CN106928838A - 一种导热散热涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涂覆于电子元件表面的导热散热涂料,按照重量百分数计,所述导热散热涂料包括基材10%~30%、导热散热材料5%~69%、溶剂20%~70%以及助剂1%~20%。本发明的涂料为导热散热涂料,使用方便、将其涂覆于铜箔、散热器等需要散热的元件上即可提高其散热效率,不会增加产品的体积,且效果好,可提高散热效率20%~40%。
Description
技术领域
本发明涉及导热散热材料,尤其涉及一种涂覆于需要电子元件表面的导热散热涂料。
背景技术
目前手机、笔记本、LED、台式电脑、各种充电器以及大功率设备都涉及到导热散热的结构设计。这些设备在使用过程中会有大量的热量散发出来,如果不能及时地将热量散发走,将会导致设备性能下降甚至出现过热而烧坏设备。比如当手机使用某款高性能CPU的时候,经常会因为打开游戏或者其他软件后出现CPU降频、卡顿甚至重启等严重现象;笔记本电脑在玩大型游戏或者用于绘图时会出现卡顿等现象;台式机在刻录光盘或者使用CAD、Photoshop等专业软件的时候会出现卡顿、重启等现象;这些都是由于CPU(中央处理器)或者GPU(显示核心)中的一个或者两个同时过热而导致启动了芯片设计者设计的过热保护程序——降频、重启。
为了解决上述问题,有些设备中安装有风扇等散热设计,如台式电脑,然而风扇的安装也无法完全解决设备因为过热而启动过热保护程序,另外,风扇的安装也增加了设备的体积,这与计算机日益轻薄化相违背,而且有些小的设备或元件上无法安装风扇。因此,有必要提供一种新的导热散热方式,以克服上述现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导热散热涂料,涂覆于需要散热的元件表面,可大幅度提高该元件的散热效率。
为实现上述目的,本发明提供一种导热散热涂料,涂覆于需要散热的元件表面,按照重量百分数计,所述导热散热涂料包括基材10%~30%、导热散热材料5%~69%、溶剂20%~70%以及助剂1%~20%。
较佳地,所述基材包括PU、环氧树脂、氟碳树脂、丙烯酸树脂中的一种或其混合物。
较佳地,所述溶剂为甲苯、环己烷、MEK、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮中的一种或其混合物。
较佳地,所述PU由质量分数为40%~99%的多元醇与质量分数为1%~60%的异氰酸酯聚合而成。
较佳地,所述多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇,所述聚醚多元醇为长链饱和聚醚二元醇、长链饱和聚醚三元醇、长链饱和聚醚四元醇中的一种或其混合物,所述聚酯多元醇为聚酯二元醇、聚酯三元醇中的一种或其混合物。
较佳地,所述异氰酸酯选自二官能度脂肪族多元异氰酸酯、三官能度脂肪族多元异氰酸酯、二官能度芳香族多元异氰酸酯、三官能度芳香族多元异氰酸酯中的一种或其混合物,或者所述异氰酸酯选自PM200、MDI50、MDI100、HDI、IPDI中的一种或其混合物。
较佳地,所述导热散热材料为SiO2粉末、TiO2粉末、ALN粉末、Al2O3粉末、BN粉末、纳米改性BN粉末、纳米改性石墨、导热散热陶瓷粉末、纳米改性云母粉末中的一种或其混合物。
较佳地,所属助剂包括固化剂、触变剂、抗老化剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、增粘剂中的一种或其混合物,所述固化剂优选的为三官能度的异氰酸酯类固化剂或胺类固化剂。
其中,所述PU的聚合条件为:氮气氛围下、温度为40℃~80℃、添加催化剂及所述溶剂后反应1~5小时,从而制得分子量为3000~100万、以羟基封端的所述PU。然后将所述PU稀释,稀释至固含量为5%~50%,然后加入导热散热涂料的其他组分在高速分散机中分散,得到固含量为30%~40%的导热散热涂料。使用时,加入适量的固化剂,使用喷涂技术、手工刷涂、滚涂等方式涂覆于需要散热的元件表面上,如铜箔、散热器表面,涂覆厚度为1μm~200μm,最佳为40μm可提高元件的散热效率20~40%。
较佳地,所述催化剂为有机锡或者有机铋的一种或者两种的混合物。
现有技术相比,本发明的涂料为导热散热涂料,使用方便、将其涂覆于铜箔、散热器等需要散热的元件上即可提高其散热效率,不会增加产品的体积,效果好,可提高散热效率20%~40%。
附图说明
图1为本发明实施例一的测试效果图,其中A为未涂覆导热散热涂料的铜箔,B为涂覆了厚度为40微米的导热散热涂料的铜箔,A与B铜箔的厚度、面积一致。
图2为本发明实施例二的测试效果图,其中A为未涂覆导热散热涂料的铜箔,B为涂覆了厚度为40微米的导热散热涂料的铜箔,A与B铜箔的厚度、面积一致。
具体实施方式
下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例。
实施例一:
准备材料:MDI5011.88g,长链饱和聚醚二元醇A120g,有机锡0.673g,甲苯:31.88g。
取长链饱和聚醚二元醇A120g、甲苯31.88g以及有机锡0.673g在氮气氛围中升温到70℃,在恒压漏斗中缓慢滴加MDI5011.88g,滴加完MDI50开始计时,反应3h后停止反应,得到分子量约为1.5万的以羟基封端的PU原浆。将PU原浆稀释到固含量为5%-50%,添加纳米改性云母粉末、ALN粉末、BN粉末、SiO2粉末、纳米改性石墨以及助剂在高速分散机中分散,得到稳定的固含量为40%的黑色导热散热涂料。助剂为触变剂、抗老化剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、增粘剂中的一种或其混合物。涂覆时需要添加适量的固化剂。其中固化剂可以是异氰酸酯类以及胺类固化剂。
将此导热散热涂料涂覆在铜箔表面并给5W的LED灯进行散热,与普通铜箔进行对比,所测试得到的温度趋势如图1所示。由图可知,涂覆导热散热涂料的铜箔的散热效率提高了40%以上。
实施例二:
准备材料:HDI1001.584g,长链饱和聚醚二元醇A240g,有机锡0.673g,环己烷:27.72g。
取长链饱和聚醚二元醇A220g、环己烷27.72g以及有机锡0.673g在氮气氛围中升温到70℃,在恒压漏斗中缓慢滴加HDI1001.584g,滴加完HDI100开始计时,反应3h后停止反应,得到分子量约为5万的以羟基封端的PU原浆。将PU原浆稀释到固含量为5%-50%,添加纳米改性云母粉末、ALN粉末、BN粉末、SiO2粉末、纳米改性石墨以及助剂在高速分散机中分散,得到稳定的固含量约为35%的黑色导热散热涂料。涂覆时需要添加适量的固化剂。其中固化剂可以是异氰酸酯类以及胺类固化剂。
将此导热散热涂料涂覆在铜箔表面并给5W的LED灯进行散热,与普通铜箔进行对比,所测试得到的温度趋势如图2所示。由图可知,涂覆导热散热涂料的铜箔的散热效率提高了约20%。
实施例三:
准备材料:MDI1009.75g,长链饱和聚醚三元醇A340g,有机铋0.673g,乙酸乙酯:12.44g
取长链饱和聚醚三元醇A340g、乙酸乙酯12.44g以及有机铋0.673g在氮气氛围中升温到70℃,在恒压漏斗中缓慢滴加MDI1009.75g,滴加完HDI100开始计时,反应3h后停止反应,得到分子量约为5万的以羟基封端的PU原浆。将PU原浆稀释到固含量为5%-50%,添加环氧树脂约10%,纳米改性云母粉末、ALN粉末、BN粉末、SiO2粉末、纳米改性石墨以及助剂在高速分散机中分散,得到稳定的固含量约为35%的黑色导热散热涂料。涂覆时需要添加适量的固化剂。其中固化剂可以是异氰酸酯类以及胺类固化剂。
使用刷涂的方式在铜箔表面涂覆一层干燥厚度约为50微米的涂层,得到导热散热铜箔,散热效率约提升25%。
实施例四:
按照重量百分数计,将环氧树脂、丙烯酸树脂(环氧树脂:丙烯酸树脂=4:1)20%、导热散热材料15%、助剂3%、丙酮62%放于高速搅拌机中高速分散后得到导热散热材料。该导热散热材料可作为油墨,能够偶提高低温(50-100℃)散热效率约25%。
本专利所有产品对于温度越高的热源散热效果越好。作为油墨的导热散热涂料可以喷涂、刮涂、刷涂等涂覆方式进行施工。
现有技术相比,本发明的涂料为导热散热涂料,使用方便、将其涂覆于铜箔、散热器等需要散热的元件上即可提高其散热效率,不会增加产品的体积,效果好,可提高散热效率20%~40%。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (11)
1.一种导热散热涂料,涂覆于需要散热的元件表面,其特征在于,按照重量百分数计,所述导热散热涂料包括基材10%~30%、导热散热材料5%~69%、溶剂20%~70%以及助剂1%~20%。
2.如权利要求1所述的导热散热涂料,其特征在于:所述基材包括PU、环氧树脂、氟碳树脂、丙烯酸树脂中的一种或其混合物。
3.如权利要求1所述的导热散热涂料,其特征在于,所述溶剂为甲苯、环己烷、MEK、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮中的一种或其混合物。
4.如权利要求1所述的导热散热涂料,其特征在于,所述PU由质量分数为40%~99%的多元醇与质量分数为1%~60%的异氰酸酯聚合而成。
5.如权利要求4所述的导热散热涂料,其特征在于,所述PU的聚合条件为:氮气氛围下、温度为40℃~80℃、添加催化剂及所述溶剂后反应1~5小时,从而制得分子量为3000~100万、以羟基封端的所述PU。
6.如权利要求5所述的导热散热涂料,其特征在于,所述催化剂为有机锡或者有机铋的一种或者两种的混合物。
7.如权利要求4所述的导热散热涂料,其特征在于,所述多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇,所述聚醚多元醇为长链饱和聚醚二元醇、长链饱和聚醚三元醇、长链饱和聚醚四元醇中的一种或其混合物,所述聚酯多元醇为聚酯二元醇、聚酯三元醇中的一种或其混合物。
8.如权利要求4所述的导热散热涂料,其特征在于,所述异氰酸酯选自二官能度脂肪族多元异氰酸酯、三官能度脂肪族多元异氰酸酯、二官能度芳香族多元异氰酸酯、三官能度芳香族多元异氰酸酯中的一种或其混合物,或者所述异氰酸酯选自PM200、MDI50、MDI100、HDI、IPDI中的一种或其混合物。
9.如权利要求1所述的导热散热涂料,其特征在于,所述导热散热材料为SiO2粉末、TiO2粉末、ALN粉末、Al2O3粉末、BN粉末、纳米改性BN粉末、纳米改性石墨、导热散热陶瓷粉末、纳米改性云母粉末中的一种或其混合物。
10.如权利要求1所述的导热散热涂料,其特征在于,所属助剂包括固化剂、触变剂、抗老化剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、增粘剂中的一种或其混合物,所述固化剂为三官能度的异氰酸酯类固化剂或胺类固化剂。
11.将权利要求1~10任一项所述的导热散热涂料涂覆于需要散热元件表面上的应用,所述导热散热涂料的厚度为1μm~200μm。
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