[发明专利]一种导热相变材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热相变材料及其生产方法。

背景技术

现今，普遍采用的热界面设计所用到的导热材料主要为膏状导热脂类、导热垫片或者石墨片等导热均热材料，使用时将其置于发热和散热器件之间，主要通过热传导的机理，把所产生的热量传递到散热器件上散发出去。然而，上述导热材料往往存在不同的劣势，如膏状导热脂类产品在温度周期变化的作用下，会发生逐步溢出，俗称“渗油”，从而导致导热材料可靠性降低，并且存在器件间短路风险；而导热垫片因其填充粉体的限制，无法适用于较薄的间隙，而且因主体基材弹性特性，使得界面润湿性稍差，从而限制其导热性能，无法应用于高功率设备或器件上。

导热相变化材料是一类热塑性材料，常温下为固体，在吸收热源散发的热量升温到相变化温度以上后能变为液态或膏态，从而较大程度地填充器件表面空穴，排除“热的不良导体”空气，实现良好的界面润湿性，表现出优良的导热性能；而在冷却到相变化温度以下后又会恢复成固体，从而避免了溢出现象，操作简易。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提供一种导热相变材料及其生产方法，解决现有导热相变材料存在的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种导热相变材料，由以下重量百分比的组分组成：导热填料75～90％、低熔点固体树脂2～8％、液态树脂5～15％、抗氧化剂0.01～1％、偶联剂0.02～2％。

优选的，由以下重量百分比的组分组成：导热填料85％、低熔点固体树脂4％、液态树脂10％、抗氧化剂0.5％、偶联剂0.5％。

优选的，由以下重量百分比的组分组成：导热填料77％、低熔点固体树脂7％、液态树脂14％、抗氧化剂0.75％、偶联剂1.25％。

优选的，由以下重量百分比的组分组成：导热填料88％、低熔点固体树脂3％、液态树脂7％、抗氧化剂0.25％、偶联剂1.75％。

优选的，所述导热填料为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、铝粉、铜粉、银粉、石墨中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，所述导热填料的粒径为0.2～50μm，能根据产品的最终性能对导热填料进行选择，实用性能好。

优选的，所述低熔点固体树脂为石蜡、微晶蜡、硅蜡中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，所述低熔点固体树脂的熔点为40℃～90℃，一般来说，通常电子器件组装的生产线工作温度低于40℃，从而可以在操作过程中，导热相变材料始终保持固体状态；而电子器件的工作温度一般需要低于90℃，而此温度可使导热相变材料受热相变为液态或膏态，易于润湿器件表面。

优选的，所述液态树脂为常温状态下呈液态，所述液态树脂为聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丁二烯丙烯腈、端羟基聚丁二烯、端羟基聚异戊二烯、端羟基聚丁二烯丙烯腈的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，使用效果好，能保证与固体树脂的混合，混合效果好。

优选的，所述抗氧化剂为2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、四(β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、四苯基二丙二醇二亚磷酸酯的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，能有效的延缓或抑制树脂聚合物氧化过程的进行，从而阻止产品的老化并延长其使用寿命。

优选的，所述偶联剂为异钛酸四正丁酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲基硅烷的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机导热填料作用；另一部分是亲有机基团，可与树脂作用。从而，改善树脂与无机填料的界面性能，提高填充粉体的分散度以提高加工性能，进而使产品获得良好的导热性能和力学性能。

一种导热相变材料的生产方法，包括以下步骤：

a)将低熔点固体树脂、液态树脂、抗氧化剂和偶联剂依次放入容器中加热搅拌得到均匀的液态混合物，加热温度为60～100℃，搅拌时间为20～40min，使之完全熔融成液态；

b)在步骤a)处理后的液态混合物中加热导热填料，并在真空条件下进行加热混合，加热温度为80～120℃，混合时间为40～60min；

c)将步骤b)形成的混合物压制成片状成品，压制温度为100～120℃；

d)将步骤c)压制的片状成品冷却至室温得到导热相变材料。