[發明專利]一種新型非金屬高導熱復合材料

在審

• 申請號: 202011419694.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112898725A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 甘秋洋;陳鵬
• 申請（專利權）人: 廈門泰啟力飛科技有限公司
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08K3/04;C09K5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種新型非金屬高導熱復合材料，所述高導熱復合材料由下列重量份的原料組成：5~20重量份的碳單質納米材料、30~45重量份的石墨微粉、50~80重量份的高分子樹脂組成，所述碳單質納米材料與石墨粉末的總量之和不超過高導熱復合材料的50%。現有鋁合金材料被廣泛設計與應用于導熱散熱體當中，但鋁作為導熱散熱基礎材料，在其加工的過程及使用中具有加工過程耗能巨大、加工環境差、污染嚴重、易爆炸等缺點，本發明通過采用碳單質納米材料和石墨微粉，有效提高高分子材料的散熱性能，實現非金屬高導熱復合材料的制備，有效替換鋁材進行散熱器的生產。

技術領域

本發明涉及以碳單質為功能填充的非金屬導熱散熱材料及該材料的成型工藝；具體為采用一種材料復合預制技術，將碳單質、酚醛樹脂充分混合并預制蓬松顆粒或料塊，并通過一定外形的模具，在模具模腔中施加高溫與高壓，將預制顆粒/料塊單獨或結合其它結構材料，壓縮固化成型。預制材料在高溫高壓狀態下，進行化學反應的同時，質地由蓬松向致密轉化，并形成高導熱能力。

背景技術

現有鋁合金材料被廣泛設計與應用于導熱散熱體當中。金屬通過其自由電子的運動，能將熱量迅速通過電子運動傳遞傳導，相較于普通的高分子有機材料，金屬具備有更優良的導熱性能，更好的延展加工性能。然而鋁作為導熱散熱基礎材料，在其加工的過程及使用中具有加工過程耗能巨大、加工環境差、污染嚴重、易爆炸等缺點，此外鋁材的耐腐蝕性能差，需要經過表面處理才能長久使用，導致了高成本及高額的環保成本。目前絕大部分的表面處理，都存在環保隱患，需要集中管理，集中排放與環保處理。因此極大的增加了制作工藝的復雜性、工序成本、環保成本和管理成本。且鋁的密度高達2.7g/cm3，在一些需要考慮輕量化的場合中，鋁合金散熱器的使用受到了限制，同時增加了運輸成本和工程維護的成本。

發明內容

本發明提供了一種新型非金屬高導熱復合材料，以至少解決現有技術中普通高分子有機材料導熱散熱性能差的問題。

本發明提供了一種新型非金屬高導熱復合材料，所述高導熱復合材料由下列重量份的原料組成：5~20重量份的碳單質納米材料、30~45重量份的石墨微粉、50~80重量份的高分子樹脂組成，所述碳單質納米材料與石墨粉末的總量之和不超過高導熱復合材料的50%。

進一步地，所述碳單質納米材料為碳單質，所述碳單質在其最小單元的三維結構中，其中至少一維的尺度為0.1~100nm。

進一步地，所述石墨微粉的粒徑為0.1um~10um。

進一步地，所述高分子樹脂為酚醛樹脂。

更進一步地，所述酚醛樹脂的粒徑為0.1~10um。

本發明還公開了上述高導熱復合材料的制備方法，包括步驟如下：

步驟1：將酚醛樹脂、碳單質納米材料、石墨微粉混合均勻；

步驟2：將步驟1所得混合物加熱至70~90℃，并進行高速攪拌混合；

步驟3：對步驟2所得混合物研磨，使混合物的顆粒粒徑為3~10mm。

本發明還公開了應用上述高導熱復合材料制備的散熱器及其制備方法，包括步驟如下：

步驟1：選用散熱器模具，并預熱至130~180℃；

步驟2：將高導熱復合材料放入模腔，模具合模，在高溫高壓下固化成型。