[发明专利]导热填隙材料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学材料，特别是一种导热填隙材料的制备及应用。

背景技术

导热填隙材料主要用于导热垫片，目前传统导热垫片材料为导热填充与基础材料在有效硫化剂的作用下，成型成不同厚度及形状的衬垫。传统导热垫片硬度高，装配需要较大压缩力，容易损伤元器件，而且较难排出介面气泡，影响导热性；在介面不规则且复杂的填隙部位，材料极易被刺穿，电绝缘性能失去，使系统失效。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服目前导热垫片压缩应力大，材料装配过程中变形，刺穿，以及高温环境中使用导热性能下降等问题，提供一种导热填隙材料，其具有超低硬度、超低模量，以及高度的表面适应性，装配时无需较大压缩力，兼具可塑性，防刺穿，不变形，节省装配时间，提高生产效率。

本发明的另一个目的是提供上述导热填隙材料的制备方法。

一种导热填隙材料，所述材料由以下重量份数的物质制成：

高分子聚合物：10-100份；

所述高分子聚合物选自乙烯基树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂和含硅的改性树脂中的一种或几种；优选分子量60万硅橡胶。

导热粉：500-1800份；

所述导热粉选自氮化铝、氮化硼、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌和碳化硅中的一种或几种；优选重量比为1∶1的碳化硅和氧化铝的混合物。

阻燃助剂：1-100份；

加工助剂：0.5-5份；

交联助剂：5-60份。

本发明的导热填隙材料，所述材料中还含有补强体系，所述补强体系选自玻璃纤维、尼龙、PE膜和硅胶布中的一种或几种。优选尼龙。

本发明将高分子聚合物和导热粉混合后经过高温处理，在加工助剂辅助下，可在模具内交联为三维网状结构，获得较好的物理性能。其柔软的特性由高分子聚合物不饱和键含量与交联剂用量控制；补强体系可选择性加入，可增强物理性能，防刺穿，防变形等。

本发明的导热填隙材料，所述阻燃助剂选自氢氧化铝和/或氧化铝。优选氢氧化铝。

本发明的导热填隙材料，所述加工助剂选自滑石、二氧化硅、陶瓷和二氧化钛中的一种或几种。优选二氧化硅。

本发明的导热填隙材料，所述交联助剂选自含氢硅油、铂族金属基催化剂、双二四和双二五中的一种或几种。优选双二五。

本发明的导热填隙材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将导热粉高温脱水除杂；

(2)将高分子聚合物和脱水除杂后的导热粉混合，在密闭加压高温容器中分散均匀，得到一混合物；将加工助剂加入之前所得混合物中，再加入硫化剂，搅拌均匀；

(3)将所得混合物转入高温容器，在高温中硫化，得到导热填隙材料。

上述制备方法，所述步骤3)中硫化温度为75-200℃。优选180℃。

上述制备方法，步骤2)中还包括准备补强体系，将补强体系放入容器中的步骤。

本发明制得的导热填隙材料用于导热垫片，有超低硬度、超低模量，以及高度的表面适应性，装配时无需较大压缩力，兼具可塑性，防刺穿，不变形，节省装配时间，提高生产效率。

根据本发明的一种具体实施方式，本发明的导热填隙材料的一种优选实施配方如下所示：

本发明制得的导热填隙材料用于导热垫片，具有以下优点：

1、超低硬度使其具有超低模量，以及高度的表面适应性；

2、单面或双面自然黏性，不需额外添加粘合剂(额外添加剂将降低导热性)；

3、更低的出油率又比同类产品更环保，不易污染器件；

4、同时，导热填隙材料可选择是否需要补强，兼具可塑性，防刺穿，不变形，节省装配时间，提高生产效率。

本发明中使用的原料物质均有市售。

具体实施方式

为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：

实施例1：

一种超低硬度且单面纤维补强的导热填隙材料，配方如下：

上述导热填隙材料的制备方法，包括如下步骤：

将导热粉在200℃烘烤48H脱水除杂；

将高分子聚合物和脱水除杂后的导热粉混合，在密闭加压高温容器中分散均匀，得到一混合物；将加工助剂在开放式炼胶机中加入之前所得混合物中，再加入硫化剂，搅拌均匀；

将所得混合物转入高温容器，在180℃硫化，得到导热填隙材料，再制成导热垫片。