CN103408939A - 一种绝缘垫片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种绝缘垫片及其制备方法，其中，按重量百分比计，绝缘垫片包括：12～18%有机硅聚合物或聚氨酯聚合树脂；50～60%导热粉体；25～35%吸波粉体；余量为助剂。本发明中的绝缘垫片具有单纯导热绝缘垫片一般的所有特性，同时还能吸收电磁波，并且制备工艺简单易行，安全可靠。

Description

一种绝缘垫片及其制备方法

技术领域

本发明涉及绝缘材料领域，尤其涉及一种吸波导热绝缘垫片及其制备方法。

背景技术

随着集成技术和微电子的组装密集化的发展，电子设备所产生的热量迅速积累、增加。电子元器件温度每升高2℃，其可靠性下降10%，因此能否及时散热成为影响其使用寿命的重要因素。

为保证电子元器件在使用环境温度下仍能高可靠地工作，需要开发导热绝缘高分子复合材料替代传统高分子材料，作为导热界面材料，以迅速将发热元件热量传递给散热设备，保障电子设备正常运行。

其次，高速和高频电子设备的小型化方向引发散热问题和电磁噪音干扰问题同时发生，市场需要的不仅仅是解决散热问题,而是可以同时解决散热和电磁噪音干扰问题的产品解决方案。

目前市场上提供的导热绝缘材料主要是导热绝缘垫片，然而有些特殊场合，既需要散热、绝缘，还需要导热绝缘垫片吸收电磁波以达到屏蔽效果，可是吸波屏蔽与绝缘本身就是矛盾，现有技术还无法实现在达到散热绝缘的同时，能够吸收电磁波的效果。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘垫片及其制备方法，旨在解决现有技术无法实现导热绝缘与吸收电磁波无法同时实现在绝缘垫片上的问题。

本发明的技术方案如下：

一种绝缘垫片，其中，按重量百分比计，包括：

有机硅聚合物或者聚氨酯型聚合体         12～18%；

具有高效热传导功能的导热粉体           50～60%；

吸波粉体                               25～35%；

余量为助剂。

所述的绝缘垫片，其中，所述有机硅聚合物为乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷中的一种或几种的混合物。

所述的绝缘垫片，其中，所述导热粉体为氧化铝、氧化锌、氧化硅、氮化铝、氮化硼中的一种或几种的混合物。

所述的绝缘垫片，其中，所述吸波粉体为含有羰基功能基团的铜粉、铁粉、铝粉其中的一种或几种的混合物，或者含有FeSiAl的金属粉末，或者掺杂有MnZn或NiZn的铁氧体粉末。

所述的绝缘垫片，其中，所述助剂为偶联剂和/或阻燃剂。

所述的绝缘垫片，其中，所述导热粉体和/或吸波粉体中的大、中、小三种粒径按照1:2:3的重量比组成。

所述的绝缘垫片，其中，大粒径为20～50μm，中粒径为4～20μm，中粒径为0.5～4μm。

一种如上所述的绝缘垫片的制备方法，其中，包括步骤：

a、将导热粉体与吸波粉体进行干燥及表面处理；

b、将导热粉体与吸波粉体依次添加到有机硅聚合物或者聚氨酯型聚合体中进行搅拌，并进行真空脱泡处理；

c、将搅拌的混合物进行加温成型处理，并进行裁切得到绝缘垫片。

所述的制备方法，其中，所述步骤b中的搅拌时间为50～60分钟。

有益效果：本发明通过在绝缘垫片中添加了配方比例的有机硅聚合物、导热粉体、吸波粉体以及助剂，使得界面材料产品同时具有导热、绝缘、吸波的特性，解决了某些特殊场所同时需求导热、绝缘、吸波的特性，本发明中的吸波导热绝缘垫片具有单纯导热绝缘垫片一般的所有特性，同时还能吸收电磁波，并且制备工艺简单易行，安全可靠。

具体实施方式

本发明提供一种绝缘垫片及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种绝缘垫片的较佳实施例中，按重量百分比计，包括：

有机硅聚合物或聚氨酯聚合物        12～18%；

具有高效热传导功能的导热粉体      50～60%；

吸波粉体                          25～35%；

余量为助剂。

在本实施例中，所述有机硅聚合物为乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷中的一种或几种的混合物。所述聚氨酯型聚合体为聚氨酯型聚合体树脂。

所述导热粉体为氧化铝、氧化锌、氧化硅、氮化铝、氮化硼中的一种或几种的混合物。

所述吸波粉体为含有羧基功能基团的铜粉、铁粉、铝粉其中的一种或几种的混合物，即含有羧基功能基团的铜粉、含有羧基功能的铁粉、或者含有羧基功能的铁粉中的一个或几个组合的混合物。或者，所述吸波粉体为含有FeSiAl的金属粉末，或者，所述吸波粉体为掺杂有MnZn或NiZn的铁氧体粉末。

所述助剂为偶联剂和/或阻燃剂。

进一步，所述导热粉体和/或吸波粉体中的大、中、小三种粒径按照1:2:3的重量比组成，即导热粉体和/或吸波粉体的大、中、小三种粒径的粉体是按照1:2:3的比例组成，这种粉体的组成能够实现在导热的同时，能取得较好的吸波效果。其中的大粒径为20～50μm，中粒径为4～20μm，中粒径为0.5～4μm。

本发明还提供一种绝缘垫片的制备方法，其包括步骤：

1）、将导热粉体与吸波粉体进行干燥及表面处理；

2）、将导热粉体与吸波粉体依次添加到有机硅聚合物或者聚氨酯型聚合体中进行搅拌，并进行真空脱泡处理；

3）、将搅拌的混合物进行加温成型处理，并进行裁切得到绝缘垫片。

在步骤b中的搅拌时间为50～60分钟。

下面提供具体实施例来对本发明进行具体说明。

实施例

原材料准备

a、有机硅聚合物：

a1、乙烯基聚硅氧烷；a2、甲基乙烯基聚硅氧烷。

b、导热粉体：

b1、氧化铝粉末（D50=0.9μm）；b2、氧化铝粉末（D50=35μm）；

b3、氧化铝粉末（D50=4.7μm）。其中的D50表示一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。

c、吸波粉体

c1、羟基铁粉（D50=6μm）；c2、铝粉（D50=10μm）；

d、助剂为钛酸酯偶联剂KR-TTS，学名为异丙基三（异硬脂肪酰基）钛酸酯，该偶联剂可从市场上购得，其属于单烷氧基型偶联剂。

将上述导热粉体及吸波粉体进行干燥后，按照表一中的比例进行配比，采用湿法对配比后的导热粉体及吸波粉体进行表面处理，使粉体表面包裹一层钛酸酯偶联剂。将导热粉体及吸波粉体加入到装有有机硅聚合物的行星搅拌机搅拌60min，抽真空后，上三辊延压机加温成型，再按照标准尺寸裁切即得吸波导热绝缘垫片。

表一

为了验证本实施例所获得产品的性能，做了以下的测试(2.0mm为标准)：

导热系数测试：

将3种实施例制备的绝缘垫片在DR-3型热流法导热测试仪中进行测试，厚度控制在2.0mm测的导热系数，结果如表二所示，从表二可知各实施例制备的绝缘垫片的测试结果较好。

击穿电压测试：

将3种实施例制备的绝缘垫片在50KV交流绝缘耐压测试，厚度控制在2.0mm测的击穿电压，结果如表二所示，从表二可知各实施例的绝缘垫片的击穿电压在4.5～8.4KV之间。

吸波性能测试：

将3种实施例制备的绝缘垫片吸波屏蔽测试仪上测试辐射电磁波能量损失率和透磁率，厚度控制在2.0mm测的，结果如表二所示，从表二可知各实施例的吸波性能较好，辐射电磁波能量损失率在0.4～0.6之间，透磁率在7～8-（u'）之间。

表二

综上所述，本发明通过在绝缘垫片中添加了配方比例的有机硅聚合物、导热粉体、吸波粉体以及助剂，使得界面材料产品同时具有导热、绝缘、吸波的特性，解决了某些特殊场所同时需求导热、绝缘、吸波的特性，本发明中的绝缘垫片具有单纯导热绝缘垫片一般的所有特性，同时还能吸收电磁波，并且制备工艺简单易行，安全可靠。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种绝缘垫片，其特征在于，按重量百分比计，包括：

有机硅聚合物或聚氨酯型聚合体         12～18%；

具有高效热传导功能的导热粉体         50～60%；

吸波粉体                             25～35%；

余量为助剂。

2.根据权利要求1所述的绝缘垫片，其特征在于，所述有机硅聚合物为乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的绝缘垫片，其特征在于，所述导热粉体为氧化铝、氧化锌、氧化硅、氮化铝、氮化硼中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的绝缘垫片，其特征在于，所述吸波粉体为含有羰基功能基团的铜粉、铁粉、铝粉其中的一种或几种的混合物，或者含有FeSiAl的金属粉末，或者掺杂有MnZn或NiZn的铁氧体粉末。

5.根据权利要求1所述的绝缘垫片，其特征在于，所述助剂为偶联剂和/或阻燃剂。

6.根据权利要求1所述的绝缘垫片，其特征在于，所述导热粉体和/或吸波粉体中的大、中、小三种粒径按照1:2:3的重量比组成。

7.根据权利要求6所述的绝缘垫片，其特征在于，大粒径为20～50μm，中粒径为4～20μm，中粒径为0.5～4μm。

8.一种如权利要求1所述的绝缘垫片的制备方法，其特征在于，包括步骤：

a、将导热粉体与吸波粉体进行干燥及表面处理；

b、将导热粉体与吸波粉体依次添加到有机硅聚合物或者聚氨酯型聚合体中进行搅拌，并进行真空脱泡处理；

c、将搅拌的混合物进行加温成型处理，并进行裁切得到绝缘垫片。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的搅拌时间为50～60分钟。