[發明專利]絕緣導熱墊片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110653945.3
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113337121A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 葛翔;石燕軍;李峰;李壯;周步存
• 申請（專利權）人: 常州富烯科技股份有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L79/08;C08K7/00;C08K3/38;C08L23/06;C08L23/12;C08K3/28;C08L25/06;C08L77/00;C08L83/08;C08K3/34;C08L27/18;C08L67/02;C08L55/02
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

本發明涉及一種絕緣導熱墊片，包括絕緣導熱材料、高分子聚合物與粘結劑，所述絕緣導熱材料為二維片狀結構，所述二維片狀結構沿著該絕緣導熱墊片的厚度方向取向，所述高分子聚合物呈絲狀，將二維片狀結構相互連接，最終貫穿于所述絕緣導熱墊片內部，所述二維導熱填料選自氮化硼、氮化鋁、碳化硅中的至少一種。

技術領域

本發明涉及導熱散熱材料、導熱界面材料、熱管理材料等領域。

背景技術

在5G基站、筆記本電腦、高功率LED顯示器等電子器件中，需要散熱器將加熱元件產生的熱量及時散發，以保證電子器件的運行穩定性。大多數情況下，發熱元件與散熱器之間需要設置導熱墊片，用于降低界面熱阻。隨著電子器件功率的大幅提升，普通的導熱墊片(導熱系數一般在10W/(m·K)以下)已經遠遠不能滿足散熱需求。

專利文獻CN109891578A公開了一種垂直排列高導熱碳纖維為主要導熱填料的導熱墊片，其導熱系數可以達到25W/(m·K)及以上。然而，這些高導熱墊片中主要的導熱填料均具有較高的導電性，在應用時存在引起電子器件短路的風險。

另一方面，氮化硼、碳化硅、氮化鋁等二維導熱材料在具有較高的導熱性能同時兼具絕緣性。若采用片狀的氮化硼、碳化硅和氮化鋁，并使它們在導熱墊片中沿著厚度方向進行排列，可以得到絕緣導熱墊片。此外，對于二維導熱填料來講，片徑越大，所得導熱墊片的導熱性能越高。然而，片狀材料在粘結劑例如有機硅膠中的填充量普遍較小，且較大的片徑會進一步增加填充難度，最終得到的墊片導熱性能往往并不理想。

因此，亟需提供一種兼具絕緣性和優異導熱性的導熱墊片及其制備方法。

發明內容

鑒于上述諸問題，本發明提供一種具有絕緣且導熱性優異的導熱墊片，其既可以實現二維片狀高導熱絕緣填料的高填充量，又可以填充片徑較大的二維高導熱絕緣填料，并且能夠保證二維片狀高導熱填料沿著厚度方向進行排列，因此在提供優異導熱性的同時還保證了絕緣性，能夠避免電子器件短路問題。另外，本發明還提供一種制備該絕緣導熱墊片的方法。

根據本發明的一個方面，提供一種絕緣導熱墊片，其具有二維導熱填料、網絡結構與粘結劑，其中高分子絲狀物首先將二維導熱填料相互連接，并最終貫穿于整個體系中形成網絡結構，從而提升了整體的力學性能；同時，二維導熱的填料沿著該絕緣導熱墊片的厚度方向取向。

其中，所述二維導熱填料占比50wt％-92wt％，優選60wt％-80wt％，更優選65wt％-75wt％。

其中，所述網絡結構由高分子聚合物拉絲形成。

其中，所述高分子聚合物占比1wt％-5wt％，優選為2wt％-4wt％。

其中，所述粘結劑占比5wt％-49wt％，優選為15wt％-40wt％，更優選20wt％-30wt％。

其中，所述二維導熱填料選自氮化硼、氮化鋁、碳化硅中的至少一種。

其中，所述二維導熱填料在片徑5-300μm，優選10-200μm，最優為20-50μm。

其中，所述高分子聚合物選自PI、PE、PP、PS、PA、PTFE、ABS、PET、PVDF中的至少一種，并且優選地所述高分子聚合物為拉絲級。

其中，所述粘接劑選自聚氨酯、丙烯酸樹脂、有機硅膠中的至少一種。

其中，所述有機硅膠為液體有機硅膠，選自α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基環硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、α,ω-二羥基聚甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷、α,ω-二乙基聚二甲基硅氧烷、氰基硅氧基硅烷中的至少一種。

其中，所述絕緣導熱墊片，其厚度為0.25-5mm，優選0.5-2mm。