[发明专利]纵向高导热垫片、制备方法及应用

说明书

本发明提供纵向高导热垫片的制备方法，包括：将物料混匀、真空脱泡后，得到混合物料，所述混合物料至少包括粘结剂、各向异性导热填料；所述混合物料进入挤出设备，通过挤出方式进入拉伸空腔，所述拉伸空腔包括横向拉伸空腔和纵向拉伸空腔，所述横向拉伸空腔和纵向拉伸空腔均呈锥形，所述横向拉伸空腔的锥形的窄口与所述纵向拉伸空腔的窄口相对，所述横向拉伸空腔使得所述混合物料中各向异性导热填料横向排列，所述纵向拉伸空腔使得横向排列的异性导热填料变为纵向排列，得到预成型体；将上述预成型体经过牵引、压延和硫化，得到纵向高导热垫片。本发明还提供纵向高导热垫片及应用。本发明高效实现定向排列，省去层叠、模压、切片等繁琐工序。

技术领域

本发明属于导热散热技术领域，涉及一种纵向高导热垫片、制备方法及 应用。

背景技术

现有的纵向高导热垫片，主要的方法包括：挤出法、磁场定向法、静电 植绒法等。挤出法的原理是，在挤出机将物料挤出的过程中，各向异性导热 填料(如炭纤维)沿着流体流动的方向进行定向排列；将挤出的物料进行堆 叠、热压、固化、切片后，得到纵向高导热垫片。该方法中，物料挤出时需 要通过狭缝，其厚度一般不超过10mm，因此需要将挤出成型的物料进行堆 叠，压制成型。其工艺步骤较为复杂，且在堆叠时存在较大的缝隙，易造成压制后的材料存在空洞；同时由于缝隙处的融合，以及压制时的溢流等原因， 容易造成物料中导热填料取向的改变。此外，由于堆叠后需要进行模压成型， 并于挤出的垂直方向上进行裁切成片，该方法难以制备较大面积的高导热垫 片。

磁场定向法的原理是，通过超强磁场(如10T)将各向异性导热填料(如 炭纤维)沿着磁场方向进行定向，从而获得纵向高导热垫片。由于导热填料 在基体胶中具有很高的填充量(如80wt.％)，造成物料的粘度很大 (如10⁶mPa s)，要求超大型超导磁体形成稳态磁场，设备设计异常复杂， 要求异常苛刻且造价非常昂贵，不利于连续化生产。此外，稳态超强磁场设 备的内腔尺寸一般较小(小于300mm)，该方法难以制备较大面积的高导热垫片。

静电植绒法的原理是，通过超强电场，在底胶上将各向异性导热填料(如 炭纤维)进行定向植绒，再经过液相浸渍将各向异性导热调料浸没，最终得 到纵向高导热垫片。超强电场要求多次的涂敷-植绒-浸渍-固化循环，其工艺 过程较为复杂，且植绒时各向异性填料的定向性难以把控，浸渍所用溶液须 具有流动性，会导致填充量大幅下降，并且，浸渍过程中部分气泡可能得不 到有效的排除，这些不利因素最终影响了产品的导热效果。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，根据本发明的一个方面提供一 种纵向高导热垫片的制备方法，包括：

将物料混匀、真空脱泡后，得到混合物料，所述混合物料至少包括粘结 剂、各向异性导热填料；

所述混合物料进入挤出设备，通过挤出方式进入拉伸空腔，所述拉伸空 腔包括横向拉伸空腔和纵向拉伸空腔，所述横向拉伸空腔和纵向拉伸空腔均 呈锥形，所述横向拉伸空腔的锥形的窄口与所述纵向拉伸空腔的窄口相对， 所述横向拉伸空腔使得所述混合物料中各向异性导热填料横向排列，所述纵 向拉伸空腔使得横向排列的异性导热填料变为纵向排列，得到预成型体；

将上述预成型体经过牵引、压延和硫化，得到纵向高导热垫片。

优选地，所述拉伸空腔还包括过渡区，用于连接横向拉伸空腔和纵向拉 伸空腔。

优选地，所述拉伸空腔还包括稳定区，所述稳定区连接纵向拉伸空腔， 稳定从纵向拉伸空腔挤出的混合物料的厚度。

优选地，所述混合物料还包括各向同性导热填料，所述各向同性导热填 料选自二氧化硅、氧化锌、氧化铝、氮化铝、碳化硅和氧化铍中至少一种。

优选地，所述各向同性填料为未经表面处理的或经过表面处理的填料， 所述表面处理为表面包覆或表面包裹，所述表面包覆或表面包裹，是在各向 同性导热填料表面包覆或包裹表面处理剂或者表面活性剂。