CN110157388A - 一种高导热膏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导热膏，其制备原料按质量百分比计包括以下组分：硅油10％‑30％、复合导热填料60％‑80％、偶联剂3％‑8％、白炭黑2％‑6％、和触变剂1％‑3％；所述复合导热填料按质量百分比计包括以下组分：无机复合陶瓷粉60％‑70％、石墨烯20％‑30％和纳米金刚石5％‑15％，其中，所述无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理。本发明还提供了该高导热膏的制备方法。本发明制备的高导热膏的导热系数高，散热性能好，基体与其他成分之间的相容性好，且不易出现析油分层的问题。

Description

一种高导热膏及其制备方法

技术领域

本发明涉及导热界面材料技术领域，特别涉及一种高导热膏及其制备方法。

背景技术

随着电子产品的小型化及性能的不断提高，电子产品中功率电子元器件的发热量随之不断提高，如何有效地将产生的大量热量快速传导至产品外部，已成为电子产品设计的一个重要课题。为解决电子元器件的散热问题，通常会在电子元器件的表面安装散热装置或者涂覆散热材料，比如导热膏。

然而，传统的导热膏存在以下几个问题：

1.导热系数低，散热性能不足以满足更大功率、更复杂环境的散热需求；

2.导热填料的分散性差，且与基体之间的相容性差；

3.长时间放置后，容易出现析油分层的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高导热膏及其制备方法，该高导热膏的导热系数高，散热性能好，基体与其他成分之间的相容性好，且不易出现析油分层的问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种高导热膏，其制备原料按质量百分比计包括以下组分：硅油10％-30％、复合导热填料60％-80％、偶联剂3％-8％、白炭黑2％-6％和触变剂1％-3％；

所述复合导热填料按质量百分比计包括以下组分：无机复合陶瓷粉60％-70％、石墨烯20％-30％和纳米金刚石5％-15％，其中，所述无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理。

优选的，所述硅油为高分子硅油。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或两种以上的混合物。

优选的，所述触变剂为膨润土。

优选的，所述复合导热填料是由不同粒径的粉体极配而成。

本发明还提供了一种高导热膏的制备方法，包括如下步骤：

(1)将偶联剂和无水乙醇按照1:2的质量配比混合均匀后，室温下静置30-40分钟，待偶联剂完全醇解，然后将复合导热填料加入偶联剂醇溶液中，充分搅拌，并在室温下静置24小时，然后进行烘干，得到经偶联剂处理的复合导热填料；

(2)将硅油、触变剂、白炭黑和步骤(1)处理后的复合导热填料一起加入到捏合机中，并在真空条件下，进行搅拌、脱泡，然后再利用研磨机进行研磨分散，得到高导热膏。

优选的，步骤(2)中的真空度为0.06Mpa。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的制备原料中的复合导热填料由无机复合陶瓷粉、石墨烯和纳米金刚石组成，且以无机复合陶瓷粉为主体，无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理，从而提高了导热填料与基体硅油之间的相容性，又由于无机复合陶瓷粉表面包覆有纳米级的有机包裹层，可以起到改性和分散的作用，提高了整个复合导热填料的分散性；无机复合陶瓷粉、石墨烯和纳米金刚石按照合理的配比进行复配，提高了导热系数，使得整个导热膏具有较优异的散热性能；

(2)本发明中的复合导热填料是由不同粒径的粉体极配而成，从而可以形成更紧密的堆积结构，进而形成更密集的导热网络，大大提高了导热系数；

(3)本发明中加入触变剂，使得该导热膏可以保持较好的触变性；

(4)本发明通过偶联剂对复合导热填料进行表面处理，从而可以进一步提高复合导热填料与硅油之间的相容性；

(5)本发明中加入的白炭黑，可以增加粘性，防止长时间放置后出现析油分层的问题；

(6)本发明导热膏中的基体采用高分子硅油，不易挥发；

(7)本发明高导热膏的制备方法步骤简单，生产效率高，生产成本低，有利于产业化生产。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

一种高导热膏，其制备原料按质量百分比计包括以下组分：高分子硅油20％、复合导热填料65％、硅烷偶联剂8％、白炭黑5％和膨润土2％；

其中，复合导热填料按质量百分比计包括以下组分：无机复合陶瓷粉60％、石墨烯30％和纳米金刚石10％，其中，所述无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理。该复合导热填料是由不同粒径的粉体极配而成。无机复合陶瓷粉的粒径为6-10纳米；所述石墨烯的粒径为11-15纳米；所述纳米金刚石的粒径为15-22纳米。

上述高导热膏的制备方法，包括如下步骤：

(1)将称取的偶联剂和无水乙醇按照1:2的质量配比混合均匀后，室温下静置30分钟，待偶联剂完全醇解，然后将复合导热填料加入偶联剂醇溶液中，充分搅拌，并在室温下静置24小时，然后进行烘干，得到经偶联剂处理的复合导热填料；

(2)将按照质量配比称取的硅油、触变剂、白炭黑和步骤(1)处理后的复合导热填料一起加入到捏合机中，并在真空条件下，进行搅拌、脱泡，然后再利用研磨机进行研磨分散，得到高导热膏；该步骤(2)中的真空度为0.06Mpa。

实施例2

一种高导热膏，其制备原料按质量百分比计包括以下组分：高分子硅油30％、复合导热填料60％、硅烷偶联剂3％、白炭黑6％和膨润土1％；

其中，复合导热填料按质量百分比计包括以下组分：无机复合陶瓷粉70％、石墨烯25％和纳米金刚石5％，其中，所述无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理。该复合导热填料是由不同粒径的粉体极配而成。无机复合陶瓷粉的粒径为6-10纳米；所述石墨烯的粒径为11-15纳米；所述纳米金刚石的粒径为15-22纳米。

上述高导热膏的制备方法，包括如下步骤：

(1)将偶联剂和无水乙醇按照1:2的质量配比混合均匀后，室温下静置35分钟，待偶联剂完全醇解，然后将复合导热填料加入偶联剂醇溶液中，充分搅拌，并在室温下静置24小时，然后进行烘干，得到经偶联剂处理的复合导热填料；

(2)将硅油、触变剂、白炭黑和步骤(1)处理后的复合导热填料一起加入到捏合机中，并在真空条件下，进行搅拌、脱泡，然后再利用研磨机进行研磨分散，得到高导热膏；该步骤(2)中的真空度为0.06Mpa。

实施例3

一种高导热膏，其制备原料按质量百分比计包括以下组分：高分子硅油10％、复合导热填料80％、钛酸酯偶联剂5％、白炭黑2％和膨润土3％；

其中，复合导热填料按质量百分比计包括以下组分：无机复合陶瓷粉65％、石墨烯20％和纳米金刚石15％，其中，所述无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理。该复合导热填料是由不同粒径的粉体极配而成。无机复合陶瓷粉的粒径为6-10纳米；所述石墨烯的粒径为11-15纳米；所述纳米金刚石的粒径为15-22纳米。

上述高导热膏的制备方法，包括如下步骤：

(1)将偶联剂和无水乙醇按照1:2的质量配比混合均匀后，室温下静置40分钟，待偶联剂完全醇解，然后将复合导热填料加入偶联剂醇溶液中，充分搅拌，并在室温下静置24小时，然后进行烘干，得到经偶联剂处理的复合导热填料；

(2)将硅油、触变剂、白炭黑和步骤(1)处理后的复合导热填料一起加入到捏合机中，并在真空条件下，进行搅拌、脱泡，然后再利用研磨机进行研磨分散，得到高导热膏；该步骤(2)中的真空度为0.06Mpa。

实施例1-3所制备的高导热膏的导热系数高，散热性能好，长时间放置后不会出现析油分层的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种高导热膏，其特征在于，其制备原料按质量百分比计包括以下组分：硅油10％-30％、复合导热填料60％-80％、偶联剂3％-8％、白炭黑2％-6％和触变剂1％-3％；

所述复合导热填料按质量百分比计包括以下组分：无机复合陶瓷粉60％-70％、石墨烯20％-30％和纳米金刚石5％-15％，其中，所述无机复合陶瓷粉经过表面处理剂纳米化包覆处理。

2.根据权利要求1所述的一种高导热膏，其特征在于，所述硅油为高分子硅油。

3.根据权利要求1所述的一种高导热膏，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种高导热膏，其特征在于，所述触变剂为膨润土。

5.根据权利要求1所述的一种高导热膏，其特征在于，所述复合导热填料是由不同粒径的粉体极配而成。

6.如权利要求1至5任一项所述的一种高导热膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将偶联剂和无水乙醇按照1:2的质量配比混合均匀后，室温下静置30-40分钟，待偶联剂完全醇解，然后将复合导热填料加入偶联剂醇溶液中，充分搅拌，并在室温下静置24小时，然后进行烘干，得到经偶联剂处理的复合导热填料；

(2)将硅油、触变剂、白炭黑和步骤(1)处理后的复合导热填料一起加入到捏合机中，并在真空条件下，进行搅拌、脱泡，然后再利用研磨机进行研磨分散，得到高导热膏。

7.根据权利要求6所述的一种高导热膏的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的真空度为0.06Mpa。