CN114163673B - 一种低介电高导热界面膜及其制备方法 - Google Patents

一种低介电高导热界面膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114163673B
CN114163673B CN202111528190.0A CN202111528190A CN114163673B CN 114163673 B CN114163673 B CN 114163673B CN 202111528190 A CN202111528190 A CN 202111528190A CN 114163673 B CN114163673 B CN 114163673B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
low
prepared
interface film
boron nitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111528190.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114163673A (zh
Inventor
任泽明
任泽永
杨应彬
廖骁飞
王号
吴攀
张松
李宏高
潘锋芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Suqun Industrial Co ltd
Original Assignee
Guangdong Suqun Industrial Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Suqun Industrial Co ltd filed Critical Guangdong Suqun Industrial Co ltd
Priority to CN202111528190.0A priority Critical patent/CN114163673B/zh
Publication of CN114163673A publication Critical patent/CN114163673A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114163673B publication Critical patent/CN114163673B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D123/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09D123/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron

Abstract

本申请涉及导热材料技术领域，更具体地说，涉及一种低介电高导热界面膜及其制备方法，该低介电高导热界面膜按照重量份包括以下原料制成：有机聚合物、氮化硼粉、二氧化硅、粘结剂、增强剂、分散剂、聚乙烯蜡和乙醇；本申请通过混合上述原料，经过涂布、热压成型及模切制得低介电高导热界面膜，使得制备的低介电高导热界面膜密度高，且具有较好的导热性能、曲扰性和耐折性以及较低的介电常数。

Description

一种低介电高导热界面膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及导热材料技术领域，更具体地说，涉及一种低介电高导热界面膜及其制备方法。
背景技术
导热界面材料是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料，主要用于填充两种材料接合或接触时产生的微空隙，因为材料表面会具有凹凸不平的孔洞，使得两种材料接触面积减少，散热效果减少，将导热界面材料填充于两种材料之间，可减少传热接触热阻，提高器件散热性能。随着科学技术的发展，人们对导热界面材料的性能要求越来越高，不仅仅需要其具有导热性能，还需要其具有较低的介电常数，以便于导热界面材料能更好用于通讯设备、半导体、芯片以及储能电容器等领域。
热界面材料通常是由导热填料氮化硼、粘结剂和共聚物制得其制备的过程主要通过以下两种方式：一、通过将上述材料做成一种功能性涂料，再将涂料涂覆于器件表面，但是，通过该方法制得的导热界面材料的导热性能差；二、通过改变氮化硼的结构方式制备导热界面材料，如利用冰膜板法制备三维氮化硼网络，其中BN片为有序排列，再将Epoxy灌注入到三维网络中形成复合材料，形成膜。但是通过该方法制备的导热界面膜厚度较厚，导热界面膜厚密度小，进一步导致导热性能差，故需要改进
发明内容
为了优化导热界面材料导热性能和低介电性能的问题，本申请提供一种低介电高导热界面膜及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种低介电高导热界面膜，采用如下的技术方案：
一种低介电高导热界面膜，包括基材和散热层，该散热层按照重量份包括以下原料制成：有机聚合物10～20份
氮化硼粉90～100份
二氧化硅5～10份
粘结剂0.1～0.3份
增强剂2～8份
分散剂2～4份
聚乙烯蜡50～100份
质量分数为70～75％的乙醇溶液100～200份。
通过采用上述技术方案，制得的低介电高导热界面膜密度高，厚度薄，具有较好的导热性能以及较低的低介电常数。有机聚合物和氮化硼粉按照上述比例混合使用，使得低介电高导热界面膜具有较高的导热性能和较低的介电常数，氮化硼的作为主要的导热填料且介电常数低，起到导热作用，同时氮化硼的质地较硬，而有机聚合物的韧性好，两者混合使用制备低介电高导热界面膜，可使低介电高导热界面膜具有良好的曲扰性，低介电高导热界面膜的弯折次数可达500次以上。
氮化硼粉作为一种二维材料可在有机聚合物中形成良好的取向，而粘结剂促进氮化硼粉在有机聚合物中形成良好的取向，取向好的低介电高导热界面膜具有较高密度和厚度薄，从而使其导热性能更加优异，增强剂的流动性强、分散性好以及导热性能好，能够均匀地分散于整个体系中，进一步提高低介电高导热界面膜的导热性能以及降低介电常数。
二氧化硅起到补强和导热的作用，可进一步提高低介电高导热界面膜的强度、韧度和导热性能，使得低介电高导热界面膜不易变形和折断，聚乙烯蜡可增强各个原料之间的粘结度，使低介电高导热界面膜的结构更加稳定，可长时间使用且保持良好的导热性能和较低的介电常数，乙醇提高整个体系的流动性，使整个体系能混合均匀，且乙醇容易挥发，便于快速干燥低介电高导热界面膜。
优选的，所述有机聚合物与所述氮化硼粉的重量比为(15～18)：(95～100)。
通过采用上述技术方案，进一步优化有机聚合物和氮化硼的配比，使得氮化硼粉在有机聚合物中形成良好的取向，具有更高的导热性能。
优选的，所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂由以下重量份的组分制得：
立方氮化硼5～10份
氮化铝1～3份
硬脂酸锌10～15份
聚乙二醇3～5份
质量分数为60～65％的乙醇溶液10～15份。
通过采用上述技术方案，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有较好的导热性能和较低的介电常数。立方氮化硼和氮化铝的介电常数低、导热性能好，立方氮化硼和氮化铝共用进一步增强改性增强剂的导热性能，从而提高低介电高导热界面膜的导热性能以及降低其介电常数，硬脂酸锌使得立方氮化硼和氮化铝能够均匀分散与体系中，聚乙二醇使得立方氮化硼颗粒与氮化铝颗粒之间相互连接，进一步提高改性增强剂的性能，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有较好的导热性能和较低的介电常数。
优选的，所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂用以下方法制备而得：
按照重量份称取立方氮化硼5～10份，在2800～2900℃的条件下，加热30～60min,加热完毕后，10～12h内，冷却至20～30℃，浸泡于质量分数为60～65％乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为10～15份，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；
按照重量份称取氮化铝50～100份和硬脂酸锌10～15份，混合均匀，浸泡于质量分数为60～65％乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为30～40份，超声粉碎，再加入聚乙二醇3～5重量份，混合均匀，得到混合粉悬浊液；
将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，超声混合10～15min，过滤，干燥，制得改性增强剂。
通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，制得的改性增强剂具有良好的增强低介电高导热界面膜的导热性能和降低介电常数，在高温2800～2900℃的条件下煅烧立方氮化硼后，快速降温，使得立方氮化硼的晶型发生变化，表面具有较多孔隙。更易于吸附氮化铝，进而改善改性增强剂的分散性能、导热性能和流动性能，便于改性增强剂均匀分散于整个体系中，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有优良的导热性能和较低的介电常数，乙醇提供一个液体环境，便于超声粉碎固体；硬脂酸锌与氮化铝混合，可进一步提高氮化铝的流动性，便于与细晶型氮化硼均匀混合，聚乙二醇具有黏稠性，可增加细晶型氮化硼与氮化铝连接稳定性。
优选的，所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅由以下重量份的取料制得：
气相二氧化硅5～10份
石墨烯粉1～5份
质量分数为10～15％的盐酸溶液5～10份。
通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，加入改性二氧化硅的低介电高导热界面膜具有较好的强度，使得低介电高导热界面膜不易折断或变形，同时可进一步提高低介电高导热界面膜的导热性能，气相二氧化硅将石墨烯粉吸附其表面，提高石墨烯粉的含量，从而提高加入改性二氧化硅制备的低介电高导热界面膜的导热性能，盐酸与气相二氧化硅发生反应，使得气相二氧化硅的吸附能力增加，气相二氧化硅的粒径为10～15nm，石墨烯粉的粒径为3～8nm，气相二氧化硅的表面更容易吸附石墨烯粉。
优选的，所述改性二氧化硅用以下方法制备而得：
A)按照重量份称取气相二氧化硅5～10份浸泡于质量分数为10～15％重量份为5～10份的盐酸溶液中，搅拌均匀，浸泡1～2h，过滤，干燥，制得酸性气相二氧化硅；
B)将步骤A)中制备的酸性二氧化硅分2～3批次加入重量份为1～份的石墨烯粉中，搅拌均匀。
通过采用上述技术方案，使得气相二氧化硅的表面能均匀吸附石墨烯粉末，石墨烯粉末能够将气相二氧化硅包裹，使得加入改性二氧化硅的低介电高导热界面膜导热性能提高，同时也提高低介电高导热界面膜的强度。
优选的，所述气相二氧化硅与所述石墨烯粉的重量比为(3～5)：(1.8～2)。
通过采用上述技术方案，使得气相二氧化硅的表面能均匀吸附石墨烯粉末，石墨烯粉末能够将气相二氧化硅包裹，使得加入改性二氧化硅的低介电高导热界面膜导热性能提高，同时也提高低介电高导热界面膜的强度。
优选的，其特征在于，包括如下步骤：
1)按照重量份称取按照重量份称取有机聚合物10～20份、氮化硼粉90～100份、二氧化硅5～10份、粘结剂1～3份、增强剂2～8份、分散剂2～4份、聚乙烯蜡50～100份、质量分数为70～75％乙醇100～200份和粘结剂0.1～0.3份搅拌均匀，边搅拌边加入改性二氧化硅10～15份，搅拌均匀，制得浆料；
2)将步骤1)中制得的浆料涂布于基材表面，经过热压成型，进行模切，得到低介电高导热界面膜。
通过采用上述技术方案，使得低介电高导热界面膜具有较高的导热性能和较低的介电常数，同时还具有良好的曲扰性，低介电高导热界面膜的弯折次数可达500次以上，上述步骤1)中，制得的浆料具有良好的流动性，在涂布时，可使立方氮化硼在有机聚合物中形成良好的取向，然后通过热压成型制备低介电高导热界面膜，热压后的低介电高导热界面膜密度更高，从而使得低介电高导热界面膜具有更高的导热性能和较低介电常数。
优选的，所述热压的温度为130～160℃，压力为100～150Mpa。
通过采用上述技术方案，上述物料混合后涂抹于基材表面，经过热压后，低介电高导热界面膜厚度为20μm-200μm，使得低介电高导热界面膜的密度高，形成高密度的复合膜，从而具有更高的导热性能，热导率可达60W/m·k以上，当压力小于100Mpa时，则压制得到的低介电高导热界面膜厚度后、密度低，导热性能变差；当压力大于150Mpa时，压制得到的低介电高导热界面膜厚度过于薄，容易使低介电高导热界面膜变形；热压的温度为130～160℃，可在热压的同时对浆料进行快速干燥，挥发乙醇溶液；温度高于160℃，可以快速干燥，但是热耗能增加，成本增高；温度低于130℃，有可能导致浆料没有干燥到位，影响低介电高导热界面膜的使用。
优选的，所述基材为PET、PI、PC、CPP或TPU中的至少一种。
通过采用上述技术方案，使得制得低介电高导热界面膜具有良好的曲扰性、耐折性、拉伸强度和抗冲击性能，低介电高导热界面膜的弯折次数可达500次以上。PET、PI、和TPU具有优良的耐高低温性、电粘结性、耐介质性和抗冲击性能，上述浆料混合使用，可进一步提高低介电高导热界面膜的抗冲击性能、拉伸性能、曲扰性和耐折性；有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性、拉伸强度和弯曲强度都比较好，上述浆料混合使用，可进一步提高低介电高导热界面膜的抗冲击性能和拉伸性能；CPP相对于其他膜，坚韧耐撕、韧性好，成本低，产量更高。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过有机聚合物、氮化硼粉、二氧氧化硅、粘结剂、增强剂、分散剂、聚乙烯蜡和质量分数为70～75％乙醇的复配使用，使得制备的低介电高导热界面膜密度高，具有较好的导热性能、曲扰性、耐折性以及较低的低介电常数。
2、本申请通过立方氮化硼、氮化铝、硬脂酸锌和聚乙二醇的复配使用制得的改性增强剂，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有较好的导热性能和较低的介电常数。
3、本申请通过气相二氧化硅、石墨烯粉和质量分数为10～15％盐酸制备改性二氧化硅，使得加入改性二氧化硅的低介电高导热界面膜具有较好的强度，使得低介电高导热界面膜不易折断或变形，同时可进一步提高低介电高导热界面膜的导热性能。
4、本申请通过先将各种原料混合均匀，制得浆料，再将浆料涂布于基材表面，再经过热压成模切，外观检查、测试，包装，制得成品，采用先涂布后热压的方式，使得制备的低介电高导热界面膜厚度薄、密度大，导热性能好。
说明书附图
图1是制作低介电高导热界面膜的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。本申请中所使用的原料均可以从市场上购买得到，以下是部分原料的来源和型号：
立方氮化硼购买于浙江亚美纳米科技有限公司，型号为AM-cBN-001-1。
本申请用到的有机聚合物为苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体或聚酰胺类热塑性弹性体中的至少一种。
聚氨酯类共聚物可以选用聚酯型TPU，苯乙烯类嵌段共聚物可以选用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，聚烯烃类热塑性弹性体选用丙烯-а-烯烃共聚物，聚酰胺类热塑性弹性选用聚酰胺12弹性体。
聚酯型TPU购买于东莞市三燕塑胶原料有限公司，牌号为1190A。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物购买于广州市壹诺化工科技有限公司，型号为，货号为F875。
乙烯-醋酸乙烯共聚物购买于东莞市胜浩塑胶原料有限公司，牌号为18J3。
聚酰胺12弹性体购买于上海阜润塑化科技有限公司，牌号为9063X1。
本申请中使用的分散剂为聚丙烯酸、聚乙二醇，但不仅限于此。
本申请中使用的粘结剂为硅烷偶联剂，购买于济南腾岳化工有限公司，型号为有机硅烷偶联剂KH-550。
氮化硼粉购买于上海百图高新材料科技有限公司销售的氮化硼。
PI膜购买于石家庄大佳新材料科技有限公司，型号为DJ-PTI1。
PET膜购买于厦门兰庆新材料有限公司，型号为RP508。
PC膜购买于深圳市兴隆薄膜科技有限公司，型号为FR60。
TPU购买于东莞市樟木头澳港塑胶化工经营部，牌号为202EZ。
CPP购买于肇庆市高要区安泰塑胶制品有限公司，类型为正牌料。
改性增强剂的制备例
制备例1
一种改性增强剂，其制备步骤如下：
称取立方氮化硼0.05千克，在2800℃的条件下，加热30min,加热完毕后，10h内，冷却至20℃，置于质量分数为60％的乙醇溶液中，质量分数为60％乙醇溶液的重量为0.005千克，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；
称取氮化铝0.01千克和硬脂酸锌0.1千克，混合均匀，置于质量分数为60％乙醇溶液中，质量分数为60％乙醇溶液的重量为0.005千克，超声粉碎，再加入聚乙二醇0.03千克，混合均匀，得到混合粉悬浊液；
将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，搅拌，超声混合10min，过滤，干燥，制得改性增强剂。
制备例2
一种改性增强剂，其制备步骤如下：
称取立方氮化硼0.07千克，在2850℃的条件下，加热45min,加热完毕后，11h内，冷却至25℃，置于质量分数为62％的乙醇溶液中，质量分数为60％乙醇溶液的重量为0.01千克，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；
称取氮化铝0.02千克和硬脂酸锌0.125千克，混合均匀，置于质量分数为62％乙醇溶液中，质量分数为62％乙醇溶液的重量为0.01千克，，超声粉碎，再加入聚乙二醇0.4千克，混合均匀，得到混合粉悬浊液；
将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，搅拌，超声混合13min，过滤，干燥，制得改性增强剂。
制备例3
一种改性增强剂，其制备步骤如下：
称取立方氮化硼0.1千克，在2900℃的条件下，加热60min,加热完毕后，12h内，冷却至25℃，置于质量分数为65％的乙醇溶液中，质量分数为65％乙醇溶液的重量为0.15千克，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；
称取氮化铝10千克和硬脂酸锌0.03千克，混合均匀，置于质量分数为65％乙醇溶液中，质量分数为65％乙醇溶液的重量为0.115千克，，超声粉碎，再加入聚乙二醇0.05千克，混合均匀，得到混合粉悬浊液；
将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，搅拌，超声混合13min，过滤，干燥，制得改性增强剂。
表1改性增强剂的用量表
Figure BDA0003409945260000071
改性二氧化硅的制备例
制备例4
一种改性二氧化硅，其制备步骤如下：
A)称取气相二氧化硅0.5千克和质量分数为10％的盐酸溶液0.5千克，搅拌均匀，浸泡1h，过滤，干燥，制得酸性气相二氧化硅；
B)将0.1千克的石墨烯粉加入至球形搅拌器中，调整转速为300r/min，再将步骤A)中制备的酸性二氧化硅分2次加入0.1千克的石墨烯粉中，搅拌均匀。
制备例5
一种改性二氧化硅，其制备步骤如下：
A)称取气相二氧化硅0.6千克和质量分数为12％的盐酸溶液0.7千克，搅拌均匀，浸泡1.5h，过滤，干燥，制得酸性气相二氧化硅；
B)将0.3千克的石墨烯粉加入至球形搅拌器中，调整转速为320r/min，再将步骤A)中制备的酸性二氧化硅分3次加入0.3千克的石墨烯粉中，搅拌均匀。
制备例6
一种改性二氧化硅，其制备步骤如下：
A)称取气相二氧化硅0.5千克和质量分数为12％的盐酸溶液0.5千克，搅拌均匀，浸泡2h，过滤，干燥，制得酸性气相二氧化硅；
B)将0.1千克的石墨烯粉加入至球形搅拌器中，调整转速为350r/min，再将步骤A)中制备的酸性二氧化硅分3次加入0.1千克的石墨烯粉中，搅拌均匀。
表2改性二氧化硅的用量表
制备例4 制备例5 制备例6
气相二氧化硅(千克) 0.5 0.5 0.1
盐酸(千克) 0.6 0.7 0.3
石墨烯粉(千克) 0.5 0.5 0.1
对比制备例
对比制备例1
本对比制备例与制备例1的不同之处在于：用等量的六方氮化硼替代立方氮化硼，其余用量和步骤均与制备例1一致。
对比制备例2
本对比制备例与制备例1的不同之处在于：用等量的氮化镁替代氮化铝，其余用量和步骤均与制备例1一致。
对比制备例3
本对比制备例与制备例4的不同之处在于：用等量的碳粉替代石墨烯粉，其余用量和步骤均与制备例4一致。
实施例
实施例1
一种低介电高导热界面膜，其制备步骤如下：
1)称取聚酯型TPU0.1千克、氮化硼粉0.9千克、氮化铝0.02千克、聚丙烯酸0.02千克、聚乙烯蜡0.5千克、质量分数为70％的乙醇溶液1千克和有机硅烷偶联剂KH-550 0.001千克搅拌均匀，边搅拌边加入二氧化硅0.05千克，搅拌均匀，制得浆料；
2)将步骤1)中制得的浆料涂布于PI膜表面，经过热压成型，热压温度为130℃，压力为110Mpa，进行模切，外观检查，测试，包装，得到低介电高导热界面膜。
实施例2
一种低介电高导热界面膜，其制备步骤如下：
1)称取乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1千克、氮化硼粉0.9千克、来自制备例1改性增强剂0.02千克、聚丙烯酸0.02千克、聚乙烯蜡0.5千克、质量分数为70％的乙醇溶液1千克和有机硅烷偶联剂KH-550 0.001千克搅拌均匀，边搅拌边加入来自制备例1改性二氧化硅0.05千克，搅拌均匀，制得浆料；
2)将步骤1)中制得的浆料涂布于PI膜表面，经过热压成型，热压温度为130℃，压力为110Mpa，进行模切，外观检查，测试，包装，得到低介电高导热界面膜。
实施例3
一种低介电高导热界面膜，其制备步骤如下：
1)称取苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物0.15千克、氮化硼粉0.95千克、来自制备例2改性增强剂0.03千克、聚丙烯酸0.04千克、聚乙烯蜡0.6千克、质量分数为70％的乙醇溶液1.3千克和有机硅烷偶联剂KH-550 0.002千克搅拌均匀，边搅拌边加入二氧化硅0.06千克，搅拌均匀，制得浆料；
2)将步骤1)中制得的浆料涂布于PI膜表面，经过热压成型，热压温度为130℃，压力为110Mpa，进行模切，外观检查，测试，包装，得到低介电高导热界面膜。
实施例4
一种低介电高导热界面膜，其制备步骤如下：
1)称取聚酰胺12弹性体0.18千克、氮化硼粉1千克、来自制备例3改性增强剂0.01千克、聚丙烯酸0.03千克、聚乙烯蜡1千克、质量分数为70％的乙醇溶液1.3千克和有机硅烷偶联剂KH-550 0.002千克搅拌均匀，边搅拌边加入来自制备例3改性二氧化硅0.09千克，搅拌均匀，制得浆料；
2)将步骤1)中制得的浆料涂布于PI膜表面，经过热压成型，热压温度为130℃，压力为110Mpa，进行模切，外观检查，测试，包装，得到低介电高导热界面膜。
实施例5～10与实施例3的不同之处在于：改性增强剂和改性二氧化硅的来源不同以及基材不同，如表3所示，其余用量和步骤均与实施例5一致。
表3改性增强剂和改性二氧化硅的来源
改性增强剂 改性二氧化硅
实施例1 氮化铝 二氧化硅
实施例2 制备例1 制备例3
实施例3 制备例2 制备例4
实施例4 制备例3 制备例6
实施例5 制备例1 制备例3
实施例6 制备例2 制备例4
实施例7 制备例3 制备例6
实施例8 对比制备例1 制备例3
实施例9 对比制备例2 制备例4
实施例10 对比制备例3 制备例6
表4为实施例1～10中原料的种类和来源
Figure BDA0003409945260000091
Figure BDA0003409945260000101
对比例
对比例1
本对比例与实施例5的不同之处在于：用等量的立方氮化硼替代等量的改性增强剂，用等量的普通二氧化硅替代等量的改性二氧化硅，其余用量和步骤均与实施例5一致。
对比例2
本对比例与实施例5的不同之处在于：不添加改性增强剂，其余用量和步骤均与实施例5一致。
对比例3
本对比例与实施例5的不同之处在于：不添加改性二氧化硅，其余用量和步骤均与实施例5一致。
性能检测试验
对本申请实施例制得的低介电高导热界面膜的导热性能、介电常数、拉伸性能和抗冲击强度进行检测。
检测方法/试验方法
导热性能测试：本申请实施例制得的低介电高导热界面膜的导热性能采用DR-600热流计法导热系数测定仪(品牌为DR600，型号为DR-600)进行测定，根据国家标准GBT10295-2008进行测定。
介电常数测试：本申请实施例制得的低介电高导热界面膜的介电常数采用DMS介电温谱仪(佰力博)进行测定。
拉伸强度的检测：本申请实施例制得的低介电高导热界面膜，根据国家标准GB/T1040-1992进行测定。
抗冲击性能的检测：本申请实施例制得的低介电高导热界面膜，根据国家标准GB/T8809-1988进行测定。
耐折性的检测：本申请实施例制得的低介电高导热界面膜的耐折性测试采用MIT耐折度测试仪，购买于上海向帆仪器有限公司，型号为HK-205T，MIT耐折度测试仪将低介电高导热界面膜置于恒定的张力载荷下，张力为10N，然后以每分钟175次双折叠的速率，将低介电高导热界面膜在任一方向上折叠到135°角，直到样品在折痕处断开为止。
检测结果如表4所示。
表4性能检测实验数据
Figure BDA0003409945260000111
结合实施例1～10和对比例1～3并结合表2可以看出，实施例1～10中热导率数值高于对比例1～3中热导率数值，说明使用改性增强剂或/和改性二氧化硅，可以使低介电高导热界面膜的热导率提高，实施例1～10中介电常数数值低于对比例1～3中介电常数数值，说明使用改性增强剂或/和改性二氧化硅，可以使低介电高导热界面膜的介电常数降低。
实施例2～7中热导率的数值高于实施例1、实施例8～10和对比例1～3热导率的数值，说明使用本申请中原料的比例制得低介电高导热界面膜的导热性能好，实施例2～7中介电常数数值低于实施例1、实施例8～10和对比例1～3介电常数数值，说明使用本申请中原料的比例制得低介电高导热界面膜的介电常数低。
实施例2～7和实施例8～10相比较，说明单独使用改性增强剂或单独使用改性二氧化硅制得的低介电高导热界面膜，其导电性能较差，介电常数较高。
实施例5中制得低介电高导热界面膜的拉伸强度、抗冲击能力和耐折次数均高与对比例1～3，说明本申请的低介电高导热界面膜有良好的抗拉伸强度和抗冲击性能，使得制得低介电高导热界面膜具有良好韧性，进一步提高制得低介电高导热界面膜的曲扰性好、耐折。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种低介电高导热界面膜，包括基材和散热层，其特征在于：该散热层按照重量份包括以下原料制成：
有机聚合物10～20份
氮化硼粉90～100份
二氧化硅5～10份
粘结剂0.1～0.3份
增强剂2～8份
分散剂2～4份
聚乙烯蜡50～100份
质量分数为70～75％的乙醇溶液100～200份；
所述有机聚合物为苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体或聚酰胺类热塑性弹性体中的至少一种；
所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂由以下重量份的组分制得：
立方氮化硼5～10份
氮化铝1～3份
硬脂酸锌10～15份
聚乙二醇3～5份
质量分数为60～65％的乙醇溶液10～15份；
所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂用以下方法制备而得：
按照重量份称取立方氮化硼5～10份，在2800～2900℃的条件下，加热30～60min,加热完毕后，10～12h内，冷却至20～30℃，浸泡于质量分数为60～65％乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为10～15份，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；
按照重量份称取氮化铝50～100份和硬脂酸锌10～15份，混合均匀，浸泡于质量分数为60～65％乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为30～40份，超声粉碎，再加入聚乙二醇3～5重量份，混合均匀，得到混合粉悬浊液；
将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，超声混合10～15min，过滤，干燥，制得改性增强剂；
所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅由以下重量份的取料制得：
气相二氧化硅5～10份
石墨烯粉1～5份
质量分数为10～15％的盐酸溶液5～10份；
所述改性二氧化硅用以下方法制备而得：
A)按照重量份称取气相二氧化硅5～10份浸泡于质量分数为10～15％重量份为5～10份的盐酸溶液中，搅拌均匀，浸泡1～2h，过滤，干燥，制得酸性气相二氧化硅；
B)将步骤A)中制备的酸性二氧化硅分2～3批次加入重量份为1～5份的石墨烯粉中，搅拌均匀；
所述低介电高导热界面膜的制备方法，包括如下步骤：
1)按照重量份称取有机聚合物10～20份、氮化硼粉90～100份、二氧化硅5～10份、粘结剂1～3份、增强剂2～8份、分散剂2～4份、聚乙烯蜡50～100份、质量分数为70～75％乙醇100～200份和粘结剂1～3份搅拌均匀，边搅拌边加入改性二氧化硅10～15份，搅拌均匀，制得浆料；
2)将步骤1)中制得的浆料涂布于基材表面，经过热压成型，进行模切，得到低介电高导热界面膜；
所述热压的温度为130～160℃，压力为100～150Mpa。
2.根据权利要求1所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于：所述有机聚合物与所述氮化硼粉的重量比为(15～18)：(95～100)。
3.根据权利要求1所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于：所述气相二氧化硅与所述石墨烯粉的重量比为(5～6)：(1～3)。
4.根据权利要求1所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于：所述基材为PET、PI、PC、CPP或TPU中的至少一种。
CN202111528190.0A 2021-12-14 2021-12-14 一种低介电高导热界面膜及其制备方法 Active CN114163673B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111528190.0A CN114163673B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 一种低介电高导热界面膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111528190.0A CN114163673B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 一种低介电高导热界面膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114163673A CN114163673A (zh) 2022-03-11
CN114163673B true CN114163673B (zh) 2023-04-07

Family

ID=80486490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111528190.0A Active CN114163673B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 一种低介电高导热界面膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114163673B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115232425B (zh) * 2022-08-09 2024-01-30 广东思泉新材料股份有限公司 一种低介电高导热的屏蔽分散体及其制备方法和制得的屏蔽膜
CN115820009A (zh) * 2022-12-23 2023-03-21 深圳稀导技术有限公司 一种氮化硼膜制备方法及氮化硼膜

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3714502B2 (ja) * 1997-01-24 2005-11-09 三井化学株式会社 高熱伝導性樹脂組成物
PL237598B1 (pl) * 2017-08-04 2021-05-04 Inst Niskich Temperatur I Badan Strukturalnych Im Wlodzimierza Trzebiatowskiego Polskiej Akademii Na Stabilne kompozyty grafenowo-krzemionkowe i sposób ich wytwarzania
CN110845828A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 福建师范大学 一种聚合物用改性导热填料及其复合材料的制备方法
CN112778562A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 深圳市奕韬科技有限公司 一种高效导热界面材料及其制备方法、应用
CN112759782B (zh) * 2021-01-06 2022-03-25 清华大学 一种导热绝缘材料及提升材料绝缘及导热性能的方法
CN113337103A (zh) * 2021-06-03 2021-09-03 上海交通大学 一种低介电、高导热聚合物基复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114163673A (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114163673B (zh) 一种低介电高导热界面膜及其制备方法
CN110951254A (zh) 氮化硼复合高导热绝缘高分子复合材料及其制备方法
CN101535176A (zh) 混合的氮化硼组合物及其制备方法
JP6044880B2 (ja) 無機有機複合組成物からなる複合材料及びその製造方法
CN101815772A (zh) 导热组合物
CN102827480A (zh) 一种制备高导热硅橡胶复合材料的方法
CN102660213B (zh) 一种环氧导热粘合剂用导热填料的表面处理方法
CN104910625A (zh) 一种含有石墨烯的导热硅橡胶界面材料制备方法
CN105602485A (zh) 一种高红外辐射率的绝缘导热胶粘剂及其制备方法
CN102675857A (zh) 导热绝缘热固性组合物及其制备方法和应用
CN102585745A (zh) 封框胶及其制备方法与应用
CN110760233A (zh) 一种导热复合涂料及其制备的导热涂层
CN109777335A (zh) 一种纳米银修饰碳纳米管制备高导热导电胶的方法
CN109796793A (zh) 一种基于碳纳米材料的水性无机高温散热涂料及其制备方法
CN108440964B (zh) 一种兼具防静电导热功能的硅橡胶片材及其制备方法
CN102786721B (zh) 一种高强高导热绝缘材料
Weng et al. Fabrication of high thermal conductive shape-stabilized polyethylene glycol/silica phase change composite by two-step sol gel method
CN108276612B (zh) 一种石墨烯/硅复合导热硅脂的制备及应用
CN105585750B (zh) 一种石墨烯氮化铝界面导热导电增强橡胶及其制备方法
CN114539809A (zh) 一种表面改性的硅微粉及其制备方法
CN113754925B (zh) 一种绝缘基材-碳纳米管杂化材料及其制备方法和用途
CN105504684A (zh) 具有皮-芯结构的绝缘碳纳米管及其制备方法和用途
Liu et al. A protocol to further improve the thermal conductivity of silicone-matrix thermal interface material with nano-fillers
TW201331353A (zh) 散熱材料、散熱結構、製備方法及其用途
CN114410063A (zh) 导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant