一种导热凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种导热凝胶及其制备方法，该导热凝胶包括以下重量份的组分：10～60份组分A，10～60份组分B，200～700份导热填料，组分A由乙烯基硅油和催化剂组成，组分B由乙烯基硅油和含氢硅油组成，导热填料由改性导热陶瓷粉和辅助导热填料组成，导热填料为导热凝胶总质量的90％以上，导热填料的平均粒径为0.1～100μm，改性导热陶瓷粉由铝粉在真空下进行等离子体表面改性得到。本发明专利技术通过选择不同粒径规格、不同形状、导热系数高的导热填料进行复配，并在特殊生产工艺下制备，得到具有高导热系数、良好的流动性并可以进行点胶作业的导热凝胶，制备工艺操作流程简单，具有美好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种导热凝胶及其制备方法
本专利技术涉及导热界面材料
，具体涉及一种导热凝胶及其制备方法。
技术介绍
导热凝胶是以硅油和导热填料等各种材料制备成的一种导热界面材料。它能够填充各种缝隙，减小发热部位与散热部位间的接触热阻，形成散热通道，同时还能起到绝缘、减震、密封等作用。与导热硅脂和导热垫片相比较，导热凝胶同时具备导热硅脂与导热垫片的优点。在其未固化前是流动性膏体，能够填充复杂的形状，而在一定的温度下可固化，固化后具备导热垫片的特点，特别适用于需要长期使用而且填充形状较为复杂的工况。目前市场上的导热凝胶，其导热系数一般在4W/mK以下，导热凝胶组分中的导热填料主要是传统材料组成，比如铝粉、氧化铝等。为开发出大于4W/mK的高性能导热凝胶以满足新能源汽车电池组和5G通信产业的大规模应用中热管理等产业的需求，研究人员提出了使用碳纳米管、石墨烯、氮化硼、氮化铝作为导热填料。申请号为201910488585.9，申请公布日为2019.10.15，名称为“一种含碳纳米管的导热凝胶及其制备与应用”的专利公开了一种使用碳纳米管和常规填料配合使用作为导热填料的导热凝胶及其制备方法。申请号为201611108037.1，申请公布日为2018.06.12，名称为“一种含石墨烯的导热凝胶及其制备与应用”的专利公开了一种由以石墨烯和常规填料配合使用作为导热填料，以硅油作为基体，制备出了石墨烯复合导热凝胶材料。申请号为201710619100.6，申请公布日为2017.12.08，名称为“一种双组分导热凝胶及其制备”的专利公开了一种导热凝胶，由氮化硼、氮化铝和氧化铝粉体作为导热填料复配而成。上述专利申请使用碳纳米管、石墨烯、氮化硼、氮化铝等作为导热填料，氮化铝的导热系数为70-270W/mK，氮化硼的导热系数为56-79W/mK，石墨烯水平方向的导热系数为5000W/mK，但是由于这些材料与硅油的相容性非常差，导致其填充率非常低，导热填料之间由于大量硅油的存在，使得制备的导热凝胶导热系数较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种导热凝胶，通过将不同粒径规格、不同形状、导热系数高的导热填料进行复配，并与其他组分结合使用，得到了具有高导热系数、良好的流动性并可以进行点胶作业的导热凝胶，有效解决了现有导热填料与硅油相容性差的问题。本专利技术的另一个目的是提供上述导热凝胶的制备方法，通过将导热填料高速搅拌，均分后再分别与其他组分进行混合，该特殊制备工艺保证了导热凝胶组分的均一性，消除了导热凝胶内部的微小气孔，从而进一步减小导热凝胶内部组分之间的接触热阻，提高其导热性能。本专利技术所采用的技术方案是，一种导热凝胶，包括以下重量份的组分：组分A10～60份；组分B10～60份；导热填料200～700份；其中，所述组分A由乙烯基硅油和催化剂按照(1000～6000)：1的质量比组成；所述组分B由乙烯基硅油和含氢硅油按照1：(2～3)的质量比组成；所述导热填料由改性导热陶瓷粉和辅助导热填料组成，所述导热填料为导热凝胶总质量的90％以上，所述导热填料的平均粒径为0.1～100μm；所述改性导热陶瓷粉通过将铝粉在真空条件下于等离子体氛围中运动，使铝粉体产生表面改性得到。具体实施中，组分A中乙烯基硅油和催化剂的质量比可以为1000:1，2000:1,3000:1,4000:1,5000:1或者6000:1，也可以为1000～6000之间的任一数：1；组分B中乙烯基硅油和含氢硅油的质量比可以为1:2,1:3或者1:2.5等。具体实施中，所述导热填料的平均粒径为0.1～100μm，是指改性导热陶瓷粉的平均粒径为0.1～100μm，辅助导热填料的平均粒径也为0.1～100μm。具体实施中，组分A和组分B中乙烯基硅油为分子链的两末端各带有一个乙烯基的聚二甲基硅氧烷，乙烯基硅油的结构式可以为：CH2＝CH-Si(CH3)2O[(CH3)2SiO]m(CH3)2Si-CH＝CH2(I)其中，m代表大于1的整数，优选为5～100之间的整数；其中，乙烯基硅油在25℃时运动粘度为10～2000mm2/s。组分B中含氢硅油的结构式可以为：(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]p(CH3HSiO)qSi(CH3)3(II)其中，p代表大于1的整数，优选为5～100之间的整数；q代表大于1的整数，优选为5～100之间的整数；其中，含氢硅油在25℃时运动粘度为10～2000mm2/s。优选地，所述改性导热陶瓷粉为所述导热填料总质量的80％以上。优选地，所述改性导热陶瓷粉的制备过程为：将铝粉置于等离子体粉体表面改性设备中，于搅拌状态下，抽真空，然后通入常温常压下的等离子体，在500～600W的放电功率下处理60～70min，得到改性导热陶瓷粉；其中，所述等离子体由氩气和六甲基二硅氧烷按照1:5的体积比混合得到，所述铝粉与所述等离子体的混合比例为100g：2L。具体实施中，反应过程的发生装置可以为等离子体粉体表面改性设备的反应仓，在该发生装置中，启动真空泵进行抽真空处理，启动旋转搅拌器，铝粉在旋转搅拌器的作用下处于运动状态，即搅拌状态。优选地，所述导热填料的平均粒径为0.1～50μm。具体实施中，所述导热填料的平均粒径为0.1～50μm，是指改性导热陶瓷粉的平均粒径为0.1～50μm，辅助导热填料的平均粒径也为0.1～50μm。优选地，所述辅助导热填料为氧化铝、氧化镁、氮化铝、铝粉、银粉、铜粉、氮化硅、氮化硼、金刚石、纳米碳管、石墨、碳纤维、富勒烯中的至少一种。具体实施中，辅助导热填料可以为氧化铝、氧化镁、氮化铝、铝粉、银粉、铜粉、氮化硅、氮化硼、金刚石、纳米碳管、石墨、碳纤维、富勒烯这些材料中的任意一种或者任意两种的结合，或者是多种的结合。优选地，所述导热填料的导热系数为50～700W/mK。具体实施中，改性导热陶瓷粉和辅助导热填料的导热系数均为50～700W/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50W/mK、700W/mK或375W/mK，或者50～700W/mK之间的任一数值等；辅助导热填料的导热系数可是为50W/mK、700W/mK或375W/mK，或者50～700W/mK之间的任一数值等。优选地，所述乙烯基硅油在25℃的运动粘度为10-2000mm2/s，所述含氢硅油在25℃的运动粘度为10-2000mm2/s。优选地，所述催化剂为铂金催化剂。具体实施中，为了保证催化效果，催化剂为卡斯特铂金催化剂。本专利技术还提供上述导热凝胶的制备方法，包括以下步骤：S1，称取以下重量份的原料：10～60份组分A，10～60份组分B，200～700份导热填料，备用；S2，将所述S1称取的导热填料高速搅拌至均匀粉体，并将获得的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热凝胶，其特征在于，包括以下重量份的组分：/n组分A 10～60份；/n组分B 10～60份；/n导热填料 200～700份；/n其中，所述组分A由乙烯基硅油和催化剂按照(1000～6000)：1的质量比组成；/n所述组分B由乙烯基硅油和含氢硅油按照1：(2～3)的质量比组成；/n所述导热填料由改性导热陶瓷粉和辅助导热填料组成，所述导热填料为导热凝胶总质量的90％以上，所述导热填料的平均粒径为0.1～100μm；/n所述改性导热陶瓷粉通过将铝粉在真空条件于等离子体氛围中运动，使铝粉体产生表面改性得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种导热凝胶，其特征在于，包括以下重量份的组分：
组分A10～60份；
组分B10～60份；
导热填料200～700份；
其中，所述组分A由乙烯基硅油和催化剂按照(1000～6000)：1的质量比组成；
所述组分B由乙烯基硅油和含氢硅油按照1：(2～3)的质量比组成；
所述导热填料由改性导热陶瓷粉和辅助导热填料组成，所述导热填料为导热凝胶总质量的90％以上，所述导热填料的平均粒径为0.1～100μm；
所述改性导热陶瓷粉通过将铝粉在真空条件于等离子体氛围中运动，使铝粉体产生表面改性得到。


2.根据权利要求1所述的一种导热凝胶，其特征在于，所述改性导热陶瓷粉为所述导热填料总质量的80％以上。


3.根据权利要求1所述的一种导热凝胶，其特征在于，所述改性导热陶瓷粉的制备过程为：将铝粉置于等离子粉体表面改性设备中，于搅拌状态下，抽真空，然后通入常温常压标准下的等离子体，在500～600W的放电功率下处理60～70min，得到改性导热陶瓷粉；
其中，所述等离子体由氩气和六甲基二硅氧烷按照1:5的体积比混合得到，所述铝粉与所述等离子体的混合比例为100g：2L。


4.根据权利要求1所述的一种导热凝胶，其特征在于，所述导热填料的平均粒径为0.1～50μm。


5.根据权利要求1～4任一项所述的一种导热凝胶，其特征在于，所述辅助导热填料为氧化铝、氧化镁、氮化铝、铝粉、银粉、铜粉、氮化硅、氮化硼、金刚石、纳米碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鸿，刘志军，王飞，刘继锋，羊辉，
申请(专利权)人：广东乐普泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44