[發(fā)明專(zhuān)利]一種導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料基材及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610130501.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105778508A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玲;柯瑞林;柯冰;曾敏;彭保
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市歐姆陽(yáng)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L83/04
• 分類(lèi)號(hào): C08L83/04;C08L83/07;C08L83/06;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/04;C08K7/24;C08K7/06
• 代理公司: 深圳市千納專(zhuān)利代理有限公司 44218
• 代理人: 劉海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)一種硅膠材料，特別是一種導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料基材及其制備 方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在電子電器領(lǐng)域，電子產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化、 智能化、微型化的方向發(fā)展，使得電子元件、邏輯電路向全、輕、薄、小的方 向發(fā)展，而且隨著電子器件的集成化成都越來(lái)越高，其發(fā)熱量也隨之增加，從 而導(dǎo)致電子元器件的工作環(huán)境急劇向高溫方向變化。研究表明，一般的電子元 器件溫度每升高2℃，其可靠性就會(huì)下降10％，因此散熱問(wèn)題也就成了設(shè)備是 否能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，解決散熱問(wèn)題的主要方法是需要才用高導(dǎo) 熱的材料，有效的去除電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量，這關(guān)系到產(chǎn)品的使用壽命和質(zhì)量 的可靠性。

現(xiàn)有技術(shù)中，解決電子設(shè)備散熱有些是通過(guò)各種形式的散熱器來(lái)解決，但 在電子設(shè)備中，各種電子元件與散熱器之間有許多接觸面，他們之間存在空隙， 導(dǎo)致熱流不暢，為了解決這一問(wèn)題，通常在接觸面之間填充導(dǎo)熱硅橡膠片，利 用導(dǎo)熱硅橡膠片其材質(zhì)的柔軟性及在低壓迫力作用下的彈性變量，為其粗糙表 面構(gòu)造密合接觸，以便將微處理器、繪圖處理器和其它重要芯片產(chǎn)生的熱量帶 走，降低乃至消除種電子元件與散熱器之間接觸面處的空氣熱阻。

目前，業(yè)內(nèi)對(duì)導(dǎo)熱硅橡膠的散熱模式大多選用如下方式：

1、業(yè)內(nèi)絕大部分都是選用金屬氧化物、氮化物和碳化物(譬如：氧化鋁、 氮化鋁等)等無(wú)機(jī)非金屬材料作為填料對(duì)聚合物進(jìn)行填充，制備出絕緣型導(dǎo)熱 硅橡膠材料，但存在導(dǎo)熱性能差，我國(guó)國(guó)內(nèi)制造的導(dǎo)熱硅橡膠材料，它的導(dǎo)熱 系數(shù)一般在1.5-3W/m·k左右，不適合大功率元器件的散熱需求。因而開(kāi)發(fā)出 一種高導(dǎo)熱的硅橡膠片材就成為一種客觀需求。

2、另一種就是選用金屬粉體或者碳纖維、石墨烯、碳納米管等碳基材料， 作為填料對(duì)聚合物進(jìn)行填充，制備出的導(dǎo)熱硅橡膠導(dǎo)熱性能有大幅度提升，其 導(dǎo)熱系數(shù)可以做到5.0-8W/m·k或更高，但它同時(shí)其導(dǎo)電性能也很高，其安全 性受到很大的制約，從而在實(shí)際的應(yīng)用中有很大的局限性，大部分棄用該方案， 只用在非常特殊的要求不高的導(dǎo)熱領(lǐng)域中應(yīng)用。如何保持高的導(dǎo)熱性，而又把 導(dǎo)電性控制在合理的范圍，這是個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

目前，業(yè)內(nèi)的解決方案一般就是想辦法增加更多的無(wú)機(jī)非金屬材料來(lái)提高 其導(dǎo)熱性，但添加量過(guò)多的話(huà)又影響其流動(dòng)性，增加制備的難度。這種工藝就 容易造成混合不均勻，固化難，制成的產(chǎn)品容易碎裂，力學(xué)強(qiáng)度不過(guò)關(guān)等，導(dǎo) 致產(chǎn)品質(zhì)量低下。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的導(dǎo)熱硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)低或者導(dǎo)電性強(qiáng)，或 導(dǎo)熱性高，力學(xué)性差的的缺點(diǎn)本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料基材及其制 備方法，其采用鍍鎳碳納米管及鍍鎳石墨烯組成高導(dǎo)熱主簇體，可以有效保證 材料的優(yōu)秀導(dǎo)熱性能，采用硅油填料作為主結(jié)構(gòu)料，保證了材料良好的物理、 化學(xué)指標(biāo)，從而在工藝上更簡(jiǎn)單地制備出一個(gè)具有良好的導(dǎo)熱性能，并且保持 了其固有的絕緣性、回彈性和柔順性的硅橡膠材料。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料基材， 基材包括導(dǎo)熱填料基料及助劑，導(dǎo)熱填料包括占重量百分比為0.5-1.2％的鍍鎳石 墨烯片、占重量百分比為0.5-6％的鍍鎳碳納米管和占重量百分比為0.5-6％的碳 纖維，基料包括占重量百分比為5-15％的甲基乙烯基硅橡膠、占重量百分比為 60～80％的二甲基硅油和占重量百分比為3-15％的羥基硅油，助劑為占重量百分 比為1-5％的硫化劑。

一種熱硅橡膠復(fù)合材料的制作方法，其制備方法包括下述步驟：

(1)硅橡膠基體制備：將甲基乙烯基硅橡膠與二甲基硅油進(jìn)行混合研磨， 使其混合均勻，得到硅橡膠基體；

(2)真空混煉：在步驟1中所得到的硅橡膠基體加入羥基硅油，然后依次 加入導(dǎo)熱填料中的配料，依照填料質(zhì)量分量從少到多的順序依次添加到硅橡膠 基體中，進(jìn)行混煉，真空捏合30-40分鐘，得到導(dǎo)熱硅橡膠混煉膠；

(3)、把步驟2中得到的導(dǎo)熱硅橡膠混煉膠灌注到模具中,模具外側(cè)環(huán)繞勵(lì) 磁線圈，調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流大小來(lái)控制磁回路中磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使原先隨機(jī) 分散在硅橡膠基體中的帶磁性碳基粒子,在磁場(chǎng)作用下這些粒子成鏈狀或網(wǎng)狀 排列；

(4)、高溫固化：把裝有已經(jīng)磁場(chǎng)導(dǎo)向好的混合物的模具放入烤箱中，在 120-160℃溫度下固化15-25分鐘，得到成型好的片狀硅橡膠復(fù)合材料。