CN1617662A - 热导体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用导热组合物制备的热导体，导热组合物包括聚合物基材、导热纤维和非纤状导热填料。所述导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间，所述导热纤维中含有不超过导热纤维总量20％的长度在20μm或以下的微细纤维。所述导热纤维还进一步具有抗磁性。在热导体中，所述导热纤维定向取向。本发明还提供了一种制备热导体的方法。

Description

热导体及其制备方法
                                   技术领域
本发明涉及热导体及其制备方法。这种热导体置于电子部件和冷却元件中间的电子器件内，如散热器或金属导热板上，并传导由电子部件产生的热量。
                                   背景技术
近年来，随着以电脑的CPU为代表的电子元件的性能越来越高，电子元件的能量消耗也越高，同时，由电子元件产生的热量也随之增加。由于热会降低电子元件的加工性能，必须防止热量在电子元件上积聚。因此，为保持电子元件的性能，电子元件的冷却就成为非常重要的事情。
因此，就要求置于电子部件和冷却元件(如散热器之类)之间的热导体具备高的导热性，并能将电子部件产生的热量传导到冷却元件上。例如，日本公开专利号为No.63-20340披露了一种热导体，它由一种组合物制成，组合物中，聚合物基材内掺混有一种导热填料。正如人们所知道的，在这样的热导体中，导热填料的含量越高，热导体显示出的导热性就越高。然而，在导热填料含量升高的同时，这种组合物的粘度通常也会升高。其结果是组合物的可使用性能和加工性能，如成型性能被破坏。因为这个原因，组合物中导热填料的含量必须在某个水平以下。因此，由这样的组合物制成的热导体不能得到很高的导热性。
日本公开专利No.9-283955，No.11-278406，No.2002-97372，No.11-302545中，都披露了一种导热组合物以及一种热导体，其中，碳纤维作为导热填料被掺混其内。在上述文献的导热组合物和热导体中，由于碳纤维的掺混，组合物的粘度变大而组合物的流动性随之降低。由于这个原因，组合物中混入的空气降低了组合物的可使用性。当碳纤维朝某个方向取向以增加此方向上的导热性时，组合物的高粘度和低流动性将阻碍碳纤维高度取向。相应的，最终的热导体将不能得到足够高的导热性。
本发明针对上述传统问题，其目的是提供一种能显示出高导热性的热导体及其制备方法。
                                   发明内容
本发明提供了一种由导热组合物制成的热导体。导热组合物包括：聚合物基材；导热纤维，导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间，且导热纤维中，所含的长度在20μm或以下的微细纤维不超过导热纤维总量的20％；以及非纤状导热填料。导热纤维还进一步具有抗磁性，且在热导体中，导热纤维定向取向。
一方面，导热纤维的平均纤维直径取在5～15μm之间，同时导热纤维的平均长度在70～130μm之间。
本发明还提供了一种由导热组合物制备热导体的方法，导热组合物包括聚合物基材、非纤状导热填料，以及导热纤维。导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间。导热纤维含有长度在20μm或以下的、不超过导热纤维总量的20％的微细纤维。导热纤维具有抗磁性。该方法的特征在于包括：通过将导热纤维和非纤状导热填料分散在聚合物基材中制备导热组合物的步骤；给导热组合物施加磁力使导热组合物中的导热纤维定向取向的步骤；以及在保持导热纤维取向的同时使聚合物基材固化或硬化。
本发明的其它方面和优点将在下面的描述中体现。
                               具体实施方式
本发明的实施方式将在下面描述。
在本发明的一个实施方式中，热导体由导热组合物制成，组合物包含一种聚合物基材、导热纤维以及一种非纤状导热填料。导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间。导热纤维的平均纤维直径优选设定在5～15μm之间而其平均纤维长度在70～130μm之间。
导热纤维含有纤维长度在25μm或以下、其量不超过导热纤维总量(数量)20％的微细纤维。并且，导热纤维具有抗磁性，且这样的导热纤维在热导体中在一个固定的方向上取向。
聚合物基材的选择可依据所要求的性能，如机械强度、耐热性能以及耐久性来选取，并且对其化学组合物和硬化方法没有特别的限制。聚合物基材的具体例子包括：热塑性树脂或热固性树脂，如环氧树脂和聚氨脂树脂；包括合成橡胶在内的橡胶材料，如硅橡胶和氟碳橡胶；以及各种热塑性弹性体。聚合物基材还可包括可以通过固化反应生成聚合物基材的未固化的材料。这些聚合物基材可以单独渗混，也可两种或多种组合后渗混在组合物使用。
聚合物基材中，优选硅橡胶，这是由于其具有良好的耐热性并且与电子部件的粘合性能和相容性能佳。硅橡胶可由其原材料聚有机硅氧烷经固化得到。硅橡胶的物理状态包括凝胶状、泡沫体状以及弹性体状。硅橡胶的固化方法没有特别的限制，可以用有机过氧化物引发自由基反应、含乙烯基团的聚二甲基硅氧烷和氢原子偶合在硅原子上的聚有机硅氧烷在铂基催化剂存在的条件下进行的加成反应、以及在固化时产生缩合物的缩合反应，硅橡胶可用单组分型和双组分型。
硅橡胶中，由液态加成反应型聚有机硅氧烷固化而得的硅橡胶优选作聚合物基材。因为液态加成反应型聚有机硅氧烷粘度较低，装填导热纤维和非纤状导热填料的性能良好。也就是说，液态加成反应型聚有机硅氧烷的使用可以增加导热纤维和非纤状导热填料掺混到组合物中的数量。聚合度为100～2000且粘度较低的液态加成反应型聚有机硅氧烷成型性能良好，且赋予最终的导热体以良好的柔软性。
从良好的成型性来考虑，硅橡胶材料的粘度(25℃)优选1000mPa·s或以下，进一步优选500mPa·s或以下。如果它的粘度超过了1000mPa·s，空气泡就很容易混入导热组合物中，而这样的气泡很难消除。
导热纤维具备抗磁性。当对这样的导热纤维施加磁力时，导热纤维会沿着与磁力线平行的方向或正交方向取向。导热纤维的具体例子包括：聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚硫化丙炔纤维、聚芳基酰胺纤维、聚酰胺纤维以及碳纤维。导热纤维可以是须状、线圈状或管状。这些导热纤维可以单独使用也可两种或多种组合使用。导热纤维中，碳纤维，尤其是至少在一个方向(优选在纤维的轴向)上导热率为100W/m·K或以上的碳纤维优选用作导热纤维，因为它们具有良好的导热率。碳纤维的具体例子包括：沥青基碳纤维、聚丙烯睛基碳纤维、人造丝基碳纤维。碳纤维可由熔纺纤维沥青经碳化或石墨化制得。碳纤维中，以中间相沥青为原材料制成的碳纤维优选作为导热纤维，因为它在纤维长度方向上具备很高的导热率。而且，由于其高导热率，优选使用在不低于1000℃下经碳化处理的碳纤维，进一步优选在不低于2000℃经石墨化处理的碳纤维。
导热纤维的平均直径在5～15μm之间，优选在7～12μm之间。如果其平均直径低于5μm，导热纤维的强度变得不足，其结果是，导热纤维在分散到聚合物基材中时容易碎成微细粉末，从而引起导热组合物的粘度上升；另一方面，如果导热纤维的平均直径超过15μm，它就难以在组合物中定向取向。导热纤维的平均长度在70～130μm之间，优选在80～120μm之间，进一步优选在83～110μmm之间，如果纤维平均长度低于70μm，则导热组合物的粘度可能升高；另一方面，如果导热纤维平均长度高于130μm，则纤维间相互纠缠可能也会使导热组合物的粘度升高，且使得导热纤维的取向变得困难。
导热纤维中粉末状微细纤维的存在会使导热组合物的粘度变高。合适的导热组合物中，纤维长度在25μm或以下的微细纤维的含量不超过导热纤维总量(数量)的20％，优选其量不超过15％，进一步优选其量不超过12％。如果这些微细纤维的量超过导热纤维的总量的20％，就可能会引起导热组合物的粘度升高。相应的，导热纤维在组合物中的取向也变得困难，这样，最终的热导体就不能显示出高的导热性。纤维长度以及微细纤维的数量百分含量可以使用，如图像分析仪(LUZEX，NIREKO公司制备)来检测。
导热纤维可以在导热纤维制备过程中或制备过程后以各种方法研磨纤维得到。至于研磨方法，可以用锤磨机、球磨机、振动球磨机、叶片式研磨机、喷射式研磨机、漏斗式研磨机、研磨混合器、以及亨舍尔混合机。导热纤维优选碳纤维，因为上述所需的导热纤维可以很容易的用切割机在导热纤维制备过程中或制备过程后将初级研磨纤维切成短纤维，再用上述研磨方法对短纤维二次研磨后得到。
以100重量份的聚合物基材为基准，导热组合物中，导热纤维的含量优选在50～150重量份之间，进一步优选在60～140重量份之间。如果导热组合物中导热纤维的含量低于50重量份。最终的热导体将不能有良好的导热性；另一方面，如果导热纤维的含量超过150重量份，导热组合物的粘度将过分增加。
非纤状导热填料不是由纤维研磨得到的填料，它由球形或其它不规则形状的颗粒组成。非纤状导热填料的颗粒形状优选球形，因为其二次团聚(引起的后果如在热导体表面产生不规则性)很少发生。由于其良好的导热性，非纤状导热填料优选含至少一种选自以下的组分：氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅以及二氧化硅。非纤状导热填料的平均粒径优选在0.1～100μm之间，进一步优选在1～50μm之间。如果平均粒径低于0.1μm，则非纤状导热填料的比表面积增大，这将过分的增大导热组合物的粘度；另一方面，如果非纤状导热填料的平均粒径超过100μm，则热导体的表面条件将由于如热导体表面产生的不规则性而降低。
以100重量份的聚合物基材为基准，导热组合物中，非纤状导热填料的含量优选在300～600重量份之间，进一步优选在400～600重量份之间。如果其含量低于300重量份，导体将不能有足够好的导热性；另一方面，如果所述的含量超过600重量份，导热组合物的粘度将过分增加。由于以上的原因，以100重量份的聚合物基材为基准，导热组合物优选含50～150重量份的导热纤维和300～600重量份的非纤状导热填料。
导热组合物还可进一步含有其它的添加剂，如增塑剂、黏合剂、增强剂、着色剂、耐热改进剂等。
导热组合物的粘度(25℃下)优选80000mPa·s或以下，进一步优选75000mPa·s或以下。如果粘度超过80000mPa·s，导热纤维在导热组合物中的定向取向将变得困难。将含有导热纤维和非纤状导热填料的导热组合物的粘度设在80000mPa·s或以下还可进一步防止空气泡混入导热组合物中，并能使导热纤维在导热组合物中高度取向。
热导体的外形为，如块状或片状。热导体的外形优选为片状，因为片状的热导体容易置于电子部件和冷却元件之间并高效的传导由电子部件产生的热量。当热导体的外形为片状时，其厚度优选在0.1～5mm之间。如果片厚低于0.1mm，则附着时的生产率和可使用性将降低；另一方面，如果厚度超过5mm，则所述片的热阻抗将增大且成本升高。
热导体的导热率优选14W/m·K或以上，进一步优选15W/m·K或以上。如果导热率低于14W/m·K，则热导体不能显示出良好的导热性。用E型硬度计(按照ISO7619)测量时，热导体的硬度优选为50或以下。如果硬度超过50，则热导体与电子部件的形状一致性较差，不可能很好地保护电子部件。
导热纤维在热导体中沿着一个方向取向。这可改善热导体在此方向上的导热性。例如，当热导体为片状时，导热纤维沿着一个方向如沿着片的表面方向或是片的厚度方向取向，这就改善了热导体在表面方向或是厚度方向上的导热性。
为制备导热组合物，导热纤维和非纤状导热填料被混入聚合物基材中，然后混合物进行搅拌或捏合至导热纤维和非纤状导热填料几乎均匀分散，此时，通过调控纤维长度为25μm或以下的微细纤维在导热纤维中的数量百分含量至上述范围，可防止由于微细纤维引起的导热组合物粘度增大。因此，相对于聚合物基材来说，增加掺混入组合物中的导热纤维和非纤状导热填料的含量是可能的。
制备热导体的方法包括：通过如上所述的分散导热纤维和非纤状导热填料于聚合物基材中以制备导热组合物的步骤；用各种成形方法使导热组合物成形的步骤；对导热组合物施加磁力以使导热组合物中的导热纤维在特定方向上取向的步骤；以及在保持导热纤维取向的同时使聚合物基材固化或硬化的步骤。
如果在施加磁力使导热纤维取向的步骤中，导热组合物粘度很高，则导热纤维的移动被阻碍，相应的，导热纤维就不能在特定方向上高度取向。因为本发明的导热组合物含有上述的导热纤维和非纤状导热填料，导热组合物粘度的增大被抑止。因此，导热纤维在导热组合物中的移动不会受阻碍，而且，由于导热纤维的平均纤维直径和平均纤维长度被设定在上述特定范围内，导热纤维在导热组合物中的相互缠结也不易发生。因此，这可防止组合物粘度的升高并防止因为纤维缠结而导致导热纤维的取向度降低。
在制备方法中，用以施加磁力的磁力源包括超导磁体、永久磁体、电磁体、磁线圈等。磁力源中，优选超导磁体，因为它可产生具高磁通密度的磁场。由磁力源产生的磁场的磁通密度优选在1～30特斯拉。如果磁通密度低于1特斯拉，则难以使导热纤维在导热组合物中高度取向；另一方面，超过30特斯拉的磁通密度实际上很难获得。
导热组合物的成形方法包括：刮棒涂布法、刮刀法、挤出成形法(如T模法等)、混炼法、层压法以及浇铸成型法。
使用时，所得到的热导体被置于，例如，电子部件和散热元件之间。
本发明的优点将在下面描述。
在所述实施方式的热导体中，如上所述的导热纤维和非纤状导热填料掺混入聚合物基材中。这种配置可以防止导热组合物粘度的升高。因此，可增加导热组合物中导热纤维和非纤状导热填料的用量。同时，还可使导热纤维在组合物高度取向。此外，混入导热组合物中的空气泡减少，甚至即使当空气泡混入组合物中时，也很易被除去。相应地，可使热导体的导热性由于空气泡的存在而降低的程度最小化，于是，就可能获得具有高导热性的热导体。并且，具有抗磁性的导热纤维在热导体中定向取向，其结果是，热导体具很高的导热性。
而且，没有必要以特种材料作为导热纤维和非纤状导热填料。因此，这使得提供一种具很高实际应用价值的热导体成为可能。并且，导热组合物粘度升高的防止允许导热组合物具备更好的成形性，结果使热导体的制备变得更加容易。此外，由于导热纤维具抗磁性，因而可对导热组合物施加磁力使导热纤维定向取向。
在本实施方式的热导体中，优选用至少在一个方向上导热率为100W/m·K或以上的碳纤维作为掺混用导热纤维。这可使热导体具有高的导热率。
在本实施例的热导体中，以100重量份的聚合物基材为基准，优选掺混50～150重量份的导热纤维和300～600重量份的非纤状导热填料。当热导体以所述方式配置而成时，就可防止导热组合物粘度的升高并获得具良好导热性的热导体。
在本实施方式的热导体的制备方法中，通过对导热组合物施加磁力，可使导热纤维在设定的方向上取向。利用导热纤维的抗磁性能，这种制备方法可使导热纤维高度取向。
对于本领域的熟练技术人员应该是显而易见的是：在不背离本发明范围或宗旨的前提下，本发明可以其它多种具体形式来体现。尤其是，应当理解，本发明可以用下面的形式来体现。
导热纤维和非纤状导热填料可用多种表面处理方法处理。例如，当导热纤维和/或非纤状导热填料用偶联剂(如硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂)进行表面处理时，就可能改善它们和聚合物基材的粘附性能。并且，通过对导热纤维和/或非纤状导热填料施加绝缘涂层，可保证热导体和电子部件之间相互绝缘。
薄膜、薄片、无纺织纤或纺织纤可层合或嵌入热导体的表面或其内部。在此情况下，可改善热导体在装配时的工作性能或增强热导体。并且，可将绝缘薄膜层压于热导体的表面以确保热导体和电子部件之间绝缘。此外，热导体表面可层压一自粘层或粘附层以使电子部件或散热元件具有自粘性或粘附性。
[实施例]
接下来，上述实施方式将参照给出的实施例和对比例作更具体描述。
(实施例1)
加成反应型聚有机硅氧烷(液态有机硅，粘度[25℃]：400mPa·s，比重：1.0，WACKERASAHIKASEI SILICONE有限公司)为聚合物基材，掺混作为导热纤维的碳纤维(平均纤维直径：10μm，平均纤维长度：110μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：9.3％)和作为非纤状导热填料的球形氧化铝(平均粒径：3.2μm)，其掺混比见表1。此混合物搅拌至基本均匀。然后将混合物消泡以制备导热组合物。接下来，将此导热组合物成形为片状。然后，成形的导热组合物在超导磁体形成的强度为8特斯拉的磁场下放置10min，此时，超导磁体和导热组合物以这样的方式放置：超导磁体的磁力线与导热组合物的厚度方向平行。然后，导热组合物在120℃下加热30min以获得导热片(厚度0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的厚度方向上取向。
(实施例2)
除了使用不同的碳纤维(平均纤维直径：10μm，平均纤维长度：83μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：20.0％)作为导热纤维外，用与实施例1同样的组合物和制备方法，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的厚度方向上取向。
(实施例3)
除了使用不同的碳纤维(平均纤维直径：10μm，平均纤维长度：103μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：15.0％)作为导热纤维外，用与实施例1同样的组合物和制备方法，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的厚度方向上取向。
(实施例4)
用与实施例1相同的加成反应型聚有机硅氧烷(液态有机硅，粘度[25℃]：400mPa·s，比重：1.0，WACKER ASAHIKASEI SILICONE有限公司)和球形氧化铝(平均粒径：3.2μm)以及不同的用作导热纤维的碳纤维(平均纤维直径：7μm，平均纤维长度：80μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：20.0％)，其掺混比以与实施例1同样的方式见于表1，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的厚度方向上取向。
(实施例5)
用与实施例1相同的加成反应型聚有机硅氧烷(液态有机硅，粘度[25℃]：400mPa·s，比重：1.0，WACKER ASAHIKASEI SILICONE有限公司)和球形氧化铝(平均粒径：3.2μm)以及不同的用作导热纤维的碳纤维(平均纤维直径：7μm，平均纤维长度：120μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：9.0％)，其掺混比以与实施例1同样的方式见于表1，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的厚度方向上取向。
(实施例6)
用与实施例1相同的加成反应型聚有机硅氧烷(液态有机硅，粘度[25℃]：400mPa·s，比重：1.0，WACKER ASAHIKASEI SILICONE有限公司)和球形氧化铝(平均粒径：3.2μm)以及不同的用作导热纤维的碳纤维(平均纤维直径：12μm，平均纤维长度：120μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：9.5％)，其掺混比以与实施例1同样的方式见于表1，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的厚度方向上取向。
(对比例1)
用与实施例1相同的导热组合物，通过在120℃下加热30min，但不施加磁场，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维随机的分散在片的各个方向上。
(对比例2)
除了使用不同的碳纤维(平均纤维直径：10μm，平均纤维长度：75μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：29.3％)作为导热纤维外，用与实施例1同样的组合物和制备方法，制得导热组合物，然而，所得到的导热组合物粘度非常高，不能成形。
(对比例3)
除了使用不同的碳纤维(平均纤维直径：10μm，平均纤维长度：138μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：15.0％)作为导热纤维外，用与实施例1同样的组合物和制备方法，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，可发现碳纤维在片的各不定的方向上分散。
(对比例4)
除了减少纤维的使用量，用与对比例3相同的组合物和制备方法，制得导热片(厚度：0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，发现碳纤维有部分取向，但是和实施例1～3相比，其取向度较低，因为碳纤维相互缠结。
(对比例5)
用与实施例1相同的加成反应型聚有机硅氧烷(液态有机硅，粘度[25℃]：400mPa·s，比重：1.0，WACKER ASAHIKASEI SILICONE有限公司)和球形氧化铝(平均粒径：3.2μm)以及不同的用作导热纤维的碳纤维(平均纤维直径：3μm，平均纤维长度：50μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：80.5％)，其掺混比以与实施例1同样的方式见于表1，制得导热组合物。然而，所得到的组合物粘度非常高，不能成形。
(对比例6)
用与实施例1同样的加成反应型聚有机硅氧烷(液态有机硅，粘度[25℃]：400mPa·s，比重：1.0，WACKER ASAHIKASEI SILICONE有限公司)和球形氧化铝(平均粒径：3.2μm)以及不同的用作导热纤维的碳纤维(平均纤维直径：20μm，平均纤维长度：150μm，长度≤25μm的微细纤维的数量百分含量：8.0％)，其掺混比以与实施例1同样的方式见于表1，制得导热片(厚度0.5mm)。当在显微镜下观察此导热片时，发现碳纤维有部分取向，但是和实施例1～6相比，取向度较低，因为碳纤维相互缠结。
(测评)
在25℃下，用回转式粘度计测量各实施例和对比例的导热组合物的粘度。并且，由各实施例和对比例所得到的导热片的导热性按照ASTM D5470(样品大小：10×10×2mm，施加的热量：4W)来测量。要注意的是，为了减少测量的离差，各导热片的导热性为导热片厚度压缩50％后，在其厚度方向上测得。各实施例和对比例的测评结果见表1。
表1
                            实施例
    1     2    3    4    5    6
液态有机硅(重量份)   100   100   100   100   100   100
碳纤维 数量(重量份)   130   130   130   60   140   60
平均纤维直径(μm)   10   10   10   7   7   12
平均纤维长度(μm)   110   83   103   80   120   120
微细纤维≤25μm(数量％) 9.3 20.0 15.0 20.0 9.0 9.5
长度方向的导热率(W/m·K) 120 120 120 110 110 150
球形氧化铝(重量份)   500   500   500   600   400   500
是否施加磁力(80特斯拉)   施加   施加   施加   施加   施加   施加
组合物粘度(25℃)(mPa·s)   70000   54000   80000   77000   72000   65000
导热率(W/m·K)   18   16.5   19   16   17.5   17
                             对比例
   1    2    3    4    5    6
液态有机硅(重量份)   100   100   100   100   100   100
  碳纤维 数量(重量份)   130   130   130   120   30   160
平均纤维直径(μm)   10   10   10   10   3   20
平均纤维长度(μm)   110   75   138   138   50   150
微细纤维≤25μm(数量％) 9.3 29.3 15.0 15.0 80.5 8.0
长度方向的导热率(W/m·K) 120 120 230 120 70 160
球形氧化铝(重量份)   500   500   500   500   250   500
是否施加磁力(80特斯拉)   不施加   施加   施加   施加   施加   施加
  组合物粘度(25℃)(mPa·s)   70000   1920000   85000   72000   1450000   79000
导热率(W/m·K)   3   -   13   10   -   11
如表1所示，在实施例1～6中，导热组合物的粘度显示出的数值为80000Pas或以下。因此，很明显，由于导热纤维的掺混导致的粘度升高被抑制了。如表1所示，实施例1～6的导热片具有14W/m·K或更高的高导热率，相应地，这些导热片能显示出高的导热性。
对比之下，对比例1的导热片的导热率数值要比实施例1的低，因为对比例1中的导热纤维不在片的厚度方向上取向。在对比例2中，组合物的粘度要比实施例和其它对比例的高，因为其导热纤维中所含的微细纤维数量超过了20％，因此，对比例2的组合物不能成形，甚至当对比例2的组合物进行加热固化时，液态有机硅的固化反应在微细纤维的阻碍下不能发生而使组合物无法固化。因此，这种组合物是不实用的。在对比例3和4中，碳纤维的平均纤维长度超过了130μm，因此，碳纤维的取向度由于纤维的相互缠结而降低。相应地，对比例3和4的导热片的导热率数值要比实施例3的低。在对比例5中，短的碳纤维(平均纤维长度：50μm)的使用显著的增大了导热组合物的粘度。因此，最终的组合物无法成形。在对比例6中，更粗更长的碳纤维(平均纤维直径：20μm，平均纤维长度：150μm)被用作导热纤维，这样的导热纤维不易进行取向，因此，导热片的导热率要比实施例的低。

Claims (16)

1.一种由导热组合物制成的热导体，其特征在于，所述导热组合物包括：
一种聚合物基材；
导热纤维，所述导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间，且所述导热纤维含有不超过导热纤维总量的20％的长度在20μm或以下的微细纤维；以及
非纤状导热填料；
其中，所述导热纤维还进一步具有抗磁性，并且，在所述热导体中，所述导热纤维定向取向。
2.按照权利要求1所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维为导热率至少在一个方向上达到100W/m·K或更高的碳纤维。
3.按照权利要求1所述的热导体，其特征在于，相对于100重量份的聚合物基材，所述导热组合物含有50～150重量份的导热纤维和300～600重量份的非纤状导热填料。
4.按照权利要求1或2所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维的平均纤维长度在80～120μm之间。
5.按照权利要求1或2所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维的平均纤维长度在83～110μm之间。
6.按照权利要求1或2所述的热导体，其特征在于，所述聚合物基材为加成反应型聚有机硅氧烷。
7.按照权利要求1或2所述的热导体，其特征在于，所述非纤状导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅或二氧化硅。
8.一种由导热组合物制成的热导体，其特征在于，所述导热组合物包括：
一种聚合物基材；
导热纤维，所述导热纤维的平均纤维直径在5～15μm之间，且所述导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间，且所述导热纤维含有不超过导热纤维总量的20％的长度在20μm或以下的微细纤维；以及
非纤状导热填料；
其中，所述导热纤维还进一步具有抗磁性，并且，在所述热导体中，所述导热纤维定向取向。
9.按照权利要求8所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维为导热率至少在一个方向上达到100W/m·K或更高的碳纤维。
10.按照权利要求8或9所述的热导体，其特征在于，相对于100重量份的聚合物基材，所述导热组合物含有50～150重量份的导热纤维和300～600重量份的非纤状导热填料。
11.按照权利要求8或9所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维的平均纤维长度在80～120μm之间。
12.按照权利要求8或9所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维的平均纤维长度在83～110μm之间。
13.按照权利要求8或9所述的热导体，其特征在于，所述导热纤维的平均纤维直径在7～12μm之间。
14.按照权利要求8或9所述的热导体，其特征在于，所述聚合物基材为加成反应型聚有机硅氧烷。
15.按照权利要求8或9所述的热导体，其特征在于，所述非纤状导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅或者二氧化硅。
16.一种用导热组合物制备热导体的方法，所述导热组合物包括：聚合物基材、非纤状导热填料以及导热纤维，其中，所述导热纤维的平均纤维长度在70～130μm之间，所述导热纤维中含有不超过导热纤维总量20％的长度在20μm或以下的微细纤维，且所述导热纤维具有抗磁性；并且，该方法的特征在于包括如下步骤：
通过将导热纤维和非纤状导热填料分散到聚合物基材上以制备导热组合物；
给导热组合物施加磁力使导热纤维在导热组合物中定向取向；以及
在保持导热纤维取向的同时使聚合物基材固化或硬化。
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