[发明专利]一种高导热凝胶片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热界面材料技术领域，具体涉及一种高导热凝胶片及其制备方法。

背景技术

随着各种电子、电器产品的多功能化和小型化，其因为散热问题带来的负面影响也随之日益严重。由于内部温度提高会带来电子元件寿命降低、芯片处理速度减慢、闲置功率增加等一系列问题，散热设计已成为现代电子电器行业的重要组成部分。使用散热片导出热量是最常用的散热设计之一，但是由于散热片与热源之间存在不可避免的缝隙，极大地降低了散热效果。

热界面材料(TIM)，又称为导热材料，用于填充热源与散热片之间接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，极大的提高散热片与热源之间的实际接触面积，降低体系热阻，提高了器件散热的性能。热界面材料(TIM)包括导热硅脂、导热凝胶片、导热胶粘剂、相变材料等不同种类。

导热凝胶片，是一种近些年出现的新型的热界面材料(TIM)。导热凝胶片是一种由高可塑性材料压制而成的片材，可根据要求制备不同厚度的产品，并可根据需要裁切成不同形状，易于使用。由于导热凝胶片柔软且易于形变，在施加压力的情况下可以紧密的贴合在不同材料表面，从而大幅度降低界面接触热阻。尤其针对不同位置缝隙宽度差别较大的应用环境，由于导热凝胶片的无限压缩性，可以将缝隙充分填充而提高系统的导热散热性能。另外，由于导热凝胶片本身为固体材料，产品内部成分均一稳定，从而避免了出现导热硅脂的分层、变干、流淌等现象，大幅度提高了电子电器产品的稳定性和可靠性。

导热凝胶片的基本配方为导热填料与硅油，其中，常用导热填料多为金属氧化物与氢氧化物，如氧化锌、氧化铝、二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化镁等。金属氧化物与氢氧化物价格低廉，但导热系数较低，通常只有10～40W/m·K，由其制备的导热凝胶片导热系数通常只有1～3W/m·K，产品导热性能差。石墨烯，作为一种全新的导热材料，拥有极高的导热系数(5000W/m·K)，同时拥有优异的力学性能，是一种导热复合材料的理想原料。硅油方面，最常用的原料为粘度1000～3000mPa·s的甲基硅油，附以分子量20～60万的有机硅生胶。由于体系的粘度较大，与导热填料混合时需要在加热的情况下长时间混合，且降低了导热填料的添加量，进一步降低了产品的导热系数。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高导热凝胶片及其制备方法，解决了现有凝胶片导热性能差、填料混合不均匀、导热填料添加量低等技术问题，以改善现有凝胶片的性能，达到提高凝胶片的导热性能、均匀混合填料、提高产品固化后机械性能目的，为实现该技术效果，本发明采用的技术方案如下：

一种高导热凝胶片，该高导热凝胶片包括硅油基体和导热填料；

所述硅油基体为端乙烯基硅油和端含氢硅油；

所述导热填料为金属氧化物或/和氢氧化物或/和石墨烯。

进一步地，所述硅油基体和导热填料的重量份为端乙烯基硅油25～100份，端含氢硅油0.05～5份，金属氧化物100～500份或/和氢氧化物200～1000份或/和石墨烯10～100份。

更近一步地，所述硅油基体和导热填料的重量份为端乙烯基硅油50～80份，端含氢硅油0.5～3份，金属氧化物200～300份或/和氢氧化物500～800份或/和石墨烯30～70份。

所述硅油基体和导热填料的重量份为端乙烯基硅油60份，端含氢硅油3份，金属氧化物250份或/和氢氧化物250份或/和石墨烯60份。

所述端乙烯基硅油粘度为100～3000mPa·s，所述端含氢硅油含氢量为0.005～1％。

所述金属氧化物为氧化铝、氧化锌或氧化镁；

所述氢氧化物为氢氧化铝。

所述的一种高导热凝胶片，其制作方法包含以下步骤：

(1)将端乙烯基硅油、端含氢硅油、导热填料放入开炼机或密炼机，室温混合1～3h；

(2)混合后，加入铂金催化剂，室温混合0.5～1h，出料；

(3)将混合料热压或压延成型，加热；

(4)产品固化后收集备用。

进一步地，所述步骤(3)将混合料通过压延成型后，通过隧道炉加热80～150℃，持续3～20min。

进一步地，所述步骤(3)将混合料通过平板硫化机成型，加热温度为60～150℃，压力0.5～30MPa，保压时间30～300s。

更优选的制备方法为：

(1)将端乙烯基硅油25～100份，端含氢硅油0.05～5份，金属氧化物100～500份和/或氢氧化物200～1000份和/或石墨烯10～100份放入开炼机或密炼机，室温混合1～3h；