[發明專利]一種計算機散熱用碳納米管摻雜導熱硅脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201810843907.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109233282B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 孫蓓蓓
• 申請（專利權）人: 淄博職業學院
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08L83/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K5/17;C09K5/14
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 李浩成

本發明屬于導熱硅脂技術領域，具體涉及一種計算機散熱用碳納米管摻雜導熱硅脂及其制備方法。本發明對單壁碳納米管依次經過酸化形成羧基、氯化亞砜酰氯化、與巰基苯胺形成酰胺，最終經異氟爾酮二異氰酸酯對巰基封端制備出有機改性碳納米管；本發明制備出的有機改性碳納米管作為導熱硅脂的填料極大改善了導熱硅脂的散熱性能，導熱率可達到6.98 W/(m.K)。

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散熱用碳納米管摻雜導熱硅脂及其制備方法。

背景技術

隨著計算機技術的飛速發展，作為計算機系統核心的中央處理器(Centralprocessing unit,CPU)的運算速度越來越快，其發熱量也隨之增大。如果CPU散熱不好，溫度過高,很容易導致計算機在運行過程中出現熱啟動，死機等問題。因此，為CPU提供良好的散熱系統是保證計算機正常工作的重要條件之一。

導熱硅脂是含有硅油的膏狀物，不同的導熱硅脂有著不同的導熱性能。由于制造工藝的限制，在CPU和散熱片之間即使是很光滑的面-面接觸也不可避免地存在一定空隙，而空隙的存在將嚴重地影響CPU的散熱效果。人們通常用導熱硅脂填充在這些空隙中，以保證CPU和散熱片之間的良好接觸，增大接觸面積，最終達到提高傳熱效率的目的。因此，導熱硅脂散熱性能的好壞對CPU的散熱將有著關鍵的影響。

碳納米管具有高導熱率，分子動力學模擬計算的單壁碳管(SWNT)的室溫熱導率高達6600W/(m.K)，試驗測試出多壁碳納米管(MWNT)的室溫熱導率達3000W/(m.K)，所以碳納米管通常作為導熱硅脂的添加劑用來改善導熱硅脂的熱導率；南昌大學劉俊峰等人(材料科學與工程學報，2009年，27(2):271-273，碳納米管/導熱硅脂復合材料的導熱性能)中對碳納米管依次進行酸化、酯化后作為添加劑添加到AS-610B導熱硅脂中，其導熱系數由改性前的0.385W/(m.K)提高到0.725W/(m.K)；華北電力大學陳川等人(中國膠黏劑，2017年，26(8):42-47，碳納米管/氮化硼導熱硅脂的制備及其導熱性能研究)以甲基硅油為基礎油、無水乙醇為分散劑、CNTs(多壁碳納米管)/BN(氮化硼)混雜物為導熱填料,制備出CNTs/BN復合導熱硅脂；加入CNTs(多壁碳納米管)后復合導熱硅脂的熱導率由0.6117W/(m.K)提高到0.6994W/(m.K)，提高了14.3％。

目前雖有多種碳納米管制備的導熱硅脂，其熱導率也較碳納米管摻雜改性前有所提高，但最終制備出的導熱硅脂熱導率仍較低，所以如何對碳納米管進行修飾改性制備出高熱導率的導熱硅脂是目前技術研發的重要方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種高熱導率的計算機散熱用碳納米管摻雜導熱硅脂，本發明對單壁碳納米管依次經過酸化形成羧基、氯化亞砜酰氯化、與巰基苯胺形成酰胺，最終經異氟爾酮二異氰酸酯對巰基封端制備出有機改性碳納米管；本發明制備出的有機改性碳納米管作為導熱硅脂的填料極大改善了導熱硅脂的散熱性能，導熱率可達到6.98W/(m.K)。

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種有機改性碳納米管的制備方法，所述有機改性碳納米管由濃硫酸和濃硝酸酸化在單壁碳納米管上引入羧基、氯化亞砜與羧基反應形成酰氯、對巰基苯胺與酰氯形成酰胺，最后經異氟爾酮二異氰酸酯封端制備而成；

優選的，有機改性碳納米管的制備方法具體包括如下步驟：

1)將20mg單壁碳納米管置于25ml濃硫酸和濃硝酸的混合液(濃硫酸/濃硝酸＝3：1)中超聲回流反應6-8h，然后降溫至室溫后在3000rpm下離心，水洗至濾液成中性后在90℃下真空干燥至恒重得羧基碳納米管；FT-IR(KBr):1730cm^-1的羰基特征峰；在酸性條件下，在單壁碳納米管的表面引入羧基；