一種導(dǎo)熱相變材料及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱相變材料及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，普遍采用的熱界面設(shè)計所用到的導(dǎo)熱材料主要為膏狀導(dǎo)熱脂類、導(dǎo)熱墊片或者石墨片等導(dǎo)熱均熱材料，使用時將其置于發(fā)熱和散熱器件之間，主要通過熱傳導(dǎo)的機理，把所產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱器件上散發(fā)出去。然而，上述導(dǎo)熱材料往往存在不同的劣勢，如膏狀導(dǎo)熱脂類產(chǎn)品在溫度周期變化的作用下，會發(fā)生逐步溢出，俗稱“滲油”，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱材料可靠性降低，并且存在器件間短路風(fēng)險；而導(dǎo)熱墊片因其填充粉體的限制，無法適用于較薄的間隙，而且因主體基材彈性特性，使得界面潤濕性稍差，從而限制其導(dǎo)熱性能，無法應(yīng)用于高功率設(shè)備或器件上。
[0003]導(dǎo)熱相變化材料是一類熱塑性材料，常溫下為固體，在吸收熱源散發(fā)的熱量升溫到相變化溫度以上后能變?yōu)橐簯B(tài)或膏態(tài)，從而較大程度地填充器件表面空穴，排除“熱的不良導(dǎo)體”空氣，實現(xiàn)良好的界面潤濕性，表現(xiàn)出優(yōu)良的導(dǎo)熱性能；而在冷卻到相變化溫度以下后又會恢復(fù)成固體，從而避免了溢出現(xiàn)象，操作簡易。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是提供一種導(dǎo)熱相變材料及其生產(chǎn)方法，解決現(xiàn)有導(dǎo)熱相變材料存在的缺陷。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種導(dǎo)熱相變材料，由以下重量百分比的組分組成:導(dǎo)熱填料75?90%、低熔點固體樹脂2?8%、液態(tài)樹脂5?15%、抗氧化劑0.01?I %、偶聯(lián)劑0.02?2%。
[0006]優(yōu)選的，由以下重量百分比的組分組成:導(dǎo)熱填料85%、低熔點固體樹脂4%、液態(tài)樹脂10%、抗氧化劑0.5%、偶聯(lián)劑0.5%。
[0007]優(yōu)選的，由以下重量百分比的組分組成:導(dǎo)熱填料77%、低熔點固體樹脂7%、液態(tài)樹脂14%、抗氧化劑0.75%、偶聯(lián)劑1.25%。
[0008]優(yōu)選的，由以下重量百分比的組分組成:導(dǎo)熱填料88%、低熔點固體樹脂3%、液態(tài)樹脂7%、抗氧化劑0.25%、偶聯(lián)劑1.75%。
[0009]優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、鋁粉、銅粉、銀粉、石墨中的一種或兩種的混合物或兩種以上的混合物，所述導(dǎo)熱填料的粒徑為0.2?50 μ m，能根據(jù)產(chǎn)品的最終性能對導(dǎo)熱填料進行選擇，實用性能好。
[0010]優(yōu)選的，所述低熔點固體樹脂為石蠟、微晶蠟、硅蠟中的一種或兩種的混合物或兩種以上的混合物，所述低熔點固體樹脂的熔點為40°C?90°C，一般來說，通常電子器件組裝的生產(chǎn)線工作溫度低于40°C，從而可以在操作過程中，導(dǎo)熱相變材料始終保持固體狀態(tài)；而電子器件的工作溫度一般需要低于90°C，而此溫度可使導(dǎo)熱相變材料受熱相變?yōu)橐簯B(tài)或膏態(tài)，易于潤濕器件表面。
[0011]優(yōu)選的，所述液態(tài)樹脂為常溫狀態(tài)下呈液態(tài)，所述液態(tài)樹脂為聚丁二烯、聚異戊二烯、聚丁二烯丙烯腈、端羥基聚丁二烯、端羥基聚異戊二烯、端羥基聚丁二烯丙烯腈的一種或兩種的混合物或兩種以上的混合物，使用效果好，能保證與固體樹脂的混合，混合效果好。
[0012]優(yōu)選的，所述抗氧化劑為2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、四(β _(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯的一種或兩種的混合物或兩種以上的混合物，能有效的延緩或抑制樹脂聚合物氧化過程的進行，從而阻止產(chǎn)品的老化并延長其使用壽命。
[0013]優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為異鈦酸四正丁酯、三異硬脂酸鈦酸異丙酯、四異丙基二( 二辛基亞磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲基硅烷的一種或兩種的混合物或兩種以上的混合物，偶聯(lián)劑一般由兩部分組成:一部分是親無機基團，可與無機導(dǎo)熱填料作用；另一部分是親有機基團，可與樹脂作用。從而，改善樹脂與無機填料的界面性能，提高填充粉體的分散度以提高加工性能，進而使產(chǎn)品獲得良好的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能。
[0014]一種導(dǎo)熱相變材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0015]a)將低熔點固體樹脂、液態(tài)樹脂、抗氧化劑和偶聯(lián)劑依次放入容器中加熱攪拌得到均勻的液態(tài)混合物，加熱溫度為60?100°C，攪拌時間為20?40min，使之完全熔融成液態(tài)；
[0016]b)在步驟a)處理后的液態(tài)混合物中加熱導(dǎo)熱填料，并在真空條件下進行加熱混合，加熱溫度為80?120°C，混合時間為40?60min ；
[0017]c)將步驟b)形成的混合物壓制成片狀成品，壓制溫度為100?120°C ;
[0018]d)將步驟c)壓制的片狀成品冷卻至室溫得到導(dǎo)熱相變材料。
[0019]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點:通過導(dǎo)熱填料、低熔點固體樹脂、液態(tài)樹脂、抗氧化劑、偶聯(lián)劑混合制成的導(dǎo)熱相變材料，在室溫下材料是固體片狀材料，便于使用和操作，可直接貼附于散熱器件表面，當(dāng)器件運行達到導(dǎo)熱相變材料工作溫度時，材料開始發(fā)生相變變軟，從而較大程度地潤濕器件表面，使其接觸熱阻降低至最低，而獲得優(yōu)于導(dǎo)熱脂或石墨片的導(dǎo)熱填隙特性；另外，其優(yōu)良的觸變性可以保證在垂直方向使用該材料時不會發(fā)生溢出或流淌的情況。
[0020]本發(fā)明所使用的工藝，操作簡單，生產(chǎn)效率高，設(shè)備投入成本低；同時，由于本發(fā)明導(dǎo)熱相變材料配方的實用性較強，使得其相變材料可以反復(fù)發(fā)生相變，所以材料在不被污染的情況下，是可以反復(fù)成型為所需尺寸，不存在浪費情況。
【具體實施方式】
[0021]實施例一:
[0022]—種導(dǎo)熱相變材料，由以下重量百分比的組分組成:導(dǎo)熱填料84%、低熔點固體樹脂5%、液態(tài)樹脂10%、抗氧化劑0.5%、偶聯(lián)劑0.5%。
[0023]所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化硼、氧化鋅、鋁粉的混合物，所述氧化鋁、氮化硼、氧化鋅、鋁粉的重量百分比為5:1:1:3，所述導(dǎo)熱填料的粒徑不大于20 μπι，所述低熔點固體樹脂為微晶蠟，所述低熔點固體樹脂的熔點為70°C，所述液態(tài)樹脂為常溫狀態(tài)下呈液態(tài)，所述液態(tài)樹脂為聚丁二烯、聚異戊二烯的混合物，所述聚丁二烯、聚異戊二烯的重量百分比為2:1，抗氧化劑為2,2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，偶聯(lián)劑為異鈦酸四正丁酯。
[0024]由上所述的一種導(dǎo)熱相變材料所采用的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0025]a)將微晶蠟、聚丁二烯與聚異戊二烯混合成的液態(tài)樹脂、2，2_亞甲基雙(4_甲基-6-叔丁基苯酚)和異鈦酸四正丁酯依次放入容器中加熱攪拌得到均勻的液態(tài)混合物，加熱溫度為90°C，攪拌時間為35min，使之完全熔融成液態(tài)；
[0026]b)在步驟a)處理后的液態(tài)混合物中依次加入氧化鋁、氮化硼、氧化鋅、鋁粉的導(dǎo)熱填料，并在真空條件下進行加熱混合，加熱溫度為100°C，混合時間為55min ;
[0027]c)將步驟b)形成的混合物壓制成片狀成品，壓制溫度為110°C ;
[0028]d)將步驟c)壓制的片狀成品冷卻至室溫得到導(dǎo)熱相變材料。
[0029]實施例二:
[0030]一種導(dǎo)熱相變材料，由以下重量百分比的組分組成:導(dǎo)熱填料77%、低熔點固體樹脂7%、液態(tài)樹脂14%、抗氧化劑0.75%、偶聯(lián)劑1.25%。
[0031]所述導(dǎo)熱填料為氧化鋅、氮化鋁、銀粉的混合物，所述氧化鋅、氮化鋁、銀粉的重量百分比為2:3:1，所述低熔點固體樹脂為石蠟與微晶蠟的混合物，所述石蠟與微晶蠟的重量百分比為2:1，所述液態(tài)樹脂為聚異戊二烯與端羥基聚異戊二烯的混合物，所述聚異戊二烯與端羥基聚異戊二烯的重量百分比為3:1，所述抗氧化劑為四苯基二丙二醇二亞磷酸酯，所述偶聯(lián)劑為三異硬脂