[发明专利]一种高导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域。本发明提供了一种高导热复合材料，由包括如下重量份的组分制备得到：连续导热网络12～30份、树脂基体8～12份、导热填料0.8～2.4份。本发明以连续导热网络、树脂基体和导热填料为组分得到的高导热复合材料，热导率显著高于目前通用的导热界面材料的热导率，本发明复合材料的热导率为20～40W/m·K。本发明的高导热复合材料能够快速、有效的散热，适用于部件小型化、高密度安装、高发热化组装的电子产品。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种高导热复合材料及其制备方法。

背景技术

针对5G通信、服务器等大规模集成电路(LSI)高散热要求，在IC与散热片之间的热界面材料要求具有良好的热稳定性及高导热特性，目前通用的导热界面材料热导率在5W/m·K以下，传热效率较低，无法满足电子设备日益发展的需求。以高导热中间相沥青基碳纤维为添加成分制备高导热材料有望提高导热性能。另外，在电子基础材料领域，目前广泛应用的印制电路板(PCB板)是覆铜/环氧树脂玻璃布基材或覆铜/酚醛树脂玻璃布基材，这些基材虽然具有优良的绝缘性能，但散热性差，作为高发热元件的散热途径，不能由PCB本身传导热量。随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积很小的元器件表面来散热是非常不够的。同时由于表面安装元器件的大量使用，元器件产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元器件直接接触的PCB板自身的散热能力，通过PCB板传导出去或散发出去。高导热PCB板可以解决印制电路板中产生的大面积和长时间温升。

发明内容

本发明的目的是针对目前导热材料热导率不足、散热性差的缺点，提出一种高导热复合材料及其制备方法。本发明的高导热复合材料的热导率显著高于目前通用的导热界面材料的热导率，能够快速、有效的散热，适用于部件小型化、高密度安装、高发热化组装的电子产品。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高导热复合材料，由包括如下重量份的组分制备得到：

连续导热网络 12～30份；

树脂基体 8～12份；

导热填料 0.8～2.4份。

作为优选，所述连续导热网络为短切碳纤维毡和/或碳纳米纤维毡，当所述连续导热网络为短切碳纤维毡和碳纳米纤维毡时，短切碳纤维毡和碳纳米纤维毡的质量比为0.8～1.2:0.9～1.1。

作为优选，所述连续导热网络为在短切碳纤维毡和/或碳纳米纤维毡表面沉积催化层后负载碳纳米管而得，所述催化层所含的元素为镍、铜和钴中的任意一种或几种。

作为优选，所述连续导热网络中纤维的直径为100nm～50μm，长度为3～20mm，热导率为500～1000W/m·K。

作为优选，所述树脂基体为热固性树脂、热塑性树脂或橡胶弹性体，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂或双马来酰亚胺树脂，所述热塑性树脂为聚酰亚胺树脂、聚酯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮或聚苯硫醚，所述橡胶弹性体为液体硅橡胶、天然橡胶或聚硫橡胶。

作为优选，所述导热填料为Al₂O₃、AlN、BN、SiC、金刚石粉和石墨粉中的任意一种或几种，所述导热填料的粒径为10nm～10μm。

本发明还提供了一种高导热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将连续导热网络、浓硫酸溶液和浓硝酸溶液混合后进行氧化反应，得到氧化的连续导热网络；

2)将氧化的连续导热网络和偶联剂溶液混合后进行偶联反应，得到偶联连续导热网络；