CN105086950B

CN105086950B - 一种高导热膏

Info

Publication number: CN105086950B
Application number: CN201510492667.2A
Authority: CN
Inventors: 张金汉
Original assignee: Huizhou Kechengtong Technology Co Ltd
Current assignee: Huizhou Kechengtong Technology Co Ltd
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2018-06-05
Anticipated expiration: 2035-08-12
Also published as: CN105086950A

Abstract

本发明涉及一种导热材料领域，具体公开了一种高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：硅油20～30％，复合导热粉体60～70％，偶联剂剂2～5％，分散剂3～7％，流平剂1～3％。本发明还公开了一种制备本发明高导热膏的制备方法。本发明的导热膏导热系数高，能够用于各种元器件上进行导热，且能够用于丝印。

Description

一种高导热膏

技术领域

本发明涉及导热材料领域，尤其涉及一种高导热膏。

背景技术

为解决电子元器件的散热问题，通常会在电子元器件的表面安装散热装置或者涂覆散热材料。导热膏被广泛应用于低空间发热材料的导热，如大功率LED芯片、电子元器件等；目前市售的散热膏产品主要有以下缺陷：1、散热系数低，仅为1.0；2、不能丝印印刷。因此，研究开发一种高导热系数的导热膏是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供提供一种高导热系数的导热膏。

为了解决上述技术的问题，本发明采用的技术方案是：一种高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

优选的，所述高导热膏包括按重量百分比的如下组分：

优选的，所述偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，所述分散剂为聚乙烯蜡，所述流平剂为丙烯酸流平剂。

产品中使用的硅油，其作用主要是对复合导热粉体进行排列使其连接成一个有机的整体；偶联剂是对复合粉体中不同粉体分别进行包覆，分散剂是对被包覆的改性粉体外表添加一些特定有机官能团，在有机硅油和无机粉体之间架起一座桥梁，让复合材料体系保持一个稳定且有效的结构；流平剂能够使丝印涂层更平整，以减少散热体与涂层之间的气泡，提高热传导效率。优选的，所述复合导热粉体，包括按重量百分比的如下组分：

本配方中使用的粉体中，纳米氮化铝导热系数为320w/mk，高导热性是其作为主体的原因；纳米氧化锌具有超高的分散性，在配方中加入使加工过程更简便易行；纳米金刚石热系数为3000w/mk及石墨烯粉体热系数为6000w/mk，由于其具有超高的导热性能，少量地添加就能极大提升产品导热系数，是高性能导热复合材料的优异组成部分；另外纳米金刚石及石墨烯粉体具有良好的润滑性能，极大的提高在丝印施工过程所需的顺畅性。

更优选的，所述纳米级氮化铝颗粒直径为6-12纳米

所述纳米级氧化锌的颗粒直径为13-17纳米

所述纳米级金刚石的颗粒直径为18-24纳米。

本发明还提供一种制备上述高导热膏的方法，所述方法包括以下步骤：

1)将纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米金刚石混合，按照1:2的总质量比加入乙醇进行充分搅拌后，加入二核铝酸酯偶联剂，在一定转速条件下，分散。

2)将石墨烯按照1:10的总质量加入丙二醇甲醚一起置入在温度120～160℃、一定的转速条件下，分散。

3)将步骤1、2所得产物混合后放入烘干箱内烘干。

4)在一定的真空以及转速条件下，依次加入硅油、聚乙烯蜡、丙烯酸流平剂、预制好的复合导热粉体，搅拌，出料。

5)出料后置入三辊机上研磨数次，即可。

优选的，步骤1中，所述搅拌时间为30分钟，转速为1500r/m，分散为时间为60分钟。

优选的，步骤2中，所述温度为150，转速为1500r/m，分散为时间为60分钟。

优选的，步骤3中，将步骤1、2所得产物混合后放入250℃烘干箱内烘240分钟。

优选的，步骤4中，所述真空度为：-0.06MP，转速为：1200r/m，搅拌时间为2小时。

优选的，步骤5中，出料后置入三辊机上研磨四遍。

本发明导热高导热系数高主要原因有：

1.关于纳米粉体的选择，氮化铝作为主体保证了复合材料的高导热性，在此基础上添加纳米金刚石和石墨烯超高导热材料，进一步提高了复合材料的导热系数；

2.纳米粉体的分散是难点，纳米氧化锌的引入使较大量纳米粉体良好的分散成为可能，从而解决了分散的问题；

3.在偶联剂改性的纳米粉体和有机硅油材料之间引入分散剂，从而使复合材料具有稳定的体系结构和稳定的性能；

4.纳米氧化锌、纳米金刚石和石墨烯的引入，使复合材料整体在黏度上，保证了较低黏度下达到较高的导热系数，从而使丝网印刷成为可能。

综上所述，本发明的导热膏产品的导热系数较高，能够控制在2.5w/mk以上，能够应用于各种电子元器件上进行导热，且能够于丝印方式进行施工工艺。

具体实施方式

实施例1

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油20％，复合导热粉体60％，偶联剂2％，分散剂3％，流平剂1％。

实施例2

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油30％，复合导热粉体70％，偶联剂5％，分散剂7％，流平剂3％。

实施例3

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：硅油25％，复合导热粉体65％，偶联剂5％，分散剂5％，流平剂1.5％。

实施例4

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油20％，复合导热粉体60％，偶联剂2％，分散剂3％，流平剂1％，其中，优选的，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂。

实施例5

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油30％，复合导热粉体70％，偶联剂5％，分散剂7％，流平剂3％。其中，优选的，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂。

实施例6

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：硅油25％，复合导热粉体65％，偶联剂5％，分散剂5％，流平剂1.5％。其中，优选的，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂。

实施例7

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油20％，复合导热粉体60％，偶联剂2％，分散剂3％，流平剂1％，其中，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂，复合导热粉体包括以下按重量百分比的组分：纳米级氮化60％，纳米级氧化锌45％，纳米级金刚石8％，石墨烯2％。

实施例8

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油20％，复合导热粉体60％，偶联剂2％，分散剂3％，流平剂1％，其中，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂，复合导热粉体包括以下按重量百分比的组分：纳米级氮化50％，纳米级氧化锌35％，纳米级金刚石6％，石墨烯1.5％。

实施例9

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油20％，复合导热粉体60％，偶联剂2％，分散剂3％，流平剂1％，其中，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂，复合导热粉体包括以下按重量百分比的组分：纳米级氮化40％，纳米级氧化锌23％，纳米级金刚石4％，石墨烯1％。

实施例10

本发明的高导热膏，包括按重量百分比的如下组分：

硅油20％，复合导热粉体60％，偶联剂2％，分散剂3％，流平剂1％，其中，偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，分散剂为聚乙烯蜡，流平剂为丙烯酸流平剂，复合导热粉体包括以下按重量百分比的组分：纳米级氮化40％，纳米级氧化锌23％，纳米级金刚石4％，石墨烯1％，更优选的，纳米级氮化铝颗粒直径为6-12纳米，纳米级氧化锌的颗粒直径为13-17纳米，纳米级金刚石的颗粒直径为18-24纳米。

一种制备上述高导热膏的，制法方法：包括如下步骤：

1)取上述比例的纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米金刚石混合，按照1:2的总质量比加入乙醇进行充分搅拌后，加入二核铝酸酯偶联剂，在一定转速条件下，分散。

3)将步骤1、2所得产物混合后放入烘干箱内烘干。

5)出料后置入三辊机上研磨数次，即可包装出品。

具体的，步骤1中，所述搅拌时间为30分钟，转速为1500r/m，分散为时间为60分钟。

具体的，步骤2中，所述温度为150，转速为1500r/m，分散为时间为60分钟。

具体的，步骤3中，将步骤1、2所得产物混合后放入250℃烘干箱内烘240分钟。

具体的，步骤4中，所述真空度为：-0.06MP，转速为：1200r/m，搅拌时间为2小时。

具体的，步骤5中，出料后置入三辊机上研磨四遍。

为进行有效对比，分别按照下表1组分构成进行试验，制备步骤如上所述：

表1

	1#	2#	3#	4#
					硅油	29.3	26.4	23.5	20.6
复合粉体	60	62.5	65	67.5
					偶联剂	4.6	4.8	5	5.2
分散剂	4.6	4.8	5	5.2
					流平剂	1.5	1.5	1.5	1.5

对实验样品进行分析，结果如下表2所示：

表2

结果显示，配方组合能够形成有效的热传递网络,成为高导热整体。

按表1中3#试样配方换用不同粒径复合粉体进行实验如下表3所示：

说明：主要针对复合粉体主体组分进行实验。

把5#到8#粒径组合按照3#配方配制5#至8#样品，然后测量各样品，结果如下表4：

实验数据显示：复合粉体中各粉体粒径的大小不同，导热系数也不同，其中，当纳米级氮化铝颗粒直径为6-12纳米，纳米级氧化锌的颗粒直径为13-17纳米，纳米级金刚石的颗粒直径为18-24纳米时，导热系数最高。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种高导热膏，其特征在于，包括按重量百分比的如下组分：

所述复合导热粉体，包括按重量百分比的如下组分：

2.根据权利要求1所述的一种高导热膏，其特征在于，包括按重量百分比的如下组分：

3.根据权利要求1或2所述的一种高导热膏，其特征在于：所述偶联剂为二核铝酸酯偶联剂，所述分散剂为聚乙烯蜡，所述流平剂为丙烯酸流平剂。

4.根据权利要求3所述的一种高导热膏，其特征在于：

所述纳米级氮化铝颗粒直径为6-12纳米

所述纳米级氧化锌的颗粒直径为13-17纳米

所述纳米级金刚石的颗粒直径为18-24纳米。

5.制备权利要求1～4任一项所述的高导热膏的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

1)将纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米金刚石混合，按照1:2的总质量比加入乙醇进行充分搅拌后，加入二核铝酸酯偶联剂，在一定转速条件下，分散；

2)将石墨烯按照1:10的总质量加入丙二醇甲醚一起置入在温度120～160℃、一定的转速条件下，分散；

3)将步骤1、2所得产物混合后放入烘干箱内烘干；

4)在一定的真空以及转速条件下，依次加入硅油、聚乙烯蜡、丙烯酸流平剂、预制好的复合导热粉体，搅拌，出料；

5)出料后置入三辊机上研磨数次，即可。

6.根据权利要求5所述的高导热膏的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，搅拌时间为30分钟，转速为1500r/m，分散为时间为60分钟。

7.根据权利要求5所述的高导热膏的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，所述温度为150℃ ，转速为1500r/m，分散为时间为60分钟。

8.根据权利要求5所述的高导热膏的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，将步骤1、2所得产物混合后放入250℃烘干箱内烘240分钟。

9.根据权利要求5所述的高导热膏的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，所述真空度为：-0.06MP，转速为：1200r/m，搅拌时间为2小时。