CN105924683A - 一种计算机用导电导热材料及其制备方法 - Google Patents

一种计算机用导电导热材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种计算机用导电导热材料及其制备方法，所述计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，其特征在于，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯35‑45份，铝合金粉末15‑30份，羧甲基纤维素15‑20份，聚苯醚5‑10份，钨粉5‑10份，铜粉2‑6份，氧化锌粉末2‑8份，碳化硅颗粒4‑8份，邻苯二甲酸酯0.5‑1.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5‑8份。本发明通过对计算机用导电导热材料进行优化，测得性能优异。本发明的方法制备得到的计算机用导电导热材料体积电阻小于1Ω·cm，导热系数大于5.5W/m.K。

Description

一种计算机用导电导热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料技术领域，具体是一种计算机用导电导热材料及其制备方法。
背景技术
计算机中的电子元件等设备经常会产生静电，为了解决静电聚积，静电释放以及电磁扰，人们发明了导电塑料。但传统的导电塑料的导热效果较差，只是单纯的解决了静电问题，不能解决电子器件中影响同样重要的散热问题，长时间导致电子器件材料的老化。因此，如何制备计算机用导电导热材料，同时降低其工艺成本及提高导电导热性能，这始终是计算机用导电导热材料推广应用的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种计算机用导电导热及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯35-45份，铝合金粉末15-30份，羧甲基纤维素15-20份，聚苯醚5-10份，钨粉5-10份，铜粉2-6份，氧化锌粉末2-8份，碳化硅颗粒4-8份，邻苯二甲酸酯0.5-1.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5-8份。
作为本发明进一步的方案：所述计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯38-42份，铝合金粉末18-27份，羧甲基纤维素16-19份，聚苯醚6-9份，钨粉6-9份，铜粉3-5份，氧化锌粉末4-6份，碳化硅颗粒5-7份，邻苯二甲酸酯0.8-1.2份，乙二醇丁醚醋酸酯6-7份。
作为本发明进一步的方案：所述铝合金粉末目数为600目，所述钨粉目数为1200目，所述铜粉目数为1000目，所述氧化锌粉末目数为800目。
作为本发明进一步的方案：所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm。
作为本发明进一步的方案：所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、钨粉、铜粉、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1300-1400℃保温2-3h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与碱化处理的活性羧甲基纤维素和对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚和邻苯二甲酸酯混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1-2h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以160-180℃和5-10MPa的压力下预压5-8分钟，随后在400-500℃下烧结20-40分钟，再降温至110℃，并以5-10MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
作为本发明进一步的方案：所述具体步骤(1)中随后放入到化学气相沉积炉内在1350℃保温2.5h。
作为本发明进一步的方案：所述具体步骤(3)中以170℃和8MPa的压力下预压8分钟，随后在450℃下烧结30分钟，再降温至110℃，并以8MPa的压力保压30分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过对计算机用导热导电材料进行优化，测得性能优异。本发明的方法制备得到的计算机用导电导热材料体积电阻小于1Ω·cm，导热系数大于5.5W/m.K。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯35份，铝合金粉末15份，羧甲基纤维素15份，聚苯醚5份，钨粉5份，铜粉2份，氧化锌粉末2份，碳化硅颗粒4份，邻苯二甲酸酯0.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5份；所述铝合金粉末目数为600目，所述钨粉目数为1200目，所述铜粉目数为1000目，所述氧化锌粉末目数为800目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、钨粉、铜粉、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1300℃保温2h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与碱化处理的活性羧甲基纤维素和对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚和邻苯二甲酸酯混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以160℃和5MPa的压力下预压5分钟，随后在400℃下烧结20分钟，再降温至110℃，并以5MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
上述工艺制备得到的计算机用导电导热材料，测得其性能参数如下：体积电阻0.8Ω·cm，导热系数大于5.6W/m.K。
实施例2
一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯40份，铝合金粉末23份，羧甲基纤维素18份，聚苯醚8份，钨粉8份，铜粉4份，氧化锌粉末5份，碳化硅颗粒6份，邻苯二甲酸酯1.0份，乙二醇丁醚醋酸酯7份；所述铝合金粉末目数为600目，所述钨粉目数为1200目，所述铜粉目数为1000目，所述氧化锌粉末目数为800目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、钨粉、铜粉、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1350℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与碱化处理的活性羧甲基纤维素和对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚和邻苯二甲酸酯混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1.5h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以170℃和8MPa的压力下预压8分钟，随后在450℃下烧结30分钟，再降温至110℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
上述工艺制备得到的计算机用导电导热材料，测得其性能参数如下：体积电阻0.1Ω·cm，导热系数6.7W/m.K。
实施例3
一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯45份，铝合金粉末30份，羧甲基纤维素20份，聚苯醚10份，钨粉10份，铜粉6份，氧化锌粉末8份，碳化硅颗粒8份，邻苯二甲酸酯1.5份，乙二醇丁醚醋酸酯8份；所述铝合金粉末目数为600目，所述钨粉目数为1200目，所述铜粉目数为1000目，所述氧化锌粉末目数为800目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、钨粉、铜粉、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1400℃保温3h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与碱化处理的活性羧甲基纤维素和对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚和邻苯二甲酸酯混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为2h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以180℃和10MPa的压力下预压8分钟，随后在500℃下烧结40分钟，再降温至110℃，并以10MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
上述工艺制备得到的计算机用导电导热材料，测得其性能参数如下：体积电阻0.4Ω·cm，导热系数6.3W/m.K。
对比例1
一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯和铝合金粉末，所述增强体包括聚苯醚、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯40份，铝合金粉末23份，聚苯醚8份，氧化锌粉末5份，碳化硅颗粒6份，乙二醇丁醚醋酸酯7份；所述铝合金粉末目数为600目，所述氧化锌粉末目数为800目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1350℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1.5h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以170℃和8MPa的压力下预压8分钟，随后在450℃下烧结30分钟，再降温至110℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
上述工艺制备得到的计算机用导电导热材料，测得其性能参数如下：体积电阻32.2Ω·cm，导热系数2.5W/m.K。
对比例2
一种计算机用导电导热材料，由基体组成，所述基体包括铝合金粉末和羧甲基纤维素，以重量份来计，铝合金粉末23份，羧甲基纤维素18份；所述铝合金粉末目数为600目；所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1350℃保温2.5h，冷去后粉碎并与碱化处理的活性羧甲基纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1.5h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以170℃和8MPa的压力下预压8分钟，随后在450℃下烧结30分钟，再降温至110℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
上述工艺制备得到的计算机用导电导热材料，测得其性能参数如下：体积电阻180Ω·cm，导热系数1.2W/m.K。
对比例3
一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯40份，铝合金粉末23份，羧甲基纤维素18份，聚苯醚8份，钨粉8份，铜粉4份，氧化锌粉末5份，碳化硅颗粒6份，邻苯二甲酸酯1.0份，乙二醇丁醚醋酸酯7份；所述铝合金粉末目数为600目，所述钨粉目数为1200目，所述铜粉目数为1000目，所述氧化锌粉末目数为800目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用导电导热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、钨粉、铜粉、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1350℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与碱化处理的活性羧甲基纤维素和对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚和邻苯二甲酸酯混合，进行微波加热处理，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1.5h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以170℃和8MPa的压力下预压8分钟，随后在450℃下烧结30分钟，再降温至110℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
上述工艺制备得到的计算机用导电导热材料，测得其性能参数如下：体积电阻5.8Ω·cm，导热系数3.5W/m.K。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，其特征在于，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯35-45份，铝合金粉末15-30份，羧甲基纤维素15-20份，聚苯醚5-10份，钨粉5-10份，铜粉2-6份，氧化锌粉末2-8份，碳化硅颗粒4-8份，邻苯二甲酸酯0.5-1.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5-8份。
2.根据权利要求1所述的计算机用导电导热材料，其特征在于，所述计算机用导电导热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯、铝合金粉末和羧甲基纤维素，所述增强体包括聚苯醚、钨粉、铜粉、氧化锌粉末、碳化硅颗粒、邻苯二甲酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯，以重量份来计，对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯38-42份，铝合金粉末18-27份，羧甲基纤维素16-19份，聚苯醚6-9份，钨粉6-9份，铜粉3-5份，氧化锌粉末4-6份，碳化硅颗粒5-7份，邻苯二甲酸酯0.8-1.2份，乙二醇丁醚醋酸酯6-7份。
3.根据权利要求1或2所述的计算机用导电导热材料，其特征在于，所述铝合金粉末目数为600目，所述钨粉目数为1200目，所述铜粉目数为1000目，所述氧化锌粉末目数为800目。
4.根据权利要求1或2所述的计算机用导电导热材料，其特征在于，所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm。
5.根据权利要求3所述的计算机用导电导热材料，其特征在于，所述羧甲基纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
6.一种如权利要求1-5任一所述的计算机用导电导热材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)将铝合金粉末、钨粉、铜粉、氧化锌和碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1300-1400℃保温2-3h，冷去后粉碎并加入乙二醇丁醚醋酸酯，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与碱化处理的活性羧甲基纤维素和对甲氧基肉桂酸乙酯改性纳米石墨烯进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚苯醚和邻苯二甲酸酯混合，在有机锡的催化和高纯氮气的保护下进行等压热梯度反应，得到混合物II；
(3)将混合物II在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为1-2h；接着，再将脱泡后的混合物II加入模具中进行固化，放入高频感应加热热压烧结炉中，在氩气气氛中，以160-180℃和5-10MPa的压力下预压5-8分钟，随后在400-500℃下烧结20-40分钟，再降温至110℃，并以5-10MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用导电导热材料。
7.根据权利要求6所述的计算机用导电导热材料的制备方法，其特征在于，所述具体步骤(1)中随后放入到化学气相沉积炉内在1350℃保温2.5h。
8.根据权利要求6所述的计算机用导电导热材料的制备方法，其特征在于，所述具体步骤(3)中以170℃和8MPa的压力下预压8分钟，随后在450℃下烧结30分钟，再降温至110℃，并以8MPa的压力保压30分钟。
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