[发明专利]一种新型散热材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型散热材料，尤其涉及一种含有无机散热纳米材料水性浆料的散热材料及该散热材料的制备方法。

背景技术

现在电子设备的功能越来越强大，然而体积却越来越小，这就使得散热问题成为设计者不得不面对的突出问题，原来的散热不过是装几个风扇、开几个散热孔或者加一些散热片而已，但是对于今天的体积小、发热量大的用电器来说则是远远不够的，必须另辟蹊径。

目前，散热材料主要有三种，即：导热硅脂、散热石墨片、无机纳米粒子-高分子复合散热材料。导热硅脂是高分子材料，热阻抗大，无论水平还是垂直方向都不利于散热，散热石墨片具有独特的晶粒取向，片层状结构可很好地适应任何表面，沿水平和垂直方向均匀导热，热阻抗小、能够屏蔽热源，但是散热石墨片的加工性(高温、高压定型)和应用性(石墨片脆)比较差，不利于应用。

而无机纳米粒子-高分子复合散热材料主要由高分子材料和散热填料(主要由碳材料、金属或陶瓷等组成)，散热涂层材料的颗粒大小和体积分数都影响本体的热导率。目前市面上的散热涂层材料中的散热填料主要是石墨，碳纳米管等；然而上述散热填料与高分子材料的相容性较差，并且纳米散热材料易于聚集，这都严重影响了其导热效果以及稳定性。

发明内容

本发明目的在于为克服现有技术中存在的缺陷，提供一种无机散热纳米材料水性浆料、含有上述无机散热纳米材料水性浆料的散热材料、以及上述材料的制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种无机散热纳米材料水性浆料，包括下述重量份的组分：

无机散热纳米材料        10-25；

改性剂或其溶液          0.5-20；

溶剂        50-100。

其中，所述改性剂溶液使用改性剂与稀释剂混合配置而成，两者的用量比优选为1∶0.1-5(重量比)，其中，稀释剂优选自水、醇、四氢呋喃等，所述醇优选自甲醇、乙醇等。当使用水和醇的混合物时，水与醇的相对用量优选为1∶0.5-1。

优选地，所述无机散热纳米材料选用碳基类纳米材料、金属氮化物或氧化物类纳米材料和金属粒子类纳米材料中的一种或几种的混合物。

优选无机散热纳米材料的BET表面积为25-2500m²/g，优选500-2000m²/g，更优选1000-1500m²/g。

所述无机散热纳米材料的粒径范围优选自10-500nm，更优选50-200nm，最优选50-100nm。

所述碳基类纳米材料优选自纳米碳球、碳纳米管、石墨烯等；所述金属氮化物或氧化物类纳米材料优选自氮化铝、氮化硅、氮化钛、氮化硼、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铍、二氧化钒、氧化锆、氧化铌等；所述金属粒子类纳米材料优选自铜粉、铝粉、银粉、银铜合金、镍等。

优选所述纳米碳球的外壳为多层石墨结构，内部可为中空结构，或内部中空结构含有填充物，该填充物优选金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属硼化物、金属合金等。

优选地，所述无机散热纳米材料选用1-15重量份碳基类纳米材料、1-15重量份金属氮化物或氧化物类纳米材料和1-15重量份金属粒子类纳米材料中两类或三类的复配混合物。

优选地，所述改性剂为大分子改性剂；该大分子改性剂优选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚醚改性有机硅烷、聚乙烯蜡、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯，聚丙烯酸盐、聚二乙氧基(二甲基)硅烷、二氨基聚硅氧烷、硅氧烷改性聚乙二醇、聚(甲基乙烯基)硅烷、聚(1，3-二乙烯基-四苯基)乙硅醚-b-聚(1，3-二乙烯基-四乙氧基)乙硅醚-b-聚(二甲基)硅烷、纤维素、羟甲基纤维素、羟基封端的线型或星型聚合物等，所述聚合物优选自聚丙烯酰胺、聚乳酸，聚己内酯，聚三亚甲基碳酸酯等；该大分子改性剂优选分子量(Mw)大于或等于1000。

优选所述改性剂含有10-90wt％的分子量(Mw)为10000-30000的聚丙烯酸和90-10wt％的分子量(Mw)为1000-5000的聚乙烯醇(以改性剂总重量为基准)。

优选所述溶剂为水、醇、四氢呋喃中的一种或几种的混合物，所述醇优选自甲醇、乙醇或丙二醇等。当使用水和醇的混合物时，水与醇的相对用量为1∶0.5-1。优选，溶剂和前述稀释剂可相同或不同。