[发明专利]一种定向柔性导热材料及其成型工艺和应用

说明书

技术领域

本发明涉及柔性导热材料领域，特别是涉及一种定向柔性导热材料及其成型工艺和应用。

背景技术

随着电子产品不断的更新换代，集成技术不断提高，产品内的半导体的高密度化导致产生的热量积累急剧增加，热量的集聚导致产品的可靠性下降。因此，高效的散热方法对电子产品很重要。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种定向柔性导热材料，该定向柔性导热材料在特定方向具有良好的导热性能，能够很好的提高散热效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种定向柔性导热材料，所述定向柔性导热材料内形成有多个相互平行且连续的导热路径，所述导热路径由填充在所述硅橡胶内的各向异性导热填料在导热路径方向上成线型连续排列而成。

优选地，所述硅橡胶包括A组分和B组分，其中，

A组分包括含有两个及以上不饱和键的聚硅氧烷，所述不饱和键为烯丙基或乙烯基；

B组分包括含有两个或以上硅氢键的聚硅氧烷。

优选地，所述定向柔性导热材料各组分的相应重量份为：

所述硅橡胶：A组分为100重量份；B组分为2～5重量份；

所述各向异性导热填料为10～70重量份。

优选地，所述定向柔性导热材料还包括下述材料中的一种或多种：

贵金属催化剂、抑制剂、用于增强所述定向柔性导热材料综合力学性能的增强填料以及用于提升所述定向柔性导热材料综合导热性能的无机粉体材料。

优选地，所述定向柔性导热材料中所述贵金属催化剂、所述抑制剂、所述增强填料以及所述无机粉体材料的相应重量份为：

所述增强填料为0.1～8重量份；

所述贵金属催化剂为0.1～7重量份；

所述抑制剂为0.1～5重量份；

所述无机粉体材料1～20重量份。

优选地，所述用于增强所述定向柔性导热材料综合力学性能的增强填料为沉淀法生成的白炭黑或气相法生成的白炭黑。

优选地，所述用于提升所述定向柔性导热材料综合导热性能的无机粉体材料为氧化铝、二氧化硅、氧化锌、氮化硼、氮化硅和碳化硅中的一种或多种。

优选地，所述贵金属催化剂为铂催化剂。

优选地，所述抑制剂为炔醇类抑制剂。

优选地，所述各向异性导热填料为膨胀石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯纳米片和氮化硼纳米片中的一种或多种。

优选地，所述硅橡胶固化后的压缩率为80%以上，交联密度为0～70%。

本发明实施例第一方面提供的定向柔性导热材料，以各向异性导热材料作为导热填料，且各向异性导热填料在特定方向上成线型连续排列，从而在特定方向上形成多个相互平行且连续的导热路径，使定向柔性导热材料在特定方向上具有良好的导热性能，导热系数可达15W/（m·k）以上，同时该定向柔性导热材料具有良好的柔韧性，能够和界面形成良好的接触，界面热阻很低，能够很好的提高散热效果，该定向柔性导热材料可用于放热元器件的散热冷却装置中。

第二方面，本发明实施例提供了一种定向柔性导热材料的成型工艺，包括以下步骤：

将硅橡胶与各向异性导热填料均匀混合后，形成胶料，将所述胶料加入到定向成型模具中，并在垂直于预设导热路径方向施加压力，然后加热使所述胶料硫化，得到取向成型后的样品，即为定向柔性导热材料，所述定向柔性导热材料内，在所述预设导热路径方向形成有多个相互平行且连续的导热路径，所述导热路径由填充在所述硅橡胶内的各向异性导热填料在所述预设导热路径方向上成线型连续排列而成。

优选地，所述定向成型模具在所述预设导热路径方向的模条为活动模条。

优选地，所述施加压力为10～40MPa，施压时间为0.5～5min。

本发明实施例第二方面提供的定向柔性导热材料的成型工艺，工艺简单，易于规模化生产，可实现定向柔性导热材料在特定方向上导热性能的极大提升，所得定向柔性导热材料在厚度方向的导热系数可达15W/（m·k）以上。

第三方面，本发明实施例提供了一种定向柔性导热片，该定向柔性导热片由本发明实施例第一方面所述的定向柔性导热材料经切割得到，所述定向柔性导热片的厚度方向上具有多个相互平行且连续的导热路径，所述导热路径由填充在所述硅橡胶内的各向异性导热填料在导热路径方向上成线型连续排列而成。

本发明实施例第三方面提供的定向柔性导热片在厚度方向具有优良的导热性能，其导热系数可达15W/（m·k）以上，该定向柔性导热片可应用于散热系统中。