[發明專利]一種計算機CPU用導熱硅脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201810749598.2
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109111742B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 孫蓓蓓
• 申請（專利權）人: 江門市硅成新材料有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/06;C08L83/07;C08K9/10;C08K3/28;C08K3/22;C08K3/34;C08K5/3445
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發明屬于導熱硅脂技術領域，具體涉及一種計算機CPU用導熱硅脂及其制備方法。本發明首次采用丙烯酸基?籠形聚倍半硅氧烷對導熱填料進行包覆，與有機硅油基底材料和1?烯丙基?3?甲基氯化咪唑組成了一種高熱導率的導熱硅脂組合物；本發明導熱硅脂成分和制備方法簡單，熱導率高，可滿足大型計算機CPU對熱導率的要求。

技術領域

本發明屬于導熱硅脂技術領域，具體涉及一種計算機CPU用導熱硅脂及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著科學技術的發展，集成電路的密集化及微型化程度越來越高，電子元器件不斷變小并且以更快的速度運行，功率密度不斷增加，計算機等電子儀器在單位面積內會產生更多的熱量。據統計，由于過熱引起的CPU失效占CPU失效總數的55％，而且，工作溫度每升高10％，可靠性就降低50％。

由此開發出許多散熱技術和散熱材料，其中熱界面材料因為能有效降低發熱源和散熱器之間的界面熱阻而得到廣泛應用，并衍生出很多品種，導熱硅脂就是其中一種。根據應用環境的不同，硅脂又分為導電導熱型和絕緣導熱型，主要區別在于其填充的粉體顆粒本身是否導電。由于硅脂往往比散熱器還接近熱源，其耐熱性能的好壞直接決定了系統的壽命和可靠性。

為了提高導熱硅脂組合物的熱導率通常采用提高導熱硅脂組合物中固含量，但是現有導熱硅脂組合物的固含量已達到90％，所以單純從提高固含量方面來提高導熱硅脂組合物的熱導率已經沒有提升空間。清華大學陳克新等人(CN 101294067 B)中采用硅烷偶聯劑在導熱粉體的表面進行包覆制備出導熱硅脂組合物，雖然在一定程度上解決了單純提高導熱硅脂組合物固含量無法提升熱導率的缺陷，但是該方法制備出的導熱硅脂組合物的熱導率最高僅為6.9W/(m·K)。

人工智能和大數據時代對計算機CPU的散熱性能要求不斷提高，所以開發熱導率更高的導熱硅脂對于人工智能和大數據發展具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種高熱導率的導熱硅脂，本發明首次采用丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷對導熱填料進行包覆，與有機硅油基底材料和1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑組成了一種高熱導率的導熱硅脂組合物；本發明導熱硅脂成分和制備方法簡單，熱導率高，可滿足大型計算機CPU對熱導率的要求。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種計算機CPU用導熱硅脂，所述計算機CPU用導熱硅脂按重量百分比計算由以下成分組成：基底材料10.0％wt-60％wt，1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑0.1％wt-0.5％wt，余量為丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷包覆的導熱填料；本發明采用丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷對導熱填料進行包覆，增強了導熱填料與基底材料的相容性，提高了導熱硅脂體系熱導率；

所述基底材料為二甲基硅油、環氧改性硅油、乙烯基硅油、苯甲基硅油、羥基硅油、甲基長鏈烷基硅油中的至少一種；

所述導熱填料為金剛石、氧化鋁、氧化鋅、氮化鋁、碳化硅、氮化硼中的至少一種；導熱填料種類對導熱硅脂熱導率起著主要作用，不同填料種類熱導率不同；

所述丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷包覆的導熱填料是由以下制備方法制備：將導熱填料和丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷分散于乙腈溶液中超聲，然后加入硫酸亞鐵和過硫酸鉀于70-80℃下反應16-18h后降溫至室溫過濾、乙醇淋洗后干燥得丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷包覆的導熱填料；本發明采用硫酸亞鐵和過硫酸鉀為引發劑形成自由基作用于導熱填料上，然后與丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷發生聚合，最終在導熱填料上形成丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷的包覆層；

優選的，所述丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷包覆的導熱填料制備過程中按重量比計算，導熱填料：丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷＝1:0.3-0.5；本發明通過調節丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷的加入量從而調節包覆層的厚度，試驗證實加入的丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷大于導熱填料重量的0.8時，導熱硅脂的熱導率驟降，可能是由于丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷包覆量過多時導致包覆層過厚，反而影響熱量在導熱填料之間的傳遞；