[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱凝膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010675663.9
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111777994B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志軍;孟鴻;王飛;劉繼鋒;羊輝
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東陸祥新材料科技有限公司
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

本發(fā)明公開一種導(dǎo)熱凝膠及其制備方法，該導(dǎo)熱凝膠包括以下重量份的組分：球形復(fù)合導(dǎo)熱填料50～90份；一維結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料0.5～5份；二維結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料0.5～5份；抗氧化劑0.1～0.5份；有機硅凝膠4～10份；有機硅凝膠由包括乙烯基硅油、含氫硅油組分的A和包括乙烯基硅油、鉑金催化劑的組分B構(gòu)成；球形復(fù)合導(dǎo)熱填料的平均粒徑為0.5～30μm，一維結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料的平均長度為1～50μm，二維結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料的平均粒徑為0.5～30μm。本發(fā)明通過將不同尺寸和形狀、導(dǎo)熱系數(shù)高的導(dǎo)熱填料進行復(fù)配，得到了具有高導(dǎo)熱系數(shù)、良好的流動性并可以進行點膠作業(yè)的導(dǎo)熱凝膠，制備過程簡單，具有美好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)熱凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)熱凝膠是以硅油和導(dǎo)熱填料等各種材料制備成的一種導(dǎo)熱界面材料。它能夠填充各種縫隙，減小發(fā)熱部位與散熱部位間的接觸熱阻，形成散熱通道，同時還能起到絕緣、減震、密封等作用。

與導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱墊片相比較，導(dǎo)熱凝膠同時具備導(dǎo)熱硅脂與導(dǎo)熱墊片的優(yōu)點。在其未固化前是流動性膏體，能夠填充復(fù)雜的形狀，而在一定的溫度下可固化，固化后具備導(dǎo)熱墊片的特點，特別適用于需要長期使用而且填充形狀較為復(fù)雜的工況。

目前市場上的導(dǎo)熱凝膠，其導(dǎo)熱系數(shù)一般在4W/mK以下，導(dǎo)熱凝膠組分中的導(dǎo)熱填料主要是傳統(tǒng)材料組成，比如鋁粉、氧化鋁等。為開發(fā)出大于4W/mK的高性能導(dǎo)熱凝膠以滿足新能源汽車電池組和5G通信產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用中熱管理等產(chǎn)業(yè)的需求，研究人員提出了使用碳納米管、石墨烯、氮化硼、氮化鋁作為導(dǎo)熱填料。申請?zhí)枮?01910488585.9，申請公布日為2019.10.15，名稱為“一種含碳納米管的導(dǎo)熱凝膠及其制備與應(yīng)用”的專利公開了一種使用碳納米管和常規(guī)填料配合使用作為導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱凝膠及其制備方法。申請?zhí)枮?01611108037.1，申請公布日為2018.06.12，名稱為“一種含石墨烯的導(dǎo)熱凝膠及其制備與應(yīng)用”的專利公開了一種由以石墨烯和常規(guī)填料配合使用作為導(dǎo)熱填料，以硅油作為基體，制備出了石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱凝膠材料。申請?zhí)枮?01710619100.6，申請公布日為2017.12.08，名稱為“一種雙組分導(dǎo)熱凝膠及其制備”的專利公開了一種導(dǎo)熱凝膠，由氮化硼、氮化鋁和氧化鋁粉體作為導(dǎo)熱填料復(fù)配而成。

上述專利申請使用碳納米管、石墨烯、氮化硼、氮化鋁等作為導(dǎo)熱填料，氮化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為70-270W/mK，氮化硼的導(dǎo)熱系數(shù)為56-79W/mK，石墨烯水平方向的導(dǎo)熱系數(shù)為5000W/mK，但是由于這些材料與硅油的相容性非常差，導(dǎo)致其填充率非常低，導(dǎo)熱填料之間由于大量硅油的存在，使得制備的導(dǎo)熱凝膠導(dǎo)熱系數(shù)較低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種在使用前具有流動性，且可固化的導(dǎo)熱凝膠，即通過將不同尺寸和形狀、導(dǎo)熱系數(shù)高的導(dǎo)熱填料進行復(fù)配，得到了具有高導(dǎo)熱系數(shù)、良好的流動性并可以進行點膠作業(yè)的導(dǎo)熱凝膠，有效解決了現(xiàn)有導(dǎo)熱填料與硅油相容性差的問題。

本發(fā)明的另一個目的是提供上述導(dǎo)熱凝膠的制備方法，通過將導(dǎo)熱填料高速混合后再在真空條件下分別與有機硅凝膠組分混合，該制備工藝保證了導(dǎo)熱凝膠組分的均一性，消除了導(dǎo)熱凝膠內(nèi)部的微小氣孔，從而進一步減小導(dǎo)熱凝膠內(nèi)部組分之間的接觸熱阻，提高其導(dǎo)熱性能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種導(dǎo)熱凝膠，包括以下重量份的組分：

球形復(fù)合導(dǎo)熱填料50～90份；一維結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料0.5～5份；二維結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料0.5～5份；抗氧化劑0.1～0.5份；有機硅凝膠4～10份；

其中，所述有機硅凝膠由組分A和組分B按照1:(1～1.02)的質(zhì)量比構(gòu)成，所述組分A包括乙烯基硅油和含氫硅油，所述含氫硅油與組分A的質(zhì)量比為(5～9)：50，所述組分B包括質(zhì)量比為100：(0.01～1.4)的乙烯基硅油和鉑金催化劑；