[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱絕緣橡膠復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611034098.8
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN108084630A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鷗
• 申請（專利權(quán)）人: 成都善水天下科技有限公司
• 主分類號: C08L53/02
• 分類號: C08L53/02;C08L59/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/14;C08K3/22;C08K3/34;C09K5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種導(dǎo)熱絕緣橡膠復(fù)合材料及其制備方法，包括以下重量份原材料制備而成：30?60份的丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物，5?10份的丙三醇，10?25份的聚甲醛，2?5份的對苯二甲酸，2?5份的氧化鋁，3?6份的玻璃纖維，2?5份的碳化硅，1?3份的偶聯(lián)劑，1?5份的交聯(lián)劑；本發(fā)明復(fù)合材料具有導(dǎo)熱常數(shù)大，力學(xué)性能高的優(yōu)點，促進(jìn)了橡膠復(fù)合材料在需要快速散熱電子器件上的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱絕緣材料領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)熱絕緣橡膠復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的小型化、集約化已經(jīng)成為趨勢。尤其在通信、微波、航空航天、智能手機(jī)等領(lǐng)域，系統(tǒng)的工作頻率逐步提高，芯片的處理能力逐步提升，如何提高電子系統(tǒng)的信號靈敏度、可靠性與散熱成為熱點。電子電器設(shè)備會產(chǎn)生大量熱量，這些熱量若不能及時排出，積聚到一定程度勢必會對電子電器的元器件及設(shè)備本身造成損害。所以必須將其產(chǎn)生的多余熱量及時、有效地傳遞到周圍環(huán)境中去。在散熱工業(yè)中傳統(tǒng)的金屬材料，因其制品的幾何形狀受到很大限制，并且此種散熱裝置與電子元件表面存在一定間隙，從而越來越容易地被一些熱界面材料替代。

為解決該課題，在PCB行業(yè)，普遍采用芯片嵌入金屬基焊接的技術(shù)來解決接地與散熱問題。目前的芯片焊接技術(shù)，主要是芯片與金屬散熱基之間采用錫片焊接，成本高，效率低，工藝復(fù)雜，普遍存在占焊接面積45～35％的空氣泡，導(dǎo)致芯片的接地與散熱功效大為降低，而且在高頻領(lǐng)域容易造成信號完整性問題，大大降低了系統(tǒng)整體可靠性。

隨著材料科學(xué)技術(shù)的不斷突破，一些專門應(yīng)用與電子印刷線路板的導(dǎo)電導(dǎo)熱材料產(chǎn)品應(yīng)運而生。目前市場上的產(chǎn)品以及解決方案，還只能處理金屬基到散熱器的外圍非關(guān)鍵點的導(dǎo)熱導(dǎo)電問題，而沒有涉及芯片側(cè)的核心技術(shù)領(lǐng)域。因此，研制可以在芯片側(cè)應(yīng)用的導(dǎo)熱導(dǎo)電材料，不但是材料技術(shù)方面的突破，而且在應(yīng)用層面解決了PCB行業(yè)的關(guān)鍵點與創(chuàng)新性，促進(jìn)了PCB產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，具有非常重要的經(jīng)濟(jì)價值和實用價值。

高分子材料電絕緣性能優(yōu)異，但導(dǎo)熱系數(shù)非常低，一般為0.2W/m.K，僅是金屬材料的百分之一到千分之一。對于一些既要有高導(dǎo)熱、同時又有絕緣性要求的應(yīng)用場合目前比較常規(guī)的方法是在高分子基材料中添加具有高導(dǎo)熱系數(shù)和高阻抗的無機(jī)填料(氮化鋁、氧化鋁等)，CN02825187.3、CN200880011625.0和CN201010194959.5等專利都是采用這種方法。但采用這種方法制備的材料， 由于導(dǎo)熱填料的大量添加使復(fù)合材料的力學(xué)性能受到了嚴(yán)重的損害， 同時導(dǎo)熱性能的提高也不顯著，一般很難高于2W/m.K。對于LED散熱器、電器散熱器等需要利用散熱器面積快速傳熱的情況，如果材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，則其在長度方向上的熱傳導(dǎo)就非常困難，熱量都集中在很小的區(qū)域中無法擴(kuò)散，導(dǎo)致散熱器的有效面積沒有充分利用，影響了散熱效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有橡膠復(fù)合材料存在的導(dǎo)熱系數(shù)低、力學(xué)性能差的缺陷，提供一種導(dǎo)熱絕緣橡膠復(fù)合材料及其制備方法；本發(fā)明利用高分子的交聯(lián)和雜化原理，使其具有導(dǎo)熱系數(shù)大，力學(xué)性能好的優(yōu)點，促進(jìn)了導(dǎo)熱絕緣材料在需要快速散熱的電子器件上的應(yīng)用。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱絕緣橡膠復(fù)合材料，包括以下重量份原材料制備而成：30-60份的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，5-10份的丙三醇，10-25份的聚甲醛，2-5份的對苯二甲酸，2-5份的氧化鋁，3-6份的玻璃纖維，2-5份的碳化硅，1-3份的偶聯(lián)劑，1-5份的交聯(lián)劑。

一種導(dǎo)熱絕緣橡膠復(fù)合材料，利用多種有機(jī)物的相互交聯(lián)聚合，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能優(yōu)異的高分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中雜化不同導(dǎo)熱材料，三維立體散熱結(jié)構(gòu)，散熱速度增加，導(dǎo)熱性能增大；同時，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使聚合物力學(xué)性能增加，其工作溫度更高；該橡膠復(fù)合材料使用范圍更大，有利于電子行業(yè)的發(fā)展。

優(yōu)選的，其中所述的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物聚合度為200-500。

優(yōu)選的，其中所述的聚甲醛聚合度為40-80。