[發明專利]導熱墊片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110654547.3
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113334731A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 葛翔;李峰;李壯;張耀輝;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: B29C48/305
• 分類號: B29C48/305;B29C48/00;B29C35/02;C09K5/14;B29L7/00
• 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;康穎

本發明提供一種導熱墊片及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)將粘結劑、二維導熱填料以及可選的其他成分混合、并可選地真空脫泡后，得到混合物料；(2)將所述混合物料經分?合式模頭擠出成片材；(3)將所述片材經過牽引、壓延和硫化，得到所述導熱墊片。

技術領域

本發明涉及一種導熱墊片及其制備方法，更具體而言，涉及一種二維導熱填料增強的縱向導熱墊片，屬于導熱散熱技術領域。

背景技術

現有的縱向高導熱墊片，主要的方法包括：磁場定向法、靜電植絨法、擠出法。

磁場定向法的原理是，通過超強磁場(如10T)將各向異性導熱填料(如炭纖維)沿著磁場方向進行定向，從而獲得縱向高導熱墊片。由于導熱填料在基體膠中具有很高的填充量(如80wt.％)，造成物料的粘度很大(如10⁶mPa·s)，要求超大型超導磁體形成穩態磁場，設備設計異常復雜，要求異常苛刻且造價非常昂貴，不利于連續化生產。此外，穩態超強磁場設備的內腔尺寸一般較小(小于300mm)，因此磁場定向法難以制備較大面積的高導熱墊片。

靜電植絨法的原理是，通過超強電場，在底膠上將各項異性導熱填料(如炭纖維)進行定向植絨，再經過液相浸漬將各項異性導熱調料浸沒，最終得到縱向高導熱墊片。超強電場要求多次的涂敷-植絨-浸漬-固化循環，其工藝過程較為復雜，且植絨時各向異性填料的定向性難以把控，浸漬所用溶液須具有流動性，會導致填充量大幅下降，并且，浸漬過程中部分氣泡可能得不到有效的排除，這些不利因素最終影響了產品的導熱效果。

擠出法的原理是，在擠出機將物料擠出的過程中，各項異性導熱填料(如炭纖維)沿著流體流動的方向進行定向排列。將擠出的物料進行堆疊、熱壓、固化、切片后，得到縱向高導熱墊片。該方法中，物料擠出時需要通過狹縫，其厚度較薄，一般不超過10mm，因此需要將擠出成型的物料進行堆疊，壓制成型。其工藝步驟較為復雜，且在堆疊時存在較大的縫隙，易造成壓制后的材料存在空洞。同時由于縫隙處的融合，以及壓制時的溢流等原因，容易造成物料中導熱填料取向的改變。此外，由于堆疊后需要進行模壓成型，并于擠出的垂直方向上進行裁切成片，因此該方法規模化、連續化程度較低，不僅難以制備較大片的高導熱墊片，而且墊片的厚度、表面粗糙度等均難以控制，容易造成應用熱阻上升的問題。

背景技術部分的內容僅僅是發明人所知曉的技術，并不當然代表本領域的現有技術。

發明內容

針對現有技術存在問題中的一個或多個，本發明采用分-合式模頭制備法，直接實現二維導熱填料在基體中沿縱向進行排列，從而直接得到二維導熱填料增強的縱向導熱墊片。

本發明涉及的制備導熱墊片的方法，包括以下步驟：

(1)將粘結劑、二維導熱填料以及可選的其他成分混合、并可選地真空脫泡后，得到混合物料；

(2)將所述混合物料經分-合式模頭擠出成片材；

(3)將所述片材經過牽引、壓延和硫化，得到所述導熱墊片。

其中，所述粘結劑選自熱固性樹脂、熱塑性樹脂、熱塑性彈性體或其混合物中至少一種，優選液體硅膠，更優選雙組分加成型液體硅膠。優選地，所述液體硅膠，可以列舉聚二甲基環硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、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、氰基硅氧基硅烷、α,ω-二乙基聚二甲基硅氧烷。

其中，所述粘結劑在所述混合物料中的含量為5wt.％-40wt.％，優選10wt.％-30wt.％，更優選15wt.％-20wt.％.

其中，所述二維導熱填料選自石墨烯、石墨、氮化硼等中至少一種。

其中，所述各二維導熱填料經過表面處理，優選地，所述表面處理為化學處理或物理處理。