[發明專利]一種新型散熱材料及制備方法

在審

• 申請號: 201210015398.7
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN103214772A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉英博;劉斌;張開運;宋占國;劉暢
• 申請（專利權）人: 廣西格潤科技有限公司
• 主分類號: C08L33/00
• 分類號: C08L33/00;C08L25/14;C08L75/04;C08L33/04;C08L83/04;C08K9/04;C08K7/24;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/28;C08K3/08;C08K3/22;C09D133/00;C
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技術領域

本發明涉及一種新型散熱材料，尤其涉及一種含有無機散熱納米材料水性漿料的散熱材料及該散熱材料的制備方法。

背景技術

現在電子設備的功能越來越強大，然而體積卻越來越小，這就使得散熱問題成為設計者不得不面對的突出問題，原來的散熱不過是裝幾個風扇、開幾個散熱孔或者加一些散熱片而已，但是對于今天的體積小、發熱量大的用電器來說則是遠遠不夠的，必須另辟蹊徑。

目前，散熱材料主要有三種，即：導熱硅脂、散熱石墨片、無機納米粒子-高分子復合散熱材料。導熱硅脂是高分子材料，熱阻抗大，無論水平還是垂直方向都不利于散熱，散熱石墨片具有獨特的晶粒取向，片層狀結構可很好地適應任何表面，沿水平和垂直方向均勻導熱，熱阻抗小、能夠屏蔽熱源，但是散熱石墨片的加工性(高溫、高壓定型)和應用性(石墨片脆)比較差，不利于應用。

而無機納米粒子-高分子復合散熱材料主要由高分子材料和散熱填料(主要由碳材料、金屬或陶瓷等組成)，散熱涂層材料的顆粒大小和體積分數都影響本體的熱導率。目前市面上的散熱涂層材料中的散熱填料主要是石墨，碳納米管等；然而上述散熱填料與高分子材料的相容性較差，并且納米散熱材料易于聚集，這都嚴重影響了其導熱效果以及穩定性。

發明內容

本發明目的在于為克服現有技術中存在的缺陷，提供一種無機散熱納米材料水性漿料、含有上述無機散熱納米材料水性漿料的散熱材料、以及上述材料的制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種無機散熱納米材料水性漿料，包括下述重量份的組分：

無機散熱納米材料????????10-25；

改性劑或其溶液??????????0.5-20；

溶劑????????50-100。

其中，所述改性劑溶液使用改性劑與稀釋劑混合配置而成，兩者的用量比優選為1∶0.1-5(重量比)，其中，稀釋劑優選自水、醇、四氫呋喃等，所述醇優選自甲醇、乙醇等。當使用水和醇的混合物時，水與醇的相對用量優選為1∶0.5-1。

優選地，所述無機散熱納米材料選用碳基類納米材料、金屬氮化物或氧化物類納米材料和金屬粒子類納米材料中的一種或幾種的混合物。

優選無機散熱納米材料的BET表面積為25-2500m²/g，優選500-2000m²/g，更優選1000-1500m²/g。

所述無機散熱納米材料的粒徑范圍優選自10-500nm，更優選50-200nm，最優選50-100nm。

所述碳基類納米材料優選自納米碳球、碳納米管、石墨烯等；所述金屬氮化物或氧化物類納米材料優選自氮化鋁、氮化硅、氮化鈦、氮化硼、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氧化鈹、二氧化釩、氧化鋯、氧化鈮等；所述金屬粒子類納米材料優選自銅粉、鋁粉、銀粉、銀銅合金、鎳等。

優選所述納米碳球的外殼為多層石墨結構，內部可為中空結構，或內部中空結構含有填充物，該填充物優選金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬硼化物、金屬合金等。

優選地，所述無機散熱納米材料選用1-15重量份碳基類納米材料、1-15重量份金屬氮化物或氧化物類納米材料和1-15重量份金屬粒子類納米材料中兩類或三類的復配混合物。

優選地，所述改性劑為大分子改性劑；該大分子改性劑優選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚醚改性有機硅烷、聚乙烯蠟、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯，聚丙烯酸鹽、聚二乙氧基(二甲基)硅烷、二氨基聚硅氧烷、硅氧烷改性聚乙二醇、聚(甲基乙烯基)硅烷、聚(1，3-二乙烯基-四苯基)乙硅醚-b-聚(1，3-二乙烯基-四乙氧基)乙硅醚-b-聚(二甲基)硅烷、纖維素、羥甲基纖維素、羥基封端的線型或星型聚合物等，所述聚合物優選自聚丙烯酰胺、聚乳酸，聚己內酯，聚三亞甲基碳酸酯等；該大分子改性劑優選分子量(Mw)大于或等于1000。

優選所述改性劑含有10-90wt％的分子量(Mw)為10000-30000的聚丙烯酸和90-10wt％的分子量(Mw)為1000-5000的聚乙烯醇(以改性劑總重量為基準)。

優選所述溶劑為水、醇、四氫呋喃中的一種或幾種的混合物，所述醇優選自甲醇、乙醇或丙二醇等。當使用水和醇的混合物時，水與醇的相對用量為1∶0.5-1。優選，溶劑和前述稀釋劑可相同或不同。