一种无硅导热膏及其制备方法技术

本发明专利技术公开了属于导热界面材料技术领域，公开了一种无硅导热膏及其制备方法。该无硅导热膏，包括如下重量份的组分：无硅有机物10～60份、抗氧化剂2～20份、导热填料200～700份；无硅有机物为多元醇酯类基础油、烷基萘基础油、全氟聚醚油中的一种或两种以上的混合物；抗氧化剂为抗有机合成酯氧化的抗氧化剂；导热填料包括导热陶瓷粉和辅助导热填料，导热陶瓷的重量份大于辅助导热填料的重量份；导热填料的重量与所有组分的总重量的百分比高于90％；导热填料的粒径范围为0.1～50μm。本发明专利技术的无硅导热膏具有较高的导热系数和耐高温性能，有效的解决了目前的无硅导热膏导热系数低，耐高温性能较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无硅导热膏及其制备方法
本专利技术属于导热界面材料
，具体涉及一种无硅导热膏及其制备方法。
技术介绍
随着电子科技以及全球5G通信产业的快速发展，各类电子产品更加密集化和微型化，电路板上的电子元器件的集成度也越来越高，为保证电子产品长时间运行的稳定性和可靠性，电子产品对热管理方案的要求越来越高，因而需要研发出各种高效的散热技术和导热界面材料。无硅导热膏，也称非硅导热膏，一般以不含硅的有机合成酯和导热性能优异的导热填料为主的材料制成的复合物，可广泛使用于功率放大器、晶体管、电子管、IGBT、CPU等电子元器件的导热及散热，从而保证电子器件的电器性能的稳定和可靠。目前，市场上的导热界面材料以含硅的导热硅脂为主，但因在存储和使用过程中，经常出硅油析出的现象，导致导热硅脂脱落，从造成接触热阻增大、导热性能大大下降。另一方面，析出的硅油会污染电子元器件，从而可能造成电子元器件无法正常工作等问题。因此，研发出高性能的无硅导热膏成为该行业的重大市场要求。目前市场上的无硅导热膏产品种类少且导热系数一般在4W/mK以下，且耐高温性能差(最高使用温度低于150℃)。专利CN102250589A公开了一种由有机合成酯、钛酸酯偶联剂和金属氧化物导热填料组成的高性能无硅导热膏；但是该产品的导热系数只有3.8～4.1W/mK，使用温度为-50℃～130℃。
技术实现思路
鉴于此，为了解决目前的无硅导热膏导热系数低，耐高温性能较差的问题，本专利技术提供一种能够有效降低接触界面的接触热阻，具有高导热系数的无硅导热膏。本专利技术的另一目的是提供一种无硅导热膏的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种无硅导热膏，包括如下重量份的组分：无硅有机物10～60份、抗氧化剂2～20份、导热填料200～700份；无硅有机物为多元醇酯类基础油、烷基萘基础油、全氟聚醚油中的一种或两种以上的混合物；抗氧化剂为抗有机合成酯氧化的抗氧化剂；导热填料包括导热陶瓷粉和辅助导热填料，导热陶瓷的重量份大于辅助导热填料的重量份；导热填料的重量与所有组分的总重量的百分比高于90％；导热填料的粒径范围为0.1～50μm。本专利技术通过复配导热陶瓷粉和辅助导热填料，以导热陶瓷为主要导热填料，同时使导热填料在所有组分中的占比大于90％，一方面确保导热填料的本证导热系数，另一方面调整导热填料内部间隙，有利于导热通路的形成，同时使本专利技术的无硅导热膏具有较好的导热性。此外，因为本专利技术导热填料的粒径范围为0.1～50μm，其中小粒径的导热填料能够调整无硅导热膏的流动性和导热性，同时有助于形成导热通路，使本专利技术的无硅导热膏具有良好的导热性和良好的流动性；本专利技术又通过选用耐高温的多元醇酯类基础油、烷基萘基础油、全氟聚醚油作为无硅有机物，同时添加适量的抗氧化剂来保护无硅有机物的耐高温性；这就使本专利技术的无硅导热膏具有较好的耐高温性，较低的挥发率和无硅油析出等特点。进一步的，导热陶瓷粉的重量与所述导热填料的总重量的百分比高于70％，这是为了保证导热陶瓷粉在导热填料中的占比，不然会影响本专利技术的无硅导热膏的性质。进一步的，辅助导热填料包括大粒径、中粒径和小粒径的辅助导热填料，其中大粒径、中粒径和小粒径三种辅助导热填料按照1：(1～3)：(4～5)的重量比组成，大粒径的辅助导热填料尺寸为25～50μm，中粒径的辅助导热填料尺寸为3～25μm，小粒径的辅助导热填料尺寸为1～3μm。在具体实施例中，大粒径、中粒径和小粒径三种辅助导热填料可以按照1：1：4的重量比组成；可以按照1：3：5的重量比组成；也可以按照1：2：4.5的重量比组成。在本专利技术中复配不同粒径的辅助导热填料来调整整个导热填料的流动性，导热性，并有助于导热通路的形成。进一步的，辅助导热填料是指氮化铝、氧化铝、银粉、铝粉、铜粉、氮化硼、氮化硅、金刚石、碳纤维、纳米碳管、石墨、富勒烯中的一种或两种以上的混合物。即大粒径辅助导热填料、中粒径辅助导热填料和小粒径辅助导热填料均是指氮化铝、氧化铝、银粉、铝粉、铜粉、氮化硼、氮化硅、金刚石、碳纤维、纳米碳管、石墨、富勒烯中的一种或两种以上的混合物。进一步的，导热填料的导热系数为35～700W/mK，说明本专利技术需要选择本证导热系数较高的导热填料。在具体实施例中，导热陶瓷粉和辅助导热填料的导热系数均为35～700W/mK；也就是说，在具体实施例中，导热陶瓷粉的导热系数可以为35W/mK、700W/mK或500W/mK等；辅助导热填料的导热系数可是为35W/mK、700W/mK或500W/mK等。本专利技术的另一目的这样实现的：上述的无硅导热膏的制备方法，该方法包括如下步骤：S1、按照重量份计称取各组分：无硅有机物10～60份、抗氧化剂2～20份、导热填料200～700份，待用；S2、将所述导热填料置于反应器中，搅拌至均匀，得到均匀粉体，待用；S3、将无硅有机物和抗氧化剂溶于有机溶剂中，得到混合溶液；将所述混合溶液加入到所述S2的均匀粉体中，继续搅拌直至得到均匀流动性膏体；S4、将所述S3的均匀流动性膏体置于120℃～150℃、-0.090～-0.180MPa的真空条件下，继续搅拌，直至得到无硅导热膏。进一步的，所述搅拌的搅拌速度为100rpm～700rpm。进一步的，所述S3中的有机溶剂为甲苯、二甲苯、苯、丁酮或乙酸乙酯。进一步的，所述导热填料与所述有机溶剂的质量比为(5～100):1。在具体实施例中，导热填料与所述有机溶剂的质量比可以为5:1、100:1或者50:1等。进一步的，所述导热填料与所述有机溶剂的质量比为(10～25):1。在具体实施例中，导热填料与所述有机溶剂的质量比可以为10:1、25:1、12:1、13：1或者15:1等。与现有技术相比，本专利技术的无硅导热膏具有如下效果：本专利技术的无硅导热膏具有较高的导热系数(6～7.5W/mK)，良好的流动性、耐高温性能(使用温度范围-40℃～250℃)，低的挥发率和无硅油析出的优点，有效的解决了目前的无硅导热膏导热系数低，耐高温性能较差的问题。本专利技术的无硅导热膏的制备方法通过在真空、加热的条件下，高速搅拌原料从而保证了无硅导热膏内部组分的均一性，并消除其内部的微小气孔，从而进一步减小组分内部之间的接触热阻并其导热性能；且本专利技术的制备方法操作简单，便于推广应用。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。另外，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无硅导热膏，其特征在于，包括如下重量份的组分：/n无硅有机物10～60份、抗氧化剂2～20份、导热填料200～700份；/n所述无硅有机物为多元醇酯类基础油、烷基萘基础油、全氟聚醚油中的一种或至少两种的混合物；/n所述抗氧化剂为抗所述无硅有机物氧化的抗氧化剂；/n所述导热填料包括导热陶瓷粉和辅助导热填料，所述导热陶瓷的重量份大于所述辅助导热填料的重量份；/n所述导热填料的重量与所有组分的总重量的百分比高于90％；所述导热填料的粒径范围为0.1～50μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种无硅导热膏，其特征在于，包括如下重量份的组分：
无硅有机物10～60份、抗氧化剂2～20份、导热填料200～700份；
所述无硅有机物为多元醇酯类基础油、烷基萘基础油、全氟聚醚油中的一种或至少两种的混合物；
所述抗氧化剂为抗所述无硅有机物氧化的抗氧化剂；
所述导热填料包括导热陶瓷粉和辅助导热填料，所述导热陶瓷的重量份大于所述辅助导热填料的重量份；
所述导热填料的重量与所有组分的总重量的百分比高于90％；所述导热填料的粒径范围为0.1～50μm。


2.如权利要求1所述的无硅导热膏，其特征在于，所述导热陶瓷粉的重量与所述导热填料的总重量的百分比高于70％。


3.如权利要求1所述的无硅导热膏，其特征在于，所述辅助导热填料包括大粒径、中粒径和小粒径的辅助导热填料，其中大粒径、中粒径和小粒径三种辅助导热填料按照1：(1～3)：(4～5)的重量比组成，大粒径的辅助导热填料尺寸为25～50μm，中粒径的辅助导热填料尺寸为5～25μm，小粒径的辅助导热填料尺寸为1～5μm。


4.如权利要求1所述的无硅导热膏，其特征在于，所述辅助导热填料是指氮化铝、氧化铝、银粉、铝粉、铜粉、氮化硼、氮化硅、金刚石、碳纤维、纳米碳管、石墨、富勒烯中的一种或两种以上的混合物。


5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，孟鸿，刘志军，刘继锋，羊辉，
申请(专利权)人：深圳市乐普泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44