專利名稱：一種高性能相變導熱材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種熱界面有機導熱材料，具體涉及一種高性能相變導熱材料及其制備方法。
背景技術：
隨著電子設備不斷將更強大的功能集成到更小組件中，溫度控制已經成為設計中至關重要的關鍵之一，即在架構緊縮，操作空間越來越小的情況下，如何有效地帶走更大單位功率所產生的更多熱量。每降低10°C對敏感元器件的正常使用及使用壽命具有重要意義。電子元器件的熱傳導問題如果解決不好，將直接影響設備的使用壽命，降低信號的處理速度，以及增加設備的功率耗散等。通常情況下，為了解決發(fā)熱電子元件的散熱問題，工業(yè)界在電子元件上方安置散熱片來對元器件進行散熱。但是，限于現(xiàn)在的工業(yè)生產技術，電子元器件與散熱片之間的接觸面不能達到理想的平整面。當二者接觸時，空氣會存在于二者之間的界面縫隙中，增加界面熱阻，嚴重影響整體的散熱效果。由此開發(fā)出了許多散熱技術及相關的散熱材料，其中導熱相變材料就是其中的一種。目前市場上雖然很大一部分在使用導熱膏作為熱界面散熱材料，但是由于導熱膏為流體，在使用時需要使用鋼板或絲網，增加了操作工序，且操作很不方便，從而降低了生產效率。基于上述原因，開發(fā)出這種高性能相變導熱材料，它無需使用鋼板或絲網，使用時只需去掉離型膜，然后直接安置到散熱片上，極大地提高了生產效率。導熱相變材料是熱量增強聚合物，設計用于使功率消耗型電子器件和與之相連的散熱片之間的熱阻力降低到最小，這一熱阻小的通道使散熱片的性能達到最佳，并且能夠改善微處理器、存儲器模塊DC/ DC轉換器和功率模塊的可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點而提出的，其目的是提供一種高性能相變導熱材料及其制備方法。本發(fā)明的技術方案是一種高性能相變導熱材料，包括組分和重量百分比為 有機合成酯3% 5%
環(huán)氧樹脂2% 4%
^25%-30%
導熱粉體余量。其中，所述的有機合成酯是指二元酯、多元醇酯類基礎油和烷基萘基礎油中的一種或兩種以上的混合物。所述的環(huán)氧樹脂是指雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂中的一種或其混合物。所述的蠟是指微晶蠟，白石蠟中的一種或其混合物。
所述的導熱粉體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁，氮化硅和鋁粉中的一種或兩種以上的粉體混合物。所述的導電粉體按大、中、小三種粒徑粉體按照16 10 1的重量比組成，大粒徑的顆粒尺寸為10 40 μ m,中粒徑的顆粒尺寸為2 10 μ m，小粒徑的顆粒尺寸為1 2 μ m。還包括表面活性劑、阻燃劑、著色劑。一種高性能相變導熱材料的制備方法，包括以下步驟 (i)導熱粉體干燥
將導熱粉體烘烤60 80小時，以除去水分；
(ii)導熱粉體粒徑極配
將導熱粉體進行粒徑極配，按照16 10 1的重量比分別取大、中、小三種粒徑的導熱粉體，在攪拌器內進行預混，使三種不同粒徑的導熱粉體初步混和；
(iii)混合
將步驟(ii )所得的導熱粉體與有機合成酯，環(huán)氧樹脂及蠟放入帶有油浴加熱功能的攪拌機內，加熱至80 90°C，待蠟全部融化后進行10-20分鐘的混和，得高性能相變導熱材料；
(iv)裁切、成型
將步驟(iii)所得的相變導熱材料冷卻至室溫，待變成固體后，在成型機上制成不同厚度的片材，然后根據(jù)需要裁切成不同尺寸和形狀的相變導熱產品。本發(fā)明的有益效果是
其產品是具有良好的導熱性能和操作能力的自立相變材料；自然粘合好，無需膠粘劑或散熱片預熱；低毒，使用經濟，且揮發(fā)重量損耗低，低熱阻。
具體實施例方式下面參照實施例對本發(fā)明的高性能相變導熱材料及其制備方法進行詳細說明 一種高性能相變導熱材料，包括組分和重量百分比為
有機合成酯3% 5%
環(huán)氧樹脂2% 4%
^25%-30%
導熱粉體余量。其中，所述的有機合成酯是指二元酯、多元醇酯類基礎油和烷基萘基礎油中的一種或兩種以上的混合物。所述的環(huán)氧樹脂是指雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂中的一種或其混合物。所述的蠟是指微晶蠟、白石蠟中的一種或其混合物。所述的導熱粉體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁，氮化硅、鋁粉中的一種或兩種以上的粉體混合物。所述導熱粉體的形狀為球形或橢球形。其中所述的導熱粉體由不同種類的氧化粉體或金屬粉體組成，并按大、中、小三種粒徑粉體按照16 :10 :1的重量比組成，大粒徑的顆粒尺寸為10 40 μ m，中粒徑的顆粒尺寸為2 10 μ m，小粒徑的顆粒尺寸為1 2 μ m。上述將導熱粉體按照大、中、小粒徑進行粒徑極配的目的是為了達到最高填充率， 從而達到最佳的熱導率。作為可調整組分，一些常用的添加劑也可以加入到本發(fā)明的相變導熱材料中，調整的極限以不削弱本發(fā)明的目的。具體添加劑包括表面活性劑、阻燃劑、著色劑。一種高性能相變導熱材料的制備方法包括以下步驟 (i)導熱粉體干燥
將導熱粉體在鼓風干燥箱中烘烤60 80小時，以除去水分。所述的導熱粉體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁，氮化硅，或鋁粉中的一種或兩種以上的混合物。所述的導熱粉體的大粒徑為10 40 μ m,中粒徑為2 10 μ m，小粒徑為1 2 μ m。( ii )導熱粉體粒徑極配
將導熱粉體進行粒徑極配，按照16 10 1的重量比分別取大、中、小三種粒徑的導熱粉體，在攪拌器內進行預混，使三種不同粒徑的導熱粉體初步混和； (iii)混合
將步驟(ii)所得的導熱粉體與有機合成酯，環(huán)氧樹脂及蠟等放入帶有油浴加熱功能的雙行星攪拌機內，加熱至80 90°C，待蠟全部融化后進行10 20分鐘的混和，得高性能相變導熱材料。(iv)裁切、成型
將步驟(iii)所得的導熱相變材料冷卻至室溫，待變成固體后，在成型機上制成不同厚度的片材，然后根據(jù)需要裁切成不同尺寸和形狀的相變導熱產品。實施例1 3 (1)準備以下各組分；
a有機合成酯
其中al 二元醇酯基礎油 a2多元醇酯基礎油 a3烷基萘基基礎油
b環(huán)氧樹脂
其中bl雙酚A型環(huán)氧樹脂 b2氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂 c蠟
其中cl微晶蠟 c2白石蠟 d導熱粉體
其中dl氧化鋅粉末(平均粒徑1 μ m) d2鋁粉(平均粒徑6 μ m) d3氮化硼粉末(平均粒徑25 μ m) 將上述粉體按照表1表示的比例進行極配，并在混和機內進行預混。(2)將上述各組分按比例(具體組分及其比例見表1)放入帶油浴加熱的雙行星攪拌機中進行混和、包覆，即得相變導熱材料。
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表1是實施例1 3相變導熱材料的組成
權利要求
1.一種高性能相變導熱材料，其特征在于包括的組分和重量百分比為有機合成酯3% 5%環(huán)氧樹脂2% 4%^25%-30%導熱粉體余量。
2.根據(jù)權利要求1所述的高性能相變導熱材料，其特征在于所述的有機合成酯是指二元酯、多元醇酯類基礎油和烷基萘基礎油中的一種或兩種以上的混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的高性能相變導熱材料，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂是指雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂中的一種或其混合物。
4.根據(jù)權利要求1所述的高性能相變導熱材料，其特征在于所述的蠟是指微晶蠟，白石蠟中的一種或其混合物。
5.根據(jù)權利要求1所述的高性能相變導熱材料，其特征在于所述的導熱粉體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁，氮化硅和鋁粉中的一種或兩種以上的粉體混合物。
6.根據(jù)權利要求5所述的高性能相變導熱材料，其特征在于所述的導電粉體按大、 中、小三種粒徑粉體按照16 10 1的重量比組成，大粒徑的顆粒尺寸為10 40μπι，中粒徑的顆粒尺寸為2 10 μ m，小粒徑的顆粒尺寸為1 2 μ m。
7.根據(jù)權利要求1所述的高性能相變導熱材料，其特征在于還包括表面活性劑、阻燃劑、著色劑。
8.權利要求1所述的高性能相變導熱材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(i)導熱粉體干燥將導熱粉體烘烤60 80小時，以除去水分；(ii)導熱粉體粒徑極配將導熱粉體進行粒徑極配，按照16 10 1的重量比分別取大、中、小三種粒徑的導熱粉體，在攪拌器內進行預混，使三種不同粒徑的導熱粉體初步混和；(iii)混合將步驟(ii)所得的導熱粉體與有機合成酯，環(huán)氧樹脂及蠟放入帶有油浴加熱功能的攪拌機內，加熱至80 90°C，待蠟全部融化后進行10 20分鐘的混和，得高性能相變導熱材料；(iv)裁切、成型將步驟(iii)所得的導熱相變材料冷卻至室溫，待變成固體后，在成型機上制成不同厚度的片材，然后根據(jù)需要裁切成不同尺寸和形狀的相變導熱產品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能相變導熱材料及其制備方法，該相變導熱材料主要由有機合成酯、環(huán)氧樹脂，蠟和導熱粉體組成，導熱粉體選用不同種類的氧化粉體和金屬粉體并按大、中、小三種粒徑極配而成。其產品在室溫下是固體、便于處理，可以將其作為干墊清潔而堅固地置于散熱片或器件的表面。而當達到器件工作溫度時(50～60℃)時，產品變軟，從而使兩個配合表面整合，同時不會因為材料軟化而流出。具有優(yōu)越的導熱性能，在使用時可以按要求制成不同厚度的薄片，因而易于處理、可以取代凌亂的膏脂。制備方法簡單安全。
文檔編號C09K5/06GK102250588SQ20111012900
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權日2011年5月18日
發(fā)明者楊福河 申請人:楊福河