[发明专利]一种高导热球形填料的生产工艺

说明书

本发明公开了一种高导热球形填料的生产工艺，属于导热材料技术领域，所述原料组份按重量份计包括：1‑40份平均粒径为1‑18微米的氮化铝粉、1‑40份平均粒径1‑5微米六方氮化硼粉、1‑10份纳米氧化锌粉、1‑5份纳米氧化钇粉、1‑5份氧化镁、98份酒精、2份聚乙烯吡咯烷酮树脂和1份阴离子聚合物分散剂；本发明中，实测对比发现，平均粒径为1微米的市售氮化铝在500粘度硅油的最大填充量为65％(重量份)，平均粒径为3微米的氮化硼在500粘度硅油中的最大填充量为50％，高导热填料粉化学性能稳定，防水解，流动性好，在有机树脂中填充量大，密度小，比表面积小，低介电常数，适合用于高导热硅胶，结构胶和导热塑料。

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，尤其涉及一种高导热球形填料的生产工艺。

背景技术

大功率电子元器件的发展对于散热要求越来越高，相应的对于高导热填充料的要求也快速提升，市场上绝大多数填充料各有优缺点，综合性能已经不能满足需求。

传统的氧化铝，氧化锌，氧化镁等导热填料自身导热系数不高，在有机材料中填充量小的时候导热达不到要求，填充量大又会严重影响材料的强度和韧性等机械性能；氮化铝，氮化硼虽然自身理论导热系数很高，但作为填充料各有自己的问题：氮化铝易水解，和各种有机材料相容性差，介电常数在7-8，不适合5G通讯的高频低介电要求，且密度在3.26，也不符合轻质化趋势；六方氮化硼颗粒是片状，比表面积大，虽然它具有高导热，低密度，低介电的优点，但填充时增稠严重。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决氮化铝易水解，和各种有机材料相容性差，介电常数在7-8，不适合5G通讯的高频低介电要求，且密度在3.26，也不符合轻质化趋势；六方氮化硼颗粒是片状，比表面积大，虽然它具有高导热，低密度，低介电的优点，但填充时增稠严重的问题，而提出的一种高导热球形填料的生产工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高导热球形填料，所述原料组份按重量份计包括：1-40份平均粒径为1-18微米的氮化铝粉、1-40份平均粒径1-5微米六方氮化硼粉、1-10份纳米氧化锌粉、1-5份纳米氧化钇粉、1-5份氧化镁、98份酒精、2份聚乙烯吡咯烷酮树脂和1份阴离子聚合物分散剂。

作为上述技术方案的进一步描述：

高导热球形填料的生产工艺具体包括以下步骤：

步骤S1：在球磨机里，加入1-40份平均粒径为1-18微米的氮化铝粉，最佳比例是1微米/5微米/18微米＝60/20/20，1-40份平均粒径为1-5微米的片状六方氮化硼粉，1-10粉0.2微米的氧化锌粉，1-5份0.1微米的氧化钇粉，1-5份微米级氧化镁粉，然后放入一定量大小尺寸搭配的氧化铝磨珠，球磨一小时，得到混合粉A；

步骤S2：在98份酒精中加入2份聚乙烯吡咯烷酮树脂，搅拌彻底溶解，再加入1份阴离子聚合物分散剂，搅拌均匀，把步骤S1的混合粉A高速搅拌下加入溶液里，制成喷雾浆料B；

步骤S3：调整喷雾干燥设备的参数，包括氮气流速，进出口温度，进料速度，进料压力，分别制备平均粒径为30微米、50微米和80微米的实心球形颗粒C；

步骤S4：将S3中的实心球形颗粒C在空气气氛中在550度煅烧2小时，把有机物除去，经烧结脱脂后的实心球形颗粒C碳含量500ppm，并逐渐形成球形粉料；

步骤S5：将脱脂后的球形粉料在氮气环境中升温至最高1850度，在高温维持2小时后快速降温,得到成瓷颗粒D；

步骤S6：把成瓷颗粒D在5％磷酸中在60度浸泡四小时后，用去离子多次洗涤至中性，并投入烘干机中进行烘干，设置烘干温度为100℃，最后球形颗粒真密度在2.5克/立方厘米，比表面积小于0.23，介电常数在4-5之间。

作为上述技术方案的进一步描述：