CN110591234A - 一种橡胶基石墨烯导热界面材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于导热材料技术领域,具体涉及一种橡胶基石墨烯导热界面材料及其制备方法。本发明公开了一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体30‑34份、金属填料34‑38份、氮化物18‑23份、石墨烯14‑18份、偶联剂0.2‑0.5份;所述橡胶基体包括天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、改性三元乙丙橡胶中的至少一种。
Description
技术领域
本发明属于导热材料技术领域,具体涉及一种橡胶基石墨烯导热界面材料及其制备方法。
背景技术
材料科学的不断发展使得导热材料在国防工业和民用材料中的应用比例逐年增大,具有质量轻、力学性能好、电绝缘性强、价格低等特点的导热材料成为未来发展的趋势,在电子工业发展迅速的今天有着很广泛的应用前景。电子工业产品如LED、微电子封装材料和半导体器件不断的向小型化、轻薄化和智能化方向发展,因此人们对材料的导热性能提出了更高的要求。
作为导热材料的基体应具有下列性能:良好的力学性能及加工成型性能,能实现填料的高质量分数填充;良好的电绝缘性,较高的热导率,低CTE,原料来源广泛。导热材料使用的树脂大致分热固性和热塑性两类。从目前的研究状况来看,常用基体有:HDPE、LDPE、PP、PS、PC、PA-6、PA-66、POM、PVC、PVDF;PU、SBS;环氧、酚醛、双马及其改性树脂、有机硅树脂、硅橡胶、丁苯橡胶、PMR聚酰亚胺及其他新型改性高性能树脂等。但是这些基体的导热性能无法满足现有电子产品的散热要求,因此制备高性能导热界面材料成为亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体30-34份、金属填料34-38份、氮化物18-23份、石墨烯14-18份、偶联剂0.2-0.5份;
所述橡胶基体包括天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、改性三元乙丙橡胶中的至少一种。
作为一种优选的技术方案,所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为35-45。
作为一种优选的技术方案,所述橡胶基体还包括聚丙烯、交联剂。
作为一种优选的技术方案,所述聚丙烯的熔融指数为1-3g/10min。
作为一种优选的技术方案,所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为(0.8-1.1):1。
作为一种优选的技术方案,所述石墨烯的片径为1-10微米。
作为一种优选的技术方案,所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成。
作为一种优选的技术方案,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为(0.6-0.9):1。
本发明的第二方面提供了所述的导热界面材料的制备方法,包括以下步骤:
S1:将偶联剂、金属填料、氮化物、石墨烯依次加入到100-300重量份异丙醇中,60-100摄氏度下反应1-3小时,过滤,即得改性导热填料;
S2:将改性导热填料、橡胶基体在反应釜中搅拌均匀;
S3:在步骤S2混合好的物料中加入过氧化二异丙苯,在转矩流变仪中,转速为20-40rad/s,180-190℃条件下密炼5-15min,即得。
本发明的第三个方面提供了所述导热界面材料的应用,所述界面材料用于电子产品的散热。
有益效果:本发明所述导热界面材料,具有优越的导热性能,能够很好的应用于电子产品领域的散热。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的,应当理解,本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序,除非明确规定相反。此外,除了在任何操作实例中,或者以其他方式指出的情况下,表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此,除非相反指出,否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内,每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
为了解决上述问题,本发明提供了一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体30-34份、金属填料34-38份、氮化物18-23份、石墨烯14-18份、偶联剂0.2-0.5份。
作为一种优选的实施方式,所述橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体32.5份、金属填料35.6份、氮化物20.5份、石墨烯16.8份、偶联剂0.3份。
橡胶基体
作为一种优选的实施方式,所述橡胶基体包括天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、改性三元乙丙橡胶中的至少一种。
作为一种优选的实施方式,所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶。
所述三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物,其主链是由化学稳定的饱和烃组成,只在侧链中含有不饱和双键,具有耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。
作为一种优选的实施方式,所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为35-45。所述门尼粘度的测试参考标准ASTM D-1646,温度为125摄氏度。
优选地,所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。
作为一种优选的实施方式,所述橡胶基体还包括聚丙烯、交联剂。
本申请中,所述聚丙烯是由丙烯加聚反应而成,外观透明而轻,耐酸、碱、盐以及多种有机溶剂的腐蚀。
作为一种优选的实施方式,所述聚丙烯的熔融指数为1-3g/10min。
优选地,所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min。
本申请中,所述熔融指数的测试参考标准ASTM D1238,230摄氏度/2.16kg。
本申请中,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。
作为一种优选的实施方式,所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为(0.8-1.1):1。
优选的,所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为0.9:1。
本申请中,所述交联剂没有特别限制,为过氧化二异丙苯。
金属填料
所述金属填料晶体内部存在着大量自由电子,通过自由电子的定向迁移传递电能和热能。本申请人发现,所述金属填料的形状及粒径大小影响其在聚合物中的分布和粒子间堆积方式,从而影响在聚合物内部构筑导热道通的能力,影响其导热及其他性能。
作为一种实施方式,所述金属填料包括铜粉、铝粉、银粉、铁粉、锌粉、镍粉、锡粉中的至少一种。
作为一种实施方式,所述金属填料为铝粉。
作为一种优选的实施方式,所述金属填料为球形结构粉体。
作为一种优选的实施方式,所述金属填料的平均粒径为1-70微米;优选地,所述金属填料的平均粒径为5-40微米;
作为一种优选的实施方式,所述金属填料由平均粒径为5-15微米的金属填料和平均粒径为30-50微米的金属填料组成;
优选地,所述5-15微米金属填料和30-50微米金属填料的重量比为(1-1.3):1。
进一步优选地,所述10微米金属填料和40微米金属填料的重量比为(1-1.3):1。
更进一步优选地,所述10微米金属填料和40微米金属填料的重量比为1.2:1。
本申请中所述金属填料在橡胶基体形成导热网络结构,借助自由电子及声子振动提高橡胶的导热性能。
氮化物
作为一种优选的实施方式,所述氮化物包括氮化铝、氮化硅、氮化镁、氮化钛、氮化钽中的至少一种。
优选的实施方式,所述氮化物为氮化铝。
所述氮化铝为共价键化合物,为六方纤锌矿结构,呈白色或灰白色,Al原子与相邻的N原子形成歧变的(AIN4)四面体。AIN的理论密度为3.269,莫氏硬度7-8,在2200-22500摄氏度分解,在2000℃以内的高温非氧化气氛中稳定性很好,抗热震性也好。此外,所述氮化铝具有不受铝和其他熔融金属以及砷化稼侵蚀的特性,氮化铝还具有优良的电绝缘性和介电性质。
作为一种优选的实施方式,所述氮化铝为球形结构粉体。
作为一种优选的实施方式,所述氮化铝的平均粒径为1-7微米。
优选地,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
石墨烯
所述石墨烯属于无机非金属材料,单层石墨烯为碳材料的二维同素异形体,其结构是单层碳原子紧密堆积成为一个平面,呈现出蜂巢的六元环周期性排列堆积。从原子间作用力的层面可以看出,石墨烯中的每个碳原子都通过σ键与临近的三个碳原子相连,三个杂化轨道形成强的化学共价键,组成sp2杂化结构,组成三个120°的键角。
所述石墨烯具有与金属材料不同的几何结构,故而热量传递的机理也不相同,由于石墨烯原子与原子之间相互形成晶格网络,因此是通过晶格振动进行热量传递,热量的传导就是利用晶格波振动,晶格波的振动主要是通过晶体结构中原子之间的相互制约和相互谐调的振动来产生的。
作为一种优选的实施方式,所述石墨烯的片径为1-10微米。
优选的,所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成。
优选的,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为(0.6-0.9):1。
更优选的,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.8:1。
本申请中,所述“片径“指通过SEM测试石墨烯的长轴的长度。
所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
偶联剂
本申请中,所述金属填料等具有较高的导热系数,但是由于缺乏活性基团,表面能较低,与聚合物的相容性较差,会影响导热材料的导热性、硬度等性能。本申请通过加入偶联剂对金属填料进行表面处理,增加了彼此之间的相容性,提高了界面粘合力。
作为一种优选的实施方式,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和/或硅烷偶联剂。
作为钛酸酯偶联剂的实例,包括但不限于三异硬脂酰基钛酸异丙酯。
作为一种优选的实施方式,所述硅烷偶联剂选自1-乙烯基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1,3,5-三乙烯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅氧烷、乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、1,3-二乙烯基四乙氧基二硅氧烷、乙烯基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
作为一种优选的实施方式,所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本申请人通过偶联剂对金属填料、氮化物、石墨烯进行表面处理,增加了无机填料与聚丙烯/三元乙丙橡胶的相容性,提高了界面粘合力;同时不同片径的石墨烯与金属填料、氮化物、聚丙烯/三元乙丙橡胶之间形成相互贯穿的网络,通过不断优化,使形成的导热网络结构程度增加,从而改善了橡胶材料的导热性能。
本发明的第二方面提供了所述导热界面材料的制备方法,包括以下步骤:
S1:将偶联剂、金属填料、氮化物、石墨烯依次加入到100-300重量份异丙醇中,60-100摄氏度下反应1-3小时,过滤,即得改性导热填料;
S2:将改性导热填料、橡胶基体在反应釜中搅拌均匀;
S3:在步骤S2混合好的物料中加入过氧化二异丙苯,在转矩流变仪中,转速为20-40rad/s,180-190℃条件下密炼5-15min,即得。
其中,步骤S2中,过氧化二异丙苯为橡胶基体的1-4wt%。
本发明的第三方面提供了所述的导热界面材料的应用,所述界面材料用于电子产品的散热。
所述电子产品可以列举的有手表、智能手机、电话、电视机、影碟机(VCD、SVCD、DVD)、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音箱、激光唱机(CD)、电脑、游戏机等。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体32.5份、金属填料35.6份、氮化物20.5份、石墨烯16.8份、偶联剂0.3份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为0.9:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.8:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,包括以下步骤:
S1:将偶联剂、金属填料、氮化物、石墨烯依次加入到200重量份异丙醇中,80摄氏度下反应2小时,过滤,即得改性导热填料;
S2:将改性导热填料、橡胶基体在反应釜中搅拌均匀;
S3:在步骤S2混合好的物料中加入过氧化二异丙苯,在转矩流变仪中,转速为30rad/s,185℃条件下密炼10min,即得。
实施例2
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体30份、金属填料34份、氮化物18份、石墨烯14份、偶联剂0.2份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为0.8:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.9:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例3
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体34份、金属填料38份、氮化物23份、石墨烯18份、偶联剂0.5份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为1.1:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.6:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例4
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体32.5份、金属填料35.6份、氮化物20.5份、石墨烯16.8份、偶联剂0.3份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为0.4:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.8:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例5
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体32.5份、金属填料35.6份、氮化物20.5份、石墨烯16.8份、偶联剂0.3份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为1.8:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.8:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例6
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体32.5份、金属填料35.6份、氮化物20.5份、石墨烯16.8份、偶联剂0.3份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为0.9:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.4:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例7
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体32.5份、金属填料35.6份、氮化物20.5份、石墨烯16.8份、偶联剂0.3份。
所述橡胶基体包括三元乙丙橡胶、聚丙烯和过氧化二异丙苯;所述聚丙烯的熔融指数为1.9g/10min,所述聚丙烯的型号为C133-02,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40,型号为3640,购买于陶氏杜邦。所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为0.9:1,所述过氧化二异丙苯为橡胶基体的2wt%。
所述金属填料为铝粉,所述金属填料由平均粒径为10微米的铝粉和平均粒径为40微米的铝粉组成;所述10微米铝粉和40微米铝粉的重量比为1.2:1。
所述氮化物为氮化铝,所述氮化铝的平均粒径为5微米。
所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为2:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例8
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,具体组分同实施例1,不同点在于,所述石墨烯由片径为100-300nm的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成,所述片径为100-300nm的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为0.8:1。所述片径为100-300nm的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5-10微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
实施例9
一种橡胶基石墨烯导热界面材料,具体组分同实施例1,不同点在于,所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5mm的石墨烯组成,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5mm的石墨烯重量比为0.8:1。所述片径为2-3微米的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。所述片径为5mm的石墨烯购买于南京恩利杰新型材料有限公司。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述导热界面材料的制备方法,具体步骤同实施例1。
性能测试
导热系数:测试方法参考标准ASTMD5470,单位:W/(m·K)
表1
实施例 | 导热系数 |
实施例1 | 16.5 |
实施例2 | 15.6 |
实施例3 | 16.3 |
实施例4 | 5.9 |
实施例5 | 9.8 |
实施例6 | 12.3 |
实施例7 | 11.6 |
实施例8 | 11.2 |
实施例9 | 9.3 |
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改,等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种橡胶基石墨烯导热界面材料,其特征在于,按重量份计,包括以下组分:橡胶基体30-34份、金属填料34-38份、氮化物18-23份、石墨烯14-18份、偶联剂0.2-0.5份;
所述橡胶基体包括天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、改性三元乙丙橡胶中的至少一种。
2.如权利要求1所述的导热界面材料,其特征在于,所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为35-45。
3.如权利要求1所述的导热界面材料,其特征在于,所述橡胶基体还包括聚丙烯、交联剂。
4.如权利要求3所述的导热界面材料,其特征在于,所述聚丙烯的熔融指数为1-3g/10min。
5.如权利要求3所述的导热界面材料,其特征在于,所述三元乙丙橡胶与聚丙烯的重量比为(0.8-1.1):1。
6.如权利要求1所述的导热界面材料,其特征在于,所述石墨烯的片径为1-10微米。
7.如权利要求6所述的导热界面材料,其特征在于,所述石墨烯由片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯组成。
8.如权利要求7所述的导热界面材料,其特征在于,所述片径为2-3微米的石墨烯和片径为5-10微米的石墨烯重量比为(0.6-0.9):1。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的导热界面材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将偶联剂、金属填料、氮化物、石墨烯依次加入到100-300重量份异丙醇中,60-100摄氏度下反应1-3小时,过滤,即得改性导热填料;
S2:将改性导热填料、橡胶基体在反应釜中搅拌均匀;
S3:在步骤S2混合好的物料中加入过氧化二异丙苯,在转矩流变仪中,转速为20-40rad/s,180-190℃条件下密炼5-15min,即得。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的导热界面材料的应用,其特征在于,所述界面材料用于电子产品的散热。
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