CN107384238A - 一种导热辐射散热膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导热辐射散热膜的结构及制造技术，辐射散热膜核心技术是由具有辐射远红外线材料构成的辐射层，辐射层具有热能‑远红外线转换的功能，辐射层可以将自身的热量转换为远红外线辐射到空气中，当辐射层紧贴在电子仪器的外表面的时候，电子仪器表面的热量就会传导给辐射层，辐射层吸收电子仪器表面的热量以后，辐射层就会不间断的辐射远红外线，消耗热量，随着电子仪器表面热量不断被消耗，电子仪器内部的温度就会降低，辐射层辐射远红外线的功率随着辐射层温度的升高在增大，也就是说，辐射层对于电子仪器内部温度的降温效果是随着电子仪器表面温度升高散热效果越明显。

Description

一种导热辐射散热膜
技术领域
本发明涉及一种导热辐射散热膜的结构及制造工艺，主要应用于各种电子仪器、电器元件表面的辐射散热。
背景技术
目前电子仪器正在不断的小型化，尤其是移动式数码产品对外观的小型化要求更为迫切，而电子仪器的显示屏越做越大，功能越来越强大，这势必消耗更多功率，消耗功率的增大就意味着产生的热量在增加，这是因为输入电子元件的功率不可能100％被利用，电子元件输入功率必定有一部分被转换为热量，随着电子元件产生热量的增加，电子元件的温度就会升高，尤其是随着网络技术的迅速发展，手机、计算机的运算速度越来越快，运算速度加快，就必然增大热量的产生，如果手机、电子计算机产生的热量不能迅速排放到空气中，就会造成手机、电子计算机内部的温度过高，使手机、电子计算机的运行速度降低，为了使手机、电子计算机的性能得以保证，就必须使手机、电子计算机内部的热量迅速排到空气中，而目前使用的石墨散热膜只能将局部集中的热量迅速传导散开，并不能将热量迅速的扩散到空气中，因此目前市场上还没有性能可靠的、性价比合适的、适合于手持电子仪器使用的散热技术。
发明内容
为了克服现有电子仪器内部热量不能尽快扩散到空气中，造成电子仪器内部温度升高的问题，本发明提供一种导热辐射散热膜的结构及制造技术，导热辐射散热膜核心技术是具有辐射远红外线功能的辐射层，辐射层具有热能-远红外线转换的功能，辐射层可以将自身的热量转换为远红外线辐射到空气中，当辐射层紧贴在电子仪器表面的时候，电子仪器表面的热量就会传导给辐射层，辐射层吸收电子仪器表面的热量以后，辐射层就会不间断的辐射远红外线，消耗热量，随着电子仪器表面热量不断被消耗，电子仪器内部的温度就会降低，辐射层辐射远红外线的功率随着辐射层温度的升高在增大，也就是说，辐射层对于电子仪器内部温度的降温效果是随着电子仪器表面温度的升高散热效果越明显。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：导热辐射散热膜主要由导热辐射层、不干胶层组成，不干胶层与导热辐射层紧密接合，不干胶层与电子仪器表面连接；导热辐射层分为两种：导电导热辐射层、绝缘导热辐射层；导电导热辐射层主要由远红外线材料、红外线透射材料、导电导热材料、粘接剂组成；绝缘导热辐射层主要由远红外材料、红外线透射材料、绝缘导热材料、粘接剂组成；在导电导热辐射层中，远红外线材料主要完成热能-远红外线转换，导电导热材料主要作用是将电子仪器表面的热量传导给远红外线材料，粘接剂作用是将远红外线材料、红外线透射材料、导电导热材料粘接在一起；在绝缘导热辐射层中，远红外线材料主要完成热能-远红外线转换，绝缘导热材料作用是将电子仪器表面的热量传导给远红外线材料，粘接剂作用是将远红外线材料、红外线透射材料、绝缘导热材料粘接在一起；导热辐射散热膜的厚度在0.1-0.8mm之间，其中，导热辐射层厚度在0.19-0.79mm之间，不干胶层厚度在10-20微米之间。
导电导热辐射层原材料配比(重量比)：粘接剂100份，远红外线材料2-15份，红外线透射材料2-18份、导电导热材料80-120份；
绝缘导热辐射层原材料配比(重量比)：粘接剂100份，远红外线材料2-15份，红外线透射材料2-18份、绝缘导热材料80-120份；
粘接剂从功能方面分为两种，第一种，可以透过红外线的粘接剂，第二种，普通意义上的粘接剂。粘接剂选用可以透过红外线的粘接剂，导热辐射层的远红外线辐射率与粘接剂选用普通粘接剂的导热辐射层的远红外线辐射率比较，前者远红外线辐射功率高于后者大约3-8％。
粘接剂从类型方面分为三种，塑料类、橡胶类、橡塑类。
导热辐射散热膜制作工艺分为溶剂法，压延法。
导热辐射散热膜溶剂法制作工艺：
适合于溶剂法制作工艺的粘接剂有，橡胶类，如氯丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等；塑料类，聚酯、聚氯乙烯等；
1.用相应的溶剂将橡胶或者塑料或者橡塑进行溶解；如果粘接剂选用橡胶类，那就要在溶解橡胶的时候添加合适的硫化剂；
2.对远红外线材料预先进行分散改性，改性剂可以选择硅烷偶联剂、表面活性剂等，改性剂添加量为远红外线材料重量的1-3％，分散改性方法为：先用合适的溶剂将改性剂溶解，搅拌均匀后再加入远红外线材料，使用研磨机进行分散，研磨时间根据不同的远红外线材料有所不同，一般研磨时间20-50分钟，研磨完成以后待用；
3.溶解好以后的橡胶或者塑料或者橡塑搅拌均匀后加入研磨完成的远红外线材料、红外线透射材料、导电导热材料或者绝缘导热材料；
4.用橡胶混炼机将上述混合均匀的原料进行压延，使橡胶或者塑料或者橡塑与远红外线材料、红外线透射材料、导电导热材料或者绝缘导热材料充分混合均匀，混合均匀以后再滚压成0.19-0.79mm的导热辐射层；
5.如果粘接剂选用塑料或者橡塑类，上述滚压完成的导热辐射层需要将导热辐射层多余的溶剂烘干，然后根据需要裁剪为合适的尺寸；
6.如果粘接剂选用橡胶类，上述滚压完成的导热辐射层还需要根据不同橡胶的硫化条件进一步进行硫化，硫化完成后根据需要裁剪为合适的尺；
7.在上述制作完成导热辐射层的背面涂覆不干胶层，不干胶层涂覆厚度在10-20微米之间。
至此为止，用溶剂法制作的导热辐射散热膜工序完成。
导热辐射散热膜压延法制作工艺：
适合于压延法的粘接剂为热塑性塑料，如：聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯硫醚、聚丙烯酸树脂、聚氯乙烯等；
1.对远红外线材料预先进行分散改性，改性剂可以选择硅烷偶联剂、表面活性剂等，改性剂添加量为远红外线材料重量的1-3％，分散改性方法为：先用去离子水将改性剂溶解，并搅拌均匀，然后再加入远红外线材料，使用研磨机进行分散，研磨时间根据不同的远红外线材料有所不同，一般研磨时间20-50分钟，研磨完成以后烘干水分，进行粉碎并通过1000目的筛网；
2.粘接剂与远红外线材料的共混分为两步，第一步将粘接剂重量的20-30％与研磨完成的远红外线材料加入塑料共混机混合均匀，第二步再将剩余粘接剂70-80％与第一步完成的混合物一起加入塑料共混机混合均匀，造粒待用；
3.将红外线透射材料、导电导热材料或者绝缘导热材料与已经混有粘接剂的远红外线材料一起加入塑料共混机混合均匀，造粒待用；
4.将上述完成的粒料加入塑料压延机的入料口，最后由塑料压延机制作厚度0.19-0.79mm的导热辐射层；
5.在上述制作完成导热辐射层的背面涂覆不干胶层，不干胶层涂覆厚度在10-20微米之间；
6.根据需要将导热辐射散热膜裁剪为合适的尺寸。
至此为止，用压延法制作的导热辐射散热膜工序完成。
本发明的有益效果是：一种导热辐射散热膜可以改变目前使用于电子仪器的石墨散热膜只能将局部的热量迅速传导开，而不能在传导热量的同时有效将热量尽快散发到空气中的不足之处，一种导热辐射散热膜与现有的石墨散热膜比较，在60℃的条件下可以降低电气元件表面工作温度3-6℃。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一种导热辐射散热膜的原理结构图。
图2是一种导热辐射散热膜应用在电子仪器表面散热的原理示意图。
图号说明：1.导热辐射层，2.不干胶层，3.电子仪器。
具体实施方式
实施例1：参照图1，图1中的导热辐射散热膜，由导电导热辐射层1、不干胶层2组成，导电导热辐射层1主要由远红外线材料-纳米氧化镁、导电导热材料---胶体石墨粉、红外线透射材料-硫化锌、粘接剂---聚酯塑料混合制造。
导电导热辐射层1原材料配比(重量比)：粘接剂-聚酯100份，远红外线材料-纳米氧化镁5份，红外线透射材料-硫化锌10份、导电导热材料-胶体石墨粉110份；
导电导热辐射散热膜成型工艺为：
1.远红外线材料-纳米氧化镁预先进行分散改性，改性剂选择硅烷570偶联剂，硅烷570偶联剂添加量为远红外线材料-纳米氧化镁重量的3％，分散改性方法为：使用乙酸乙酯将硅烷570偶联剂溶解，搅拌均匀后再加入远红外线材料-纳米氧化镁，使用研磨机进行分散，研磨时间30分钟，研磨完成以后待用；
2.用二甲苯溶剂将聚酯塑料进行溶解；
3.聚酯塑料溶解好以后搅拌均匀再加入研磨完成的远红外线材料-纳米氧化镁、导电导热材料-胶体石墨粉、红外线透射材料-硫化锌；
4.用橡胶混炼机将上述混合均匀的原料进行压延，使聚酯塑料与远红外线材料、红外线透射材料、导电导热材料充分混合均匀，混合均匀以后再滚压成0.19-0.79mm导电导热辐射层1；
5.将上述滚压完成导电导热辐射层1的溶剂烘干，然后根据需要裁剪为合适的尺寸；
6.在上述制作完成导热辐射层1的背面涂覆不干胶层2，不干胶层2涂覆厚度在10-20微米之间。
至此为止，用溶剂法制作的导电导热辐射散热膜工序完成。
1.实施例2：参照图1，图1中的导热辐射散热膜，由绝缘导热辐射层1、不干胶层2组成，绝缘导热辐射层1主要由远红外线材料-纳米氧化锌，绝缘导热材料---纳米氧化铝，红外线透射材料-硫化锌，粘接剂---聚乙烯塑料混合制造。
1.绝缘导热辐射层1原材料配比(重量比)：粘接剂-聚乙烯100份，远红外线材料-纳米氧化锌4份，红外线透射材料-硫化锌8份，绝缘导热材料-纳米氧化铝120份；
1.远红外线材料-纳米氧化锌预先进行分散改性，改性剂选择聚丙烯酸钠表面活性剂，聚丙烯酸钠添加量为远红外线材料重量的2％，分散改性方法为：先用去离子水将聚丙烯酸钠溶解，搅拌均匀后再加入远红外线材料-纳米氧化锌，使用研磨机进行分散，研磨时间30分钟，研磨完成以后烘干水分，进行粉碎并通过1000目的筛网；
2.粘接剂-聚乙烯塑料与远红外线材料-纳米氧化锌的共混分为两步，第一步将粘接剂-聚乙烯重量的20％与研磨完成的远红外线材料-纳米氧化锌加入塑料共混机混合均匀，第二步再将剩余粘接剂-聚乙烯塑料的80％加入塑料共混机与第一步的混合物混合均匀，造粒待用；
3.将红外线透射材料-硫化锌、绝缘导热材料-纳米氧化铝与已经混和均匀的粘接剂与远红外线材料的混合物一起加入塑料共混机混合均匀，造粒待用；
4.将上述完成的粒料加入塑料压延机的入料口，最后由塑料压延机制作厚度0.19-0.79mm的绝缘导热辐射层1；
5.在上述制作完成绝缘导热辐射层1的背面涂覆不干胶层2，不干胶层2涂覆厚度在10-20微米之间；
6.根据需要将绝缘导热辐射散热膜裁剪为合适的尺寸。
至此为止，用压延法制作的绝缘导热辐射散热膜工序完成。
实施例3：参照图1，图1中的导热辐射散热膜，由绝缘导热辐射层1、不干胶层2组成，绝缘导热辐射层1主要由远红外线材料-纳米氧化锌、绝缘导热材料---纳米氧化铝、透过红外线的粘接剂---聚碳酸酯塑料混合制造。
绝缘导热辐射层1原材料配比(重量比)：透过红外线的粘接剂---聚碳酸酯100份，远红外线材料-纳米氧化锌4份，绝缘导热材料-纳米氧化铝120份；
1.远红外线材料-纳米氧化锌预先进行分散改性，改性剂选择聚丙烯酸钠表面活性剂，聚丙烯酸钠添加量为远红外线材料重量的3％，分散改性方法为：先用去离子水将聚丙烯酸钠溶解，搅拌均匀后再加入远红外线材料-纳米氧化锌，使用研磨机进行分散，研磨时间30分钟，研磨完成以后烘干水分，进行粉碎并通过1000目的筛网；
2.透过红外线的粘接剂---聚碳酸酯塑料与远红外线材料-纳米氧化锌的共混分为两步，第一步将透过红外线的粘接剂---聚碳酸酯塑料重量的30％与研磨完成的远红外线材料-纳米氧化锌加入塑料共混机混合均匀，第二步再将剩余透过红外线的粘接剂---聚碳酸酯塑料的70％加入塑料共混机与第一步的混合物混合均匀，造粒待用；
3.将绝缘导热材料-纳米氧化铝与已经混和均匀的粘接剂与远红外线材料的混合物一起加入塑料共混机混合均匀，造粒待用；
4.将上述完成的粒料加入塑料压延机的入料口，最后由塑料压延机制作厚度0.19-0.79mm的绝缘导热辐射层1；
5.在上述制作完成绝缘导热辐射层1的背面涂覆不干胶层2，不干胶层2涂覆厚度在10-20微米之间；
6.根据需要将绝缘导热辐射散热膜裁剪为合适的尺寸。
至此为止，用压延法制作的绝缘导热辐射散热膜工序完成。

Claims (6)

1.一种导热辐射散热膜由导热辐射层(1)、不干胶层(2)组成，其特征是：不干胶层(2)与导热辐射层(1)紧密接合，导热辐射层(1)分为两种：导电导热辐射层(1)、绝缘导热辐射层(1)；导电导热辐射层(1)主要由远红外线材料、红外线透射材料、导电导热材料、粘接剂组成；绝缘导热辐射层(1)主要由远红外线材料、红外线透射材料、绝缘导热材料、粘接剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种导热辐射散热膜，其特征是：导热辐射散热膜制作工艺分为溶剂法，压延法；
导热辐射散热膜溶剂法制作工艺：
a.用相应的溶剂将橡胶或者塑料或者橡塑进行溶解；如果粘接剂选用橡胶类，那就要在用溶剂溶解橡胶的时候添加合适的硫化剂；
b.远红外线材料预先进行分散改性，改性剂可以选择硅烷偶联剂、表面活性剂等，改性剂添加量为远红外线材料重量的1-3％，分散改性方法为：先用合适的溶剂将改性剂溶解，搅拌均匀后加入远红外线材料，使用研磨机进行分散，研磨时间根据不同的远红外线材料有所不同，一般研磨时间20-50分钟，研磨完成以后待用；
c.溶解好以后的橡胶或者塑料或者橡塑搅拌均匀后加入研磨完成的远红外线材料、红外线透射材料、导热材料；
d.用橡胶混炼机将上述混合均匀的原料进行压延，使橡胶或者塑料或者橡塑与远红外线材料、红外线透射材料、导热材料充分混合均匀，混合均匀以后再滚压成0.19-0.79mm的导热辐射层(1)；
e.如果粘接剂选用塑料或者橡塑类，上述滚压完成的导热辐射层(1)需要将导热辐射层(1)多余的溶剂烘干，然后根据需要裁剪为合适的尺寸；
f.如果粘接剂选用橡胶类，上述滚压完成的导热辐射层(1)还需要根据不同橡胶的硫化条件进一步进行硫化，硫化完成后根据需要裁剪为合适的尺寸；
g.在上述制作完成导热辐射层(1)的背面涂覆不干胶层(2)，不干胶层(2)涂覆厚度在10-20微米之间；
至此为止，用溶剂法制作的导热辐射散热膜工序完成；
导热辐射散热膜压延法制作工艺：
a.对远红外线材料预先进行分散改性，改性剂可以选择硅烷偶联剂、表面活性剂等，改性剂添加量为远红外线材料重量的1-3％，分散改性方法为：先用去离子水将改性剂溶解，并搅拌均匀，然后再加入远红外线材料，使用研磨机进行分散，研磨时间根据不同的远红外线材料有所不同，一般研磨时间20-50分钟，研磨完成以后烘干水分，进行粉碎并通过1000目的筛网；
b.粘接剂与远红外线材料的共混分为两步，第一步将粘接剂重量的20-30％与研磨完成的远红外线材料加入塑料共混机混合均匀，第二步再将剩余粘接剂70-80％与第一步完成的混合物一起加入塑料共混机混合均匀，造粒待用；
c.将红外线透射材料、导热材料与b步骤完成的粒料一起加入塑料共混机混合均匀，造粒待用；
d.将c步骤完成的粒料加入塑料压延机的入料口，最后由塑料压延机制作厚度0.19-0.79mm的导热辐射层(1)；
e.在上述制作完成导热辐射层(1)的背面涂覆不干胶层(2)，不干胶层(2)覆厚度在10-20微米之间；
f.根据需要将导热辐射散热膜裁剪为合适的尺寸；
至此为止，用压延法制作的导热辐射散热膜工序完成。
3.根据权利要求1所述的一种导热辐射散热膜，其特征是：导热辐射散热膜的厚度在0.1-0.8mm之间，其中，导热辐射层(1)厚度在0.19-0.79mm之间，不干胶层(2)厚度在10-20微米之间。
4.根据权利要求1所述的一种导热辐射散热膜，其特征是：粘接剂从功能方面分为两种，第一种，可以透过红外线的粘接剂，第二种，普通粘接剂；粘接剂从类型方面分为三种，塑料类、橡胶类、橡塑类。
5.根据权利要求1所述的一种导热辐射散热膜，其特征是：导电导热辐射层(1)原材料配比(重量比)：粘接剂100份，红外线透射材料2-18份、远红外线材料2-15份，导电导热材料80-120份。
6.根据权利要求1所述的一种导热辐射散热膜，其特征是：绝缘导热辐射层(1)原材料配比(重量比)：粘接剂100份，红外线透射材料2-18份、远红外线材料2-15份，绝缘导热材料80-120份。
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