[发明专利]一种高效导热垫片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效导热垫片，该导热垫片包括以重量份数计的如下组份：复合结构导热填料60～100份、一维结构取向排列的导热材料5～25份、乙烯基聚有机硅氧烷10～40份、端含氢硅油3～20份、硅烷偶联剂0.25～2份、铂金催化剂0.01～0.2份；其中，所述复合结构导热填料为具有高导热系数的纳米颗粒均匀包覆在微球载体上所形成的复合结构导热填料。本发明产品通过高速分散的方式能够将高导热系数的纳米颗粒有效分散并均匀包覆在微球载体的表面，通过紧密堆积的微球的表面形成一种能快速导热的三维网络通路，降低了界面热阻，并和取向排列的碳纤维协同作用，大大提升了导热效率。

技术领域

本发明属于热界面材料技术领域，具体涉及一种高效导热垫片及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国智能化、自动化工业的快速发展，电子部件集成度越来越高，其工作时产生的热量越来越高，导致电子元器件的可靠性、稳定性和使用寿命下降，因此散热问题带来的负面影响日益严重。传统的热界面材料导热系数不高,散热性能不足以满足更大功率，更复杂环境的散热需求。因此，提高导热材料的导热性能日益迫切。

导热垫片由于柔软且易变形，在施加压力的情况下可以紧密贴合不同材料表面，从而大幅降低界面接触热阻，提高系统的散热性能。另外，由于导热垫片为固体材料，从而避免了导热硅脂易变干、渗油、使用寿命短等问题。

由于硅橡胶的热导率极低，往硅橡胶中添加大量的如氧化铝、氮化硼、铝粉、银粉等导热填料可以制备一定导热能力的导热垫片。比如现有技术通过对导热填料进行开练或密炼的方式分散，解决了填料混合不均匀、导热填料填充量低的难题；但仍难以满足高导热应用领域的需求，而且也会存在柔韧性和粘结性不足的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高效导热垫片，有效解决了现有导热垫片导热性能差以及柔韧性和粘结性不足的问题。

本发明目的还在于提供一种高效导热垫片的制备方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种高效导热垫片，该导热垫片包括以重量份数计的如下组份：复合结构导热填料60～100份，一维结构取向排列的导热材料5～25份、乙烯基聚有机硅氧烷10～40份、端含氢硅油3～20份、硅烷偶联剂0.25～2份、铂金催化剂0.01～0.2份；其中，所述复合结构导热填料为具有高导热系数的纳米颗粒均匀包覆在微球载体上所形成的复合结构导热填料。

优选地，所述纳米级导热填料为改性纳米石墨烯、改性纳米碳纳米管、改性纳米金刚石、改性纳米银、改性纳米铜中的至少一种；所述纳米级导热填料的平均粒径50～200nm。

优选地，所述微米级载体为无机和/或聚合物微球中的至少一种。

优选地，所述无机微球载体为改性金刚石、改性氧化铝、改性球形铝粉、改性氧化锌中的至少一种；所述聚合物微球载体为耐高温的有机硅微球、聚氨酯交联微球、PMMA交联微球中的至少一种；所述微米级载体的平均粒径为3～50μm。

优选地，所述一维结构取向排列的导热材料为碳纤维、碳纳米管、纳米银线、氮化硅晶须中的至少一种；所述一维结构导热材料的平均长度为40～400μm，平均直径为0.01～20μm；

优选地，所述乙烯基聚有机硅氧烷的粘度为100～30000cp。

优选地，所述端含氢硅油的含氢质量分数为0.2～2％。

优选地，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。

本发明的另一个技术方案是这样实现的：一种高效导热垫片的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，将微米级载体与高导热系数的纳米级导热填料按一定比例加入到高速混合机中进行混合分散，获得高速分散后的复合结构的导热填料；