dǎo)熱硅膠的原料包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，所述氮化鋁導(dǎo)熱粉體包括第一粒級(jí)氮化鋁粉：480份～520份，第二粒級(jí)氮化鋁粉：800份～870份和第三粒級(jí)氮化鋁粉：1400份～1500份；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，所述表面處理劑包括：聚乙烯醇：30份～100份，kh-570型偶聯(lián)劑：1份～10份，聚丁二烯：5份～20份。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化鋁熱界面材料，其特征在于，所述乙烯基硅油的粘度為20cps～200cps；

8.一種制備如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的氮化鋁熱界面材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一浸潤(rùn)的時(shí)間≥15min，所述第二浸潤(rùn)的時(shí)間≥20min；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及熱界面材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高抗壓強(qiáng)度的氮化鋁熱界面材料及其制備方法；所述氮化鋁熱界面材料包括：改性玻璃纖維；以及至少一層氮化鋁導(dǎo)熱硅膠；至少一層氮化鋁導(dǎo)熱硅膠設(shè)于改性玻璃纖維的一側(cè)表面或兩側(cè)表面；改性玻璃纖維的原料包括：連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維、納米氧化鋁粉和偶聯(lián)劑，連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維的重量m1、納米氧化鋁粉的重量m2和偶聯(lián)劑的重量m3滿足關(guān)系式：m1:m2:m3＝(950～1000):(5～50):(0～30)。通過納米氧化鋁粉和偶聯(lián)劑修飾連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維的表面，然后將連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維作為支撐體，基于連續(xù)網(wǎng)狀玻璃纖維的強(qiáng)度和韌性的特性提高氮化鋁熱界面材料的抗壓強(qiáng)度至100MPa以上。

技術(shù)研發(fā)人員：張巖巖,王建立,李曉星,劉明僑,康樂,任新林,王毅,張陽(yáng),賈春燕,張燕娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30