專利名稱：一種具有高導熱系數的界面材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有高導熱系數的界面材料及其制備方法。
背景技術：
在電子儀器及設備日益向輕、薄、短、小的方向發展的情況下，微電子集成技術高速發展，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，電子元器件產生的熱量迅速積累、增加，使電子元器件無法正常地運行工作。因此，熱界面材料應運而生。它質軟，耐沖擊，易加工，能適應不同形狀的界面導熱要求。因為其優異的可壓縮變形特性，填充于散熱器和熱源之間時，在兩電子元器件界面間形成了良好緊密接觸，排除了低熱導率空氣的存在，將散熱器功效大大提高。但是，導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熱效率提高是電子設備散熱發展中必不可少的關鍵環節，高導熱系數界面材料的研究和開發具有重要的理論和經濟價值。目前，行業內關于導熱界面材料的公開資料顯示，為了追求高的導熱系數或導熱效能，往往會專注一些金屬粉料，甚至于價格昂貴的碳納米管、稀有金屬等。雖然具有高的導熱系數，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，實際應用困難。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種導熱系數大于3W/mK，具有較寬的使用溫度范圍，其質軟，力學性能優良的具有高導熱系數的界面材料及其制備方法。本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，包括如下重量份數的原料:樹脂基體100份，導熱填料A 50 200份，導熱填料B 150 300 份，·其中，所述樹脂基體為娃氧燒基樹脂。本發明中使用硅氧烷基樹脂作為樹脂基體，首先滿足較高的導熱填料的填充分數，其次因其具有良好的力學性能及簡易的加工成型性能，滿足了高絕緣性，低膨脹系數和介電常數等性能。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。當填料用量很低時，導熱填料的導熱率高低對界面材料的導熱效果影響極小，這是因為填料用量過少，完全被樹脂基體包裹，熱阻很大，而當填料用量過大時，界面材料的力學性能會下降，只有填料用量達到一定程度時，填料之間相互作用形成穩定的網狀或鏈狀的導熱通路，當通路方向和熱流方向一致時，材料具有較高的導熱系數。因此本發明選用以上重量份數內的導熱填料A及導熱填料B。本發明的有益效果是:本發明使用硅氧烷基樹脂體系作為載體，并引入導熱填料復配體系，在重視提高導熱系數的同時，兼顧對硬度和熱穩定性的改善，使該界面材料的適用范圍更加廣泛，操作性更強。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。 進一步，所述娃氧燒基樹脂的粘度為200cp 2000cp。進一步，所述導熱填料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。進一步，所述導熱填料A的粒度范圍為I lOOum。進一步，所述導熱填料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。進一步，所述導熱填料B的粒度范圍為30 300um。采用上述進一步方案的有益效果是，對于導熱填料來說，其是影響導熱系數的主要因素，包括填料自身的導熱性能，以及填料的種類、粒徑分布、結構形態、表面潤濕程度等。所以在同等用量下使用高熱導率的填料能獲得較高導熱系數的界面材料，因此本發明選用上述的導熱填料。本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，待攪拌 均勻后，加入重量份數為50 200份的導熱填料A，進行第二次真空攪拌，再加入重量份數為150 300份的導熱填料B，進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，即得所述具有高導熱系數的界面材料。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，所述第一次真空攪拌的時間為15 20分鐘。進一步，所述第二次真空攪拌的時間為5 15分鐘。進一步，所述第三次真空攪拌的時間為5 15分鐘。
具體實施例方式以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。實施例1一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為15分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為50份的氧化鋁，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為5分鐘，再加入重量份數為150份的氧化鋅，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為5分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例2—種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為16分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為125份的氧化鋅、鋁粉和銀粉，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為6分鐘，再加入重量份數為150份的鋁粉和銀粉，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為6分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例3
一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為17分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為200份的氮化鋁、銅粉、氧化鈦和氫氧化鋁，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為7分鐘，再加入重量份數為150份的氮化硼和氮化鋁，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為7分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例4一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為18分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為50份的氫氧化鋁和石墨，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為8分鐘，再加入重量份數為225份的鋁粉、銀粉、氮化硼和氮化鋁，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為8分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例5一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為19分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為125份的氧化鋁、氧化鋅和鋁粉，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為9分鐘，再加入重量份數為225份的鋁粉、銀粉和氮化硼，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為9分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。

實施例6一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為20分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為200份的鋁粉、銀粉、氮化硼、氮化鋁和銅粉，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為10分鐘，再加入重量份數為225份的氧化鈦、氫氧化鋁和石墨，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為10分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例7—種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為15分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為50份的鋁粉和銀粉，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為12分鐘，再加入重量份數為300份的氮化硼、氮化鋁、銅粉、氧化鈦、氫氧化鋁和石墨，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為12分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例8一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為20分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為125份的銅粉、氧化鈦和氫氧化鋁，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為14分鐘，再加入重量份數為300份的氧化鋅、鋁粉、銀粉、氮化硼和氮化鋁，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為14分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。實施例9一種具有高導熱系數的界面材料的制備方法，包括以下步驟:將重量份數為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，攪拌的時間為20分鐘，待攪拌均勻后，加入重量份數為200份的氮化硼和氮化鋁，進行第二次真空攪拌，攪拌的時間為15分鐘，再加入重量份數為300份的鋁粉、銀粉、銅粉、氧化鈦和氫氧化鋁，進行第三次真空攪拌，攪拌的時間為15分鐘后，出料，然后再在130°C的溫度下固化30分鐘，即得所述具有高導熱系數的界面材料。對上述實施例1至實施例9制得的具有高導熱系數的界面材料進行性能測試測試項目實驗測試1:導熱系數測試按照美國材料協會標準ASTM D5470對樣品進行測試。實驗測試2:硬度測試使用邵氏00硬度計，按照美國材料協會標準ASTM D2240對樣品進行測試。實施例1至9測試結果如下:
權利要求
1.一種具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，包括如下重量份數的原料樹脂基體100份，導熱填料A 50 200份，導熱填料B 150 300份， 其中，所述樹脂基體為硅氧烷基樹脂。
2.根據權利要求1所述的具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，所述硅氧烷基樹脂的粘度為200cp 2000cp。
3.根據權利要求I所述的具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，所述導熱填料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.根據權利要求3所述的具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，所述導熱填料A的粒度范圍為1 l00um。
5.根據權利要求I所述的具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，所述導熱填料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.根據權利要求5所述的具有高導熱系數的界面材料，其特征在于，所述導熱填料B的粒度范圍為30 300um。
7.一種具有高導熱系數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為100份的樹脂基體加入到攪拌機內進行第一次真空攪拌，待攪拌均勻后，加入重量份數為50 200份的導熱填料A，進行第二次真空攪拌，再加入重量份數為150 300份的導熱填料B，進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，即得所述具有高導熱系數的界面材料。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一次真空攪拌的時間為15 20分鐘。
9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第二次真空攪拌的時間為5 15分鐘。
10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第三次真空攪拌的時間為5 15分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種具有高導熱系數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內進行第一次真空攪拌，待攪拌均勻后，加入導熱填料A，進行第二次真空攪拌，再加入導熱填料B，進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，即得所述具有高導熱系數的界面材料。本發明具有高導熱系數的界面材料導熱系數大于3W/mK，具有較寬的使用溫度范圍，其質軟，力學性能優良。
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 優先權日2012年2月20日
發明者不公告發明人 申請人:深圳德邦界面材料有限公司