CN106065089A - 一种计算机用显示器散热材料及其制备方法 - Google Patents

一种计算机用显示器散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显示器散热材料及其制备方法，所述计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末35‑45份，酰化纤维素15‑25份，聚对苯二甲酸乙二酯5‑10份，云母粉5‑10份，石膏粉2‑8份，碳化硅颗粒4‑8份，硬脂酸5‑8份，甘油2‑6份。本发明通过对计算机用显示器散热材料进行优化，显著地提高了计算机用显示器散热材料的导热防水阻燃性能。本发明的方法制备得到的计算机用显示器散热材料热导率7.8‑10.5W/m.K；0.1MPa，60min以上不透水；极限氧指数28.5％以上。

Description

一种计算机用显示器散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显示器散热材料及其制备方法。
背景技术
随着高性能计算机的普及，更高分辨率的显示器对能耗要求越来越高，大功率显示器只能将约15％的输入功率转化为光能，而其余85％转化为热能。而散热不良将导致显示器中芯片的加速老化，减少显示器使用寿命。因此，如何制备计算机用显示器散热材料，同时降低其工艺成本及提高导热防水阻燃性能，这始终是计算机用显示器散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显示器散热材料及其制备方法，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：
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末35-45份，酰化纤维素15-25份，聚对苯二甲酸乙二酯5-10份，云母粉5-10份，石膏粉2-8份，碳化硅颗粒4-8份，硬脂酸5-8份，甘油2-6份。
作为本发明进一步的方案：所述计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末38-42份，酰化纤维素18-22份，聚对苯二甲酸乙二酯7-8份，云母粉7-8份，石膏粉4-6份，碳化硅颗粒5-7份，硬脂酸6-7份，甘油3-5份。
作为本发明进一步的方案：所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200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：所述酰化纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1100-1150℃保温2-3h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与酰化纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚对苯二甲酸乙二酯和甘油混合，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200-230℃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120℃，并以5-10MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
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1125℃保温2.5h。
作为本发明进一步的方案：所述具体步骤(3)中以215℃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120℃，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显示器散热材料进行优化，显著地提高了计算机用显示器散热材料的导热防水阻燃性能。本发明的方法制备得到的计算机用显示器散热材料热导率7.8-10.5W/m.K；0.1MPa，60min以上不透水；极限氧指数28.5％以上。
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
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末35份，酰化纤维素15份，聚对苯二甲酸乙二酯5份，云母粉5份，石膏粉2份，碳化硅颗粒4份，硬脂酸5份，甘油2份；所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述酰化纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1100℃保温2h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与酰化纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚对苯二甲酸乙二酯和甘油混合，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200℃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120℃，并以5MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
上述工艺制备得到的计算机用显示器散热材料，测得其材料性能参数如下：热导率7.8W/m.K；0.1MPa，60min不透水；极限氧指数28.5％。
实施例2
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末40份，酰化纤维素20份，聚对苯二甲酸乙二酯8份，云母粉8份，石膏粉5份，碳化硅颗粒6份，硬脂酸7份，甘油4份；所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述酰化纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1125℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与酰化纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚对苯二甲酸乙二酯和甘油混合，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215℃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120℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
上述工艺制备得到的计算机用显示器散热材料，测得其材料性能参数如下：热导率10.5W/m.K；0.1MPa，90min不透水；极限氧指数37.4％。
实施例3
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末45份，酰化纤维素25份，聚对苯二甲酸乙二酯10份，云母粉10份，石膏粉8份，碳化硅颗粒8份，硬脂酸8份，甘油6份；所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述酰化纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1150℃保温3h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与酰化纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚对苯二甲酸乙二酯和甘油混合，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230℃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120℃，并以10MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
上述工艺制备得到的计算机用显示器散热材料，测得其材料性能参数如下：热导率9.2W/m.K；0.1MPa，78min不透水；极限氧指数34.3％。
对比例1
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末，所述增强体包括云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸，以重量份来计，陶瓷粉末40份，云母粉8份，石膏粉5份，碳化硅颗粒6份，硬脂酸7份；所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1125℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，得到混合物I；
(2)将混合物I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215℃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120℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
上述工艺制备得到的计算机用显示器散热材料，测得其材料性能参数如下：热导率3.8W/m.K；0.1MPa，16min不透水；极限氧指数12.1％。
对比例2
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末，所述增强体包括碳化硅颗粒、硬脂酸，以重量份来计，陶瓷粉末40份，碳化硅颗粒6份，硬脂酸7份；所述陶瓷粉末目数为1200目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末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1125℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，得到混合物I；
(2)将混合物I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I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215℃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120℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
上述工艺制备得到的计算机用显示器散热材料，测得其材料性能参数如下：热导率0.8W/m.K；0.1MPa，2min不透水；极限氧指数5.4％。
对比例3
一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末40份，酰化纤维素20份，聚对苯二甲酸乙二酯8份，云母粉8份，石膏粉5份，碳化硅颗粒6份，硬脂酸7份，甘油4份；所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200目；所述碳化硅颗粒粒径为10-20μm；所述酰化纤维素的直径为100-200nm，长度为200-300μm。
一种计算机用显示器散热材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1125℃保温2.5h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与酰化纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚对苯二甲酸乙二酯和甘油混合，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215℃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120℃，并以8MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
上述工艺制备得到的计算机用显示器散热材料，测得其材料性能参数如下：热导率5.3W/m.K；0.1MPa，42min不透水；极限氧指数16.5％。
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)

1.一种计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，其特征在于，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末35-45份，酰化纤维素15-25份，聚对苯二甲酸乙二酯5-10份，云母粉5-10份，石膏粉2-8份，碳化硅颗粒4-8份，硬脂酸5-8份，甘油2-6份。
2.根据权利要求1所述的计算机用显示器散热材料，其特征在于，所述计算机用显示器散热材料，由基体和增强体组成，所述基体包括陶瓷粉末和酰化纤维素，所述增强体包括聚对苯二甲酸乙二酯、云母粉、石膏粉、碳化硅颗粒、硬脂酸、甘油，以重量份来计，陶瓷粉末38-42份，酰化纤维素18-22份，聚对苯二甲酸乙二酯7-8份，云母粉7-8份，石膏粉4-6份，碳化硅颗粒5-7份，硬脂酸6-7份，甘油3-5份。
3.根据权利要求1或2所述的计算机用显示器散热材料，其特征在于，所述陶瓷粉末目数为1200目，所述云母粉目数为1000目，所述石膏粉目数为1200目。
4.根据权利要求1或2所述的计算机用显示器散热材料，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所述的计算机用显示器散热材料，其特征在于，所述酰化纤维素的直径为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显示器散热材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)将陶瓷粉末、云母粉和石膏粉及碳化硅颗粒熔融成液态，随后放入到化学气相沉积炉内在1100-1150℃保温2-3h，冷去后粉碎并加入硬脂酸，充分搅拌混合直至无团聚为止，接着与酰化纤维素进行交联固化，得到混合物I；
(2)将步骤(1)得到的混合物I与聚对苯二甲酸乙二酯和甘油混合，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200-230℃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120℃，并以5-10MPa的压力保压30分钟，脱模后即得计算机用显示器散热材料。
7.根据权利要求6所述的计算机用显示器散热材料的制备方法，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1125℃保温2.5h。
8.根据权利要求6所述的计算机用显示器散热材料的制备方法，其特征在于，所述具体步骤(3)中以215℃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120℃，并以8MPa的压力保压30分钟。
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