一种定向排列的热界面材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种定向排列的热界面材料及其制备方法与应用。上述定向排列的热界面材料，包括以下组分：基体、磁性复合物、纳米导热金属颗粒和填料；所述磁性复合物包括带正电荷的材料与带负电荷的材料。所述定向排列的热界面材料内部具有定向排列的微观导热通道，具有优良的导热系数。优良的导热系数。

【技术实现步骤摘要】
一种定向排列的热界面材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及热界面材料相关
，尤其是涉及一种定向排列的热界面材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着电子设备的微小化，不同发热源越来越趋于紧凑，与此对应的，高效的界面散热材料可以有效解决由于不同发热源过度集中造成的热量聚集、散热不畅问题。
[0003]作为导热界面材料，目前广泛使用的导热界面材料主要分为硅胶类、铜等金属类、石墨类。然而，由于现有的导热材料本身的导热系数的局限，导致制备的界面材料导热效果日益满足不了散热需要。
[0004]基于此，急需一种新型高导热性能的导热界面材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的第一个技术问题是：
[0006]提供一种定向排列的热界面材料。
[0007]本专利技术所要解决的第二个技术问题是：
[0008]提供一种所述定向排列的热界面材料的制备方法。
[0009]本专利技术所要解决的第三个技术问题是：
[0010]所述定向排列的热界面材料的应用。
[0011]为了解决所述第一个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0012]一种定向排列的热界面材料，包括以下组分：
[0013]基体、磁性复合物、纳米导热金属颗粒和填料；
[0014]所述磁性复合物包括带正电荷的材料与带负电荷的材料。
[0015]根据本专利技术的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：<br/>[0016]1.所述纳米导热金属颗粒，这种颗粒具备一种特性，即熔点较低。在向热界面材料施加高于所述纳米导热金属颗粒熔点的温度后，所述纳米导热金属颗粒在材料中熔化，使得材料中形成大量的不规则的小型空腔。该小型空腔的形成，一方面有利于形成导热通道，另一方面有利于所述磁性复合物在所述定向排列的热界面材料中的移动。
[0017]2.所述磁性复合物包括带正电荷的材料与带负电荷的材料，利用静电吸附，将所述磁性复合物塑造成磁性微球。当对材料施加磁场时，所述磁性微球在所述定向排列的热界面材料中形成单向的定向排列，并在微观上形成导热通道。
[0018]3.所述填料为所述定向排列的热界面材料带来进一步的导热能力。
[0019]4.所述定向排列的热界面材料内部具有定向排列的微观导热通道，解决了现有热界面材料内部无序的结构带来的导热不良问题，使得所述定向排列的热界面材料具有优良的导热系数。
[0020]根据本专利技术的一种实施方式，所述定向排列的热界面材料，包括以下重量份的组分：
[0021]150
‑
200重量份的所述基体、10
‑
30重量份的所述磁性复合物、70
‑
90重量份的所述纳米导热金属颗粒和5
‑
10重量份的所述填料。
[0022]根据本专利技术的一种实施方式，所述磁性复合物与所述纳米导热金属颗粒的粒径大小之比为1
‑
1.5：1
‑
1.5。这使得两者的粒径大小相似。当所述纳米导热金属颗粒熔融形成空腔后，一部分所述磁性复合物能够正好占满所述空腔，当施加磁场时，能够形成更加规整的导热通道，另一部分虽然不能那么凑巧的填充进空腔，但当施加磁场时，也有利于所述磁性复合物形成相对规整的导热通道。
[0023]根据本专利技术的一种实施方式，所述基体包括热塑性树脂与热固性聚合物中的至少一种。
[0024]根据本专利技术的一种实施方式，所述热塑性树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和聚酰胺树脂中的至少一种。
[0025]根据本专利技术的一种实施方式，所述热固性聚合物包括丁苯橡胶和硅胶中的至少一种。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，所述纳米导热金属颗粒包括锡铅合金、银和铜中的至少一种。其中，所述纳米导热金属颗粒在70
‑
110℃下即可熔化。
[0027]根据本专利技术的一种实施方式，所述填料包括碳纤维、碳纳米管、氧化铝和氢氧化铝中的至少一种。
[0028]根据本专利技术的一种实施方式，还包括催化剂与偶联剂，其中，所述偶联剂与所述基体的重量份比为1
‑
3：100
‑
120。
[0029]为了解决所述第二个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0030]一种制备所述定向排列的热界面材料的方法，包括以下步骤：
[0031]S1混合所述磁性复合物、所述纳米导热金属颗粒和所述填料于所述基体中，得到混合物；
[0032]S2加热所述混合物，得到半固化的所述混合物，其中，加热的温度要大于等于所述纳米导热金属颗粒的熔点；
[0033]S3在所述半固化的所述混合物上施加磁场，得到所述定向排列的热界面材料。
[0034]根据本专利技术的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
[0035]步骤S2中，当加热时，所述纳米导热金属颗粒在半固化的所述混合物中熔化，使得材料中形成大量的不规则的小型空腔。该小型空腔的形成，一方面有利于形成导热通道，另一方面有利于所述磁性复合物在所述定向排列的热界面材料中的移动。
[0036]本专利技术的另一个方面，还涉及所述定向排列的热界面材料在电子屏幕中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的定向排列的热界面材料。由于该应用采用了上述实施例的定向排列的热界面材料的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
[0037]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的范围。
[0039]实施例中，磁性复合物与纳米导热金属颗粒的粒径大小之比为1：1。
[0040]实施例1
[0041]一种制备定向排列的热界面材料的方法，包括以下步骤：
[0042]混合磁性纳米颗粒镍和聚二烯丙基二甲基氯化铵于水溶液中，经搅拌、真空干燥，得表面带正电的磁性纳米颗粒；
[0043]混合氮化硼于异丙醇中，经超声、真空干燥，得到表面带负电荷的氮化硼；
[0044]混合表面带正电的磁性纳米颗粒与表面带负电荷的氮化硼于异丙醇中，经超声、真空干燥，得到磁性复合物。
[0045]混合15重量份的上述磁性复合物、90重量份的纳米导热金属颗粒和10重量份的填料于200重量份基体中，加入固化剂，得到混合物；
[0046]在150℃下加热上述混合物，得到半固化的上述混合物；
[0047]在上述半固化的上述混合物上施加单向磁场1.5h，其中，磁场强度为35mT，使得带有磁性的上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向排列的热界面材料，其特征在于：包括以下组分：基体、磁性复合物、纳米导热金属颗粒和填料；所述磁性复合物包括带正电荷的材料与带负电荷的材料。2.根据权利要求1所述的一种定向排列的热界面材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：150
‑
200重量份的所述基体、10
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30重量份的所述磁性复合物、70
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90重量份的所述纳米导热金属颗粒和5
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10重量份的所述填料。3.根据权利要求1所述的一种定向排列的热界面材料，其特征在于：所述磁性复合物与所述纳米导热金属颗粒的粒径大小之比为1
‑
1.5：1
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1.5。4.根据权利要求1所述的一种定向排列的热界面材料，其特征在于：所述基体包括热塑性树脂与热固性聚合物中的至少一种。5.根据权利要求4所述的一种定向排列的热界面材料，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佩先，周勇，黄武平，
申请(专利权)人：长沙先进电子材料工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：