[发明专利]具有立体结构的导电和/或导热复合材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电或导热材料技术领域，尤其是一种具有立体结构的导电和/或导热复合材料。

背景技术

在电子技术领域，由于电子线路的集成度越来越高，热量的积聚越来越多。热量的积聚导致电子元器件温度升高，工作稳定性降低。因此，用于处理器的材料要求具有高导热性能，以便热量迅速传导出去，达到降温之目的。对于高集成度芯片，其设计热能是如此之高以至于普通散热装置难以保证有效散热，对于需要导热的电子元器件多是通过高导热陶瓷，如氮化铝、氮化硼等承担。一般导热材料具有一定的厚度，现有的导热材料只能二维导热，在表面导热，如需导热材料上下传导则需要整体都导热，导致材料成本高，且由于陶瓷产品的加工难度高，易破裂，机械性能差，人们开始寻求由容易加工、耐冲击的塑料来制备导热材料。

导电材料的原理同导热材料，亦存在上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中导电和/或导热材料成本高的技术难题，提供一种具有立体结构的导电和/或导热复合材料，能有效降低材料成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有立体结构的导电和/或导热复合材料，包括至少一层复合单元层，每个复合单元层包括上下两层水平设置的表面层和设置在两个表面层之间中间层，表面层为由导电和/或导热材料制成的薄膜或板材或片材，中间层包括传导体和填充材料，所述的传导体与填充材料相间隔设置，所述的传导体与表面层为同种性质的材料。

一种实施例：所述的复合单元层为一层。

另一种实施例：所述的复合单元层为上下叠放的至少两层，每层复合单元层的中间层平行或垂直设置。

进一步的，所述的上下相邻的两层复合层之间共用一层表面层。

进一步的，所述的填充材料为合成树脂和/或热塑性塑料合金。

具体的，所述的合成树脂为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA）、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）、尼龙（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯醚（PPO）、聚硫醚（PPS）中的至少一种。

一种实施例：所述的表面层和传导体为导电材料，所述的导电材料为金属纤维、金属片材、金属合金、导电碳纤维、导电石墨、导电炭黑、碳纳米管中至少一种。

另一种实施例：所述的表面层和传导体为导热材料，所述的导热材料为金属粉末填料、金属氧化物、金属氮化物和无机非金属中的至少一种。

作为优选，所述的金属粉末填料为铜粉、铝粉、金粉、银粉；金属氧化物为氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁、氧化锌；金属氮化物为氮化铝、氮化硼；无机非金属为石墨、碳化硅。

一种生产上述具有立体结构的导电和/或导热复合材料的设备，包括至少两台挤出机、一个将挤出机挤出的材料汇流平铺同时挤出的汇流器、至少一个生成叠层结构熔体的复合层倍增装置、将叠层结构熔体旋转90°的旋转装置和两台热覆膜挤出机，每台挤出机的挤出口连接汇流器的进口，每个复合层倍增装置串联设置在汇流器的出口，旋转装置设置在最后一个复合层倍增装置的出口处，旋转装置的出口处的上下方各设有一台热覆膜挤出机。

一种生产上述具有立体结构的导电和/或导热复合材料的方法，具有如下步骤：

①将传导体和填充材料按需要的填充比通过挤出机和汇流器平铺N层同时挤出；

②采用具有L个串联设置的复合层倍增装置，每个复合层倍增装置沿传导体和填充材料宽度方向把传导体和填充材料平均分割成M等分，每一等分在每一个复合层倍增器中继续向前移动时被挤压展宽后上下依次叠放，在最后一个复合层倍增装置的出口处汇流成为N×M×L层的叠层结构熔体；

③最后一个复合层倍增装置后设有旋转装置使叠层结构熔体逐渐旋转90°，使传导体和填充材料的结合面呈竖直状态放置；

④在旋转90°后的叠层结构熔体固化前，两台热覆膜挤出机在叠层结构熔体的上下两面各热复合一层表面层。

本发明的有益效果是，本发明的具有立体结构的导电和/或导热复合材料构思新颖，易于制造，比现有的导电或导热材料能节省接近一半材料，采用塑料材料作为基材，成本大大降低；成品机械性能更好，结构牢固、使用寿命长。能实现立体传导，传导面积大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有立体结构的导电和/或导热复合材料的第一个实施例的结构示意图；

图2是本发明的具有立体结构的导电和/或导热复合材料的第一个实施例的立体图；