[發(fā)明專利]一種界面導(dǎo)熱材料硅橡膠墊的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610020072.1
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105482459B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何洪泉;姚林;尹天平;黃全國(guó);高華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德陽(yáng)烯碳科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L83/04
• 分類號(hào): C08L83/04;C08L83/05;C08L83/07;C08K13/04;C08K3/08;C08K3/34;C08K3/38;C08K3/22;C08K3/04;C08K3/28;C08K7/06;B29C35/02
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄧小兵

本發(fā)明公開(kāi)了一種界面導(dǎo)熱材料硅橡膠墊的制備方法，包括以下步驟：（1）將10—300重量份的無(wú)機(jī)導(dǎo)熱粉末、1—10重量份的催化劑和1—10重量份由二甲基硅油與含氫硅油組成的混合物加入到100重量份的硅橡膠中，捏合均勻后得到混煉膠；（2）取10—90重量份具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳材料，將步驟（1）中得到的混煉膠填充到碳材料中，得到復(fù)合材料；（3）對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行硫化，得到成品硅橡膠墊。本發(fā)明能使具備超高導(dǎo)熱性能的碳材料在硅橡膠中定向排列，形成規(guī)則的定向?qū)峋W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而得到具備超高導(dǎo)熱系數(shù)的產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種具有超高導(dǎo)熱系數(shù)的界面導(dǎo)熱材料硅橡膠墊的制備方法。

背景技術(shù)

隨著微電子集成技術(shù)和高密度印制板組裝技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)今微電子設(shè)備逐漸朝著微型、便捷方向發(fā)展。在大功率驅(qū)動(dòng)下，半導(dǎo)體工作熱環(huán)境迅速向高溫方向移動(dòng)，這就要求半導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量能夠被高速的傳導(dǎo)出去，以保證電子設(shè)備的正常運(yùn)行。隨著電子設(shè)備向大功率、微型化方向的發(fā)展，對(duì)于導(dǎo)熱填隙材料的導(dǎo)熱性能要求也越來(lái)越高，甚至可以說(shuō)，導(dǎo)熱填隙材料的導(dǎo)熱性能是制約大功率電子設(shè)備發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

現(xiàn)如今，市場(chǎng)上傳統(tǒng)的界面導(dǎo)熱材料主要為導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膠粘劑、導(dǎo)熱橡膠及相變材料等幾類界面材料。但其室溫下的導(dǎo)熱系數(shù)一般為1～5 W/m·K，遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)今電子設(shè)備的發(fā)展對(duì)于導(dǎo)熱填隙材料的導(dǎo)熱性能的要求。因而制備具有更高熱導(dǎo)率導(dǎo)熱填隙材料的需求日益迫切。

在傳統(tǒng)的技術(shù)方案中，往往采用常見(jiàn)的導(dǎo)熱填料對(duì)硅橡膠進(jìn)行填充：氧化鋁、氮化硼、碳化硅、金屬鋁粉、銅粉等。而利用石墨烯等碳材料作為導(dǎo)熱填料時(shí)，也往往是對(duì)其與硅橡膠進(jìn)行簡(jiǎn)單的混合，并沒(méi)有對(duì)石墨烯等進(jìn)行排列取向，沒(méi)有形成較好的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所制備的硅膠墊的導(dǎo)熱系數(shù)往往較低，一般不超過(guò)10 W/m·K。

如中國(guó)專利號(hào)為“201210321268.6”的現(xiàn)有技術(shù)在2012年12月19公開(kāi)了一種制備導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料的方法，其技術(shù)方案包括以下步驟：(1)由包括基體、導(dǎo)熱填料和足量硫化劑在室溫條件下混煉，得到混煉膠料的步驟；(2)由步驟(1)所得混煉膠料經(jīng)二段硫化，得到目標(biāo)物的步驟。該專利通過(guò)采用膨脹石墨與其它碳材料的混合物作為填料來(lái)提高硅橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，該方法雖然能提升硅橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱率到4 W/m·K，但其還不能滿足大功率電子設(shè)備對(duì)于導(dǎo)熱填隙材料導(dǎo)熱性能的要求，并且其制備工藝很復(fù)雜，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

又如中國(guó)專利號(hào)為“201410554466.6”的現(xiàn)有技術(shù)在2015年2月4公開(kāi)了一種含石墨烯的硅橡膠導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法 ，雖然采用該方法制備出的導(dǎo)熱硅橡膠材料能夠達(dá)到4.98 W/m·K的導(dǎo)熱系數(shù)，但其對(duì)填料的預(yù)處理增加了其生產(chǎn)成本，更重要的是其也未能對(duì)石墨烯進(jìn)行定向排列，未能體現(xiàn)出石墨烯本身超高導(dǎo)熱性能應(yīng)用于硅橡膠中的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種界面導(dǎo)熱材料硅橡膠墊的制備方法，本發(fā)明能使具備超高導(dǎo)熱性能的碳材料在硅橡膠中定向排列，形成規(guī)則的定向?qū)峋W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而得到具備超高導(dǎo)熱系數(shù)的產(chǎn)品。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種界面導(dǎo)熱材料硅橡膠墊的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將10—300重量份的無(wú)機(jī)導(dǎo)熱粉末、1—10重量份的催化劑和1—10重量份由二甲基硅油與含氫硅油組成的混合物加入到100重量份的硅橡膠中，捏合均勻后得到混煉膠；

（2）取10—90重量份具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳材料，將步驟（1）中得到的混煉膠填充到碳材料中，得到復(fù)合材料；

（3）對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行硫化，得到成品硅橡膠墊。

所述硅橡膠為硅橡膠生膠、乙烯基硅油中的一種或兩種的混合。