[發明專利]一種低溫軟化有機型導熱膠

有效

• 申請號: 200910021494.0
• 申請日: 2009-03-11
• 公開（公告）號: CN101503603A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 華云峰;李爭顯;杜繼紅;杜明煥;王彥峰
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C09J9/00
• 分類號: C09J9/00;C09J11/04;C09J183/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 李子安

技術領域

本發明涉及一種有機型導熱膠，特別是涉及一種提高散熱器與高發熱電子元件之間界面導熱效率的低溫軟化有機型導熱膠。

背景技術

目前，散熱器和高發熱電子元件之間界面的導熱方法主要是涂覆導熱膠。導熱膠主要有如下類型：一種是在硅油或礦物油中添加具有高導熱系數的導熱粉體，如陶瓷粉體、石墨粉體、碳纖維、碳納米管或金屬粉體。但是由于導熱粉體含量和顆粒形狀的限制，且在使用過程中揮發小分子物質而干化，因此，這類導熱膠的導熱系數一般小于5W/m·K。為了提高導熱膠的導熱系數，一種方法是提高礦物油中貴金屬粉體的含量、純度以及顆粒形狀的配比；另一種方法是使用熔點為100℃左右的銦合金，這兩類導熱膠主要缺點是性能不穩定特別是價格昂貴。美國專利US5950066和US6197859，申請號為03122072.X的中國專利涉及到開發的導熱膠是低溫軟化有機型導熱膠。美國專利US5950066和US6197859是將烯類與硅烷在催化條件下合成低溫軟化膠，再添加柔軟劑組成導熱膠，工藝復雜且導熱膠性能不穩定；申請號為03122072.X的中國專利是用液態丙烯腈橡膠與聚醋酸乙烯混合，再添加導熱粉體制成軟化溫度在38～65℃的低溫軟化導熱膠，但是導熱系數僅為0.5～5W/m·K?，F有的成本低、性能穩定的導熱膠的導熱系數相對較低，不能滿足苛刻環境的導熱要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種成本低、性能穩定且導熱系數高的低溫軟化有機型導熱膠，該導熱膠內的導熱粉體相互緊密接觸且能夠低溫軟化成型，能顯著提高散熱器和高發熱電子元件之間的界面接觸面積，從而提高散熱器和高發熱電子元件之間的導熱效率。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種低溫軟化有機型導熱膠，其特征在于由納米導熱粉體和粘結劑混合而成，納米導熱粉體和粘結劑的重量百分比為：納米導熱粉體80％～85％，粘結劑15％～20％；所述納米導熱粉體為納米鱗片石墨和納米金剛石中的一種或它們的組合，所述粘結劑由低分子量聚丙烯、硅油和硬脂酸組成，所述粘結劑各組分按重量百分比計為：低分子量聚丙烯10～20％，硅油40～60％，硬脂酸30～40％，所述低分子量聚丙烯的分子量為3000～9200，所述低溫軟化是指軟化溫度為43～71℃。

本發明的優選技術方案是：所述納米導熱粉體和粘結劑的重量百分比為：納米導熱粉體81％，粘結劑19％。

所述低溫軟化有機型導熱膠熔化后加有稀釋劑，所述稀釋劑的加入量為有機型導熱膠重量的20％，所述稀釋劑為乙醇、四氯化碳或正己烷。

生產時，先將低分子量聚丙烯、硅油和硬脂酸混合制成軟化溫度為43～71℃的粘結劑，再添加納米鱗片石墨或/和納米金剛石粉體制成低溫軟化有機型導熱膠。使用時，將所述低溫軟化有機型導熱膠加熱成膏狀，直接涂覆在散熱器或高發熱電子元件上；或將所述低溫軟化有機型導熱膠加入稀釋劑，攪拌成粘度為1100～1300cps的液體，直接涂覆在散熱器或高發熱電子元件上，涂覆厚度可控制在0.01～2mm之間。

本發明低溫軟化有機型導熱膠的導熱系數高，可達20～24W/m·K，熱阻值為0.008～0.02℃m²/W。

本發明與現有技術相比具有以下優點：本發明成本低且導熱系數高，在軟化溫度43～71℃之間能夠軟化成型，能顯著提高界面接觸面積，提高散熱器與高發熱電子元件間的導熱效率；該低溫軟化有機型導熱膠不分解、不變質，性能穩定，對電子元件無腐蝕。

下面通過實施例，對本發明做進一步的詳細描述。

具體實施方式

實施例1

(1)粘結劑各組分重量百分比：12％低分子量聚丙烯，57％硅油，31％硬脂酸，將混合物置于150℃攪拌槽中加熱熔化并攪拌均勻。

(2)在熔化的粘結劑中再加入重量百分比為81％的納米鱗片石墨，繼續在150℃攪拌至少120分鐘后冷卻制成低溫軟化有機型導熱膠。其導熱系數為21.4W/m·K，熔化溫度為67℃。

將低溫軟化有機型導熱膠在75℃熔化后，涂覆厚度可控制在0.01～0.05mm之間，將其涂覆在50W?LED鋁背板上，然后與鋁質散熱器連接，實驗測試其熱阻值為0.014℃m²/W，能夠作為大功率LED與散熱器之間的導熱膠之用。

實施例2

(1)粘結劑各組分重量百分比：12％低分子量聚丙烯，57％硅油，31％硬脂酸，將混合物置于150℃攪拌槽中加熱熔化并攪拌均勻。