[發明專利]一種高導熱、高電絕緣性的凝膠片及其制備方法

在審

• 申請號: 201810308965.5
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108641371A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 谷長棟;李廣龍;趙固;趙洪軍
• 申請（專利權）人: 蘇州創勵新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/04;C08K13/04;C08K3/32;C08K7/24;C08K3/38
• 代理公司: 蘇州周智專利代理事務所(特殊普通合伙) 32312
• 代理人: 周雅卿

本發明公開了一種高導熱、高電絕緣性的凝膠片及其制備方法，包括有機硅聚合物、導熱粉體和助劑；有機硅聚合物為乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷中的一種或幾種；有機硅聚合物的膠系粘度為300?1000mPa·s；導熱粉體包括氧化物、氮化物、石墨、磷化鎵和陶瓷類粉體中的至少一種；氮化物為氮化鋁、氮化硼納米管和氮化硼納米片；助劑包括偶聯劑和分散劑。通過上述方式，本發明能夠解決了現有凝膠片導熱性能差、電絕緣性差等技術問題，以改善現有凝膠片的導熱性能、電絕緣性，達到提高凝膠片的導熱系數、提高電絕緣性、減少因為漏電導致產品報廢的目的。

技術領域

本發明屬于熱界面材料技術領域，特別是涉及一種高導熱、高電絕緣性的凝膠片及其制備方法。

背景技術

隨著各種電子、電器產品的多功能化和小型化，其因為散熱問題帶來的負面影響也隨之日益嚴重。由于內部溫度提高會帶來電子元件壽命降低、芯片處理速度減慢、閑置功率增加等一系列問題，散熱設計已成為現代電子電器行業的重要組成部分。使用散熱片導出熱量是最常用的散熱設計之一，但是由于散熱片與熱源之間存在不可避免的縫隙，會極大地降低散熱效果。

熱界面材料(TIM)，又稱為導熱材料，用于填充熱源與散熱片之間接合或接觸時產生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，極大的提高散熱片與熱源之間的實際接觸面積，降低體系熱阻，提高了器件散熱的性能。熱界面材料包括導熱硅脂、導熱凝膠片、導熱膠粘劑、相變材料等不同種類。

導熱凝膠片，是一種近些年出現的新型的熱界面材料。導熱凝膠片是一種由高可塑性材料壓制而成的片材，可根據要求制備不同厚度的產品，并可根據需要裁切成不同形狀，易于使用。由于導熱凝膠片柔軟且易于形變，在施加壓力的情況下可以緊密的貼合在不同材料表面，從而大幅度降低界面接觸熱阻。尤其針對不同位置縫隙寬度差別較大的應用環境，由于導熱凝膠片的無限壓縮性，可以將縫隙充分填充而提高系統的導熱散熱性能。另外，由于導熱凝膠片本身為固體材料，產品內部成分均一穩定，從而避免了出現導熱硅脂的分層、變干、流淌等現象，大幅度提高了電子電器產品的穩定性和可靠性。

導熱凝膠片的基本配方為導熱填料和硅油，其中，常用導熱填料多為金屬氧化物與氫氧化物，如氧化鋅、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鋁和氫氧化鎂等。金屬氧化物與氫氧化物價格低廉，但導熱系數較低，通常只有10～40W/m·K，由其制備的導熱凝膠片導熱系數通常只有1～3W/m·K，產品導熱性能差。硅油方面，最常用的原料為粘度1000～3000mPa·s的甲基硅油，附以分子量20～60萬的有機硅生膠。由于體系的粘度較大，與導熱填料混合時需要在加熱的情況下長時間混合，且降低了導熱填料的添加量，進一步降低了產品的導熱系數。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種高導熱、高電絕緣性的凝膠片及其制備方法，能夠解決了現有凝膠片導熱性能差、電絕緣性差等技術問題，以改善現有凝膠片的導熱性能、電絕緣性，達到提高凝膠片的導熱系數、提高電絕緣性、減少因為漏電導致產品報廢的目的。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種高導熱、高電絕緣性的凝膠片，原料包括有機硅聚合物、導熱粉體和助劑；

所述有機硅聚合物為乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一種；所述有機硅聚合物的膠系粘度為300-1000mPa·s；

所述導熱粉體包括氧化物、氮化物、石墨、磷化鎵和陶瓷類粉體中的至少一種；所述氮化物為氮化鋁、氮化硼納米管和氮化硼納米片；

所述助劑包括偶聯劑和分散劑，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的至少一種；所述分散劑為聚乙二醇200。

進一步地說，所述導熱粉體為磷化鎵、氮化硼納米管和氮化硼納米片。