[发明专利]一种低填充高导热的有机无机复合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热复合物，尤其涉及一种具有低填充、高导热性能的有机无机复合物。

背景技术

在当今复杂、多功能的电子产品中，如何为电子元器件进行有效的散热是保证产品正常工作所面临的基本问题之一，针对该问题传统的方法是在电子元器件与散热器的接触面上添加无机导热材料制备的导热垫片、导热垫圈等，但无机导热材料制备的垫片与垫圈与电子元器件的接触表面往往会存在很大的空隙，严重影响了散热效果。

为了提高电子元器件的传热与散热性能，尤其是CPU等元器件的散热，目前常用的技术方案是使用有机/无机导热复合物实现电子元器件与散热组件之间的无空隙接触。作为这种技术方案的典型实现是导热硅脂或导热非硅组合物等，这类组合物主要以聚硅氧烷或其他有机成分作为基体，添加一定量的导热填料混合，制备出具有导热性能的复合材料。

作为上述技术方案的具体实现，如专利CN101932684A中，通过使用带有不同烃基的有机聚硅氧烷与导热填料进行复配，制备出的导热硅脂的导热系数可以达到4.0W/mK以上。专利CN201310616458.5中，将基体树脂和导热填料在内的原料混合制备出一种高性能导热塑料，所述导热塑料的原料包括液体石蜡、甘油、聚乙二醇等高沸点液体。

上述技术方案，尽管利用掺杂金属粉末，例如银粉等，改善了有机/无机导热复合物的导热效能，但在实际应用中发现产品的导热性能仍受导热填料含量的影响。高填料含量虽然提高了产品的导热性能，但会导致产品成本的提高，并且还会引起复合物体系中导热填料含量过高影响接触面积和散热能力的缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，申请人进行了深入研究。通过在有机无机复合物散热体系中引入特定类型和规格的片状无机物作为导热组分，实现了在较低填充量下导热性能的显著提高，满足应用需求。

具体地说，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种低填充高导热的有机无机复合物，以重量份数计，包含50-1000份有机组分作为散热基体，100-400份的片状无机物作为第一导热填料，10-800份的非片状无机物作为第二导热填料。

通过上述方案，通过引入片状无机物，基于其径厚比大、堆积密度大的特点，具有良好的片内导热能力和片层间有效界面面积，复合物以较低的填充量形成高效的导热网链，获得较高的导热性能；同时，片状导热填料与非片状导热填料在空间上的有效结合，进一步提高了复合物的传热能力和导热性能。

在本发明中，所用有机组分、片状无机物、非片状无机物，其具体类型不受到特别限制。只要满足能够实现片状无机物，以层状导热填料或层状填料的方式与其它非片状无机物复配填充到有机物中的各种原料均可满足本发明的要求。为了使本发明的描述更加清晰，在如下中申请人提供了有机组分、片状无机物、非片状无机物的若干具体实现，这种描述仅是示意性的，本领域技术人员应该理解，即使不采用下述具体原料，只要其符合并实现本发明复合物的工作原理，均涵盖于本发明。

在本发明中，所用的有机组分可采用任何已有常见散热材料中的有机散热成分，包括但不限于液体硅橡胶、乙烯基硅油、二羟基硅油、甲基苯基硅油、甲基硅油、氨基硅油、甘油、油酸甘油酯、液体石蜡、聚醚、液体聚乙二醇、聚丙二醇、聚酯多元醇中的一种或多种的混合物。

在本发明中，所述片状无机物可采用任何已知可加工成片状且具有良好导热能力的无机物，优选为片状金属、片状金属氧化物、片状非金属陶瓷中的一种或多种的混合物。

作为片状金属的优选，采用片状银粉、片状铜粉、片状铝粉，这些材料导热性能良好且易于加工；作为片状金属氧化物的优选，采用片状氧化铝、片状氧化锌；作为片状非金属陶瓷材料的优选，采用片状氮化硼、石墨烯、云母片、石墨片。

进一步地，所述片状无机物平均粒径在5μm-60μm之间，在该粒径范围下，能够与非片状无机物导热填料在空间上形成复杂的连接或网络结构，提高导热能力。

在本发明中，所述非片状无机物可采用传统的导热硅脂或导热非硅组合物中所用的导热填料，包括球状导热填料和/或纤维状导热填料，所述球状导热填料为金属粉末、金属氧化物粉末、无机陶瓷材料粉末中的一种或多种的混合物；所述纤维状导热填料为碳纤维和/或碳纳米管。

作为球状金属粉末的优选，采用银粉、铝粉、铜粉；作为球状金属氧化物粉末的优选，采用氧化铝粉、氧化锌粉、氧化镁粉；作为球状非金属陶瓷材料的优选，采用氮化铝粉、氮化硼粉、碳化硅粉。

进一步地，所述球形导热填料的粒径在5μm-60μm之间，所述纤维状导热填料的长径比在100-500之间。