一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及导热硅胶技术领域，尤其涉及一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，按照质量份计，原料包含：有机溶剂15

【技术实现步骤摘要】
一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导热硅胶
，尤其涉及一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片及其制备方法。

技术介绍

[0002]通信技术是人类进入信息社会的重要标志之一，目前通信工程中常见的两类通信技术分别为有线通信、无线通信。有线通信比无线通信研发时间早，就实用性而言，有线技术并不会受到太多外界影响，对其造成干扰的因素较少，可以有效保障信息传输与接收安全。
[0003]无线通信技术有极强的便捷性，其不受空间、时间等因素制约，可在众多领域发挥作用。特别是近年来5G技术迅猛发展，基于5G的无人机技术和手机也大力发展。但这些通信设备，往往因为炎热酷暑的气候影响，导致内部的电子零件出现失效。目前的手机、无人机等5G应用设备，对运行环境温度的要求一般为
‑
5℃～45℃，超过50℃则对传输设备的损坏非常大。而5G设备功耗非常明显，遇到炎热的环境极其容易因温度过高导致热失效，所以常规的界面散热材料已不能满足其持续稳定的工作条件。因此，为了应对该类型的散热需求，耐高温的高导热率界面材料将迎来需求爆发。
[0004]目前主要的导热材料是填充型导热材料，填充型导热材料是将高导热且高绝缘填料填充到高分子材料基体当中，在其内部形成导热网络从而提升复合材料的导热性能。但是，保持优异的导热性能就需要高填充量的热界面材料，高填充量往往会带来较弱的力学性能以及阻燃性能，影响热界面材料的使用寿命。因此，低填充量下获得较高热导率，同时其他性能能够得到保证是当前的研究目的。目前国内外对导热复合材料的研究主要集中在对填料进行表面改性、多种填料复合协同、构建三维网络结构和改变加工工艺等手段来提升复合材料的热导率。然而，由于填料和聚合物基体之间的界面热阻较高，这些填料添加到硅橡胶基体中要么不能满足电绝缘性要求，要么需要非常高的填充量来实现其高导热性，增加成本和降低机械性能。
[0005]碳纤维具有密度小，力学性能优异，热膨胀系数小，导热导电好，各向异性，耐高温，耐疲劳等优良的性能，己经被广泛应用于航空航天，国防军工和民用工业等高科技领域。碳纤维是一种各向异性材料，在轴向具有超高的热导率，可以达到600
‑
1300W/(m
·
K)，当碳纤维在硅胶中有序排列后，可以在较小的填充量下显著提升硅胶的热导率，同时保持了硅胶良好的力学和机械性能。目前市场上己经用碳纤维材料和硅胶材料复合制备导热系数比较大的碳纤维导热硅胶垫片，但该碳纤维导热硅胶垫片制备工艺复杂，产品稳定性差，而且不绝缘，在应用过程易造成短路,高温下的耐久性也很差，影响电子设备的正常运行。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片及其制备方法，这种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片是一种具有高热导率、良
好的机械性能和热稳定性的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:
[0008]本专利技术提供了一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，按照质量份计，原料包含：有机溶剂15
‑
35份、硅橡胶5
‑
12份、硅油1
‑
5份、补强剂1
‑
3份、偶联剂0.2
‑
0.5份、碳纤维10
‑
25份、导热填料40
‑
60份、交联剂0.5
‑
1.5份、触变剂0.1
‑
0.3份、炔醇抑制剂0.02
‑
0.05份和铂金催化剂0.1
‑
0.5份。
[0009]优选地，所述硅橡胶选自耐热性混炼硅橡胶。
[0010]优选地，所述补强剂选自白炭黑、碳酸钙或氧化锌中的一种或多种。
[0011]优选地，所述碳纤维选自沥青基碳纤维。
[0012]优选地，所述碳纤维为线径8
‑
12μm、导热率600W/(m
·
K)以上的2K长纤维。
[0013]优选地，所述导热填料选自球形氧化铝或球形氮化铝，粒径为3
‑
5μm。
[0014]优选地，所述有机溶剂选自正庚烷或二甲苯的一种或多种。
[0015]优选地，所述硅油选自乙烯基硅油。
[0016]优选地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂的一种或多种。
[0017]另一方面，本专利技术提供了一种根据上述任一技术方案所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片的制备方法，包含以下步骤：
[0018]S1：硅橡胶切片后装入容器中，倒入一定量的有机溶剂浸泡软化2
‑
3小时；
[0019]S2：硅橡胶软化后，将所述硅橡胶和有机溶剂一起转移至行星搅拌机；添加硅油、偶联剂、交联剂和触变剂，行星搅拌以20
‑
30rpm转速搅拌1
‑
2.5小时；
[0020]S3：添加补强剂、导热填料、炔醇抑制剂、铂金催化剂，行星搅拌以15
‑
30rpm转速搅拌80
‑
130分钟至均匀,得到胶料；
[0021]S4：测试所述胶料的粘度，逐步添加所述有机溶剂调整至规格粘度；所述胶料抽真空5
‑
10分钟，再静置30分钟以上；
[0022]S5：使用特制模具，将碳纤维均匀垂直地固定好，再缓慢地注入所述胶料，注入完成后润泡0.5小时以上；
[0023]S6：将所述特制模具转移至真空烘箱，在温度为50
‑
80℃和真空度为
‑
0.09
‑‑
0.07MPa，保持1
‑
2小时；
[0024]S7：将所述特制模具整体转移至精密烘箱，温度调至100
‑
120℃烘烤1
‑
2小时，固化成型，得到半成品；
[0025]S8：将所述半成品从所述特制模具取出，垂直所述碳纤维方向进行模切，按需求模切不同厚度，再裁剪边料至成品尺寸，得到成品。
[0026]优选地，所述步骤S3中，其具体步骤为：
[0027]S301：添加补强剂，行星搅拌以25rpm转速搅拌20
‑
30分钟至均匀；
[0028]S302：添加一半导热填料，行星搅拌以25rpm转速搅拌15
‑
20分钟后；再添加另一半导热填料，行星搅拌以20rpm转速搅拌15
‑
20分钟至均匀；
[0029]S303：添加炔醇抑制剂，行星搅拌以15rpm转速搅拌10
‑
15分钟至均匀；
[0030]S304：添加铂金催化剂，行星搅拌以15rpm转速搅拌20
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25分钟至均匀；使用刮刀把所述行星搅拌机的料筒壁和搅拌桨的料刮下，再以15rpm转速搅拌20
‑
25分钟至均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，其特征在于，按照质量份计，原料包含：有机溶剂15
‑
35份、硅橡胶5
‑
12份、硅油1
‑
5份、补强剂1
‑
3份、偶联剂0.2
‑
0.5份、碳纤维10
‑
25份、导热填料40
‑
60份、交联剂0.5
‑
1.5份、触变剂0.1
‑
0.3份、炔醇抑制剂0.02
‑
0.05份和铂金催化剂0.1
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，其特征在于，所述硅橡胶选自耐热性混炼硅橡胶。3.根据权利要求1所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，其特征在于，所述补强剂选自白炭黑、碳酸钙或氧化锌中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，其特征在于，所述碳纤维选自沥青基碳纤维。5.根据权利要求4所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，其特征在于，所述碳纤维为线径8
‑
12μm、导热率600W/(m
·
K)以上的2K长纤维。6.根据权利要求1所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片，其特征在于，所述导热填料选自球形氧化铝或球形氮化铝，粒径为3
‑
5μm。7.一种根据权利要求1
‑
6任一项所述的耐超高温的高导热率碳纤维硅胶垫片的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：硅橡胶切片后装入容器中，倒入一定量的有机溶剂浸泡软化2
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3小时；S2：硅橡胶软化后，将所述硅橡胶和有机溶剂一起转移至行星搅拌机；添加硅油、偶联剂、交联剂和触变剂，行星搅拌以20
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30rpm转速搅拌1
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2.5小时；S3：添加补强剂、导热填料、炔醇抑制剂、铂金催化剂，行星搅拌以15
‑
30rpm转速搅拌80
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130分钟至均匀,得到胶料；S4：测试所述胶料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏瑞祥，赵志垒，黄汉权，
申请(专利权)人：东莞市盛元新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：