[发明专利]一种液态金属绝缘导热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种液态金属绝缘导热材料，包括液态金属和绝缘基体材料，所述液态金属经过表面改性液改性，并以纳米级液滴状均匀分散于所述绝缘基体材料中，所述液态金属为熔点在7℃～200℃的金属或合金，所述表面改性液由表面活性剂加入无水乙醇中制得。本发明制备的液态金属绝缘导热材料，既能保证良好的绝缘性，体积电阻率≥10¹⁰Ω·m，又具有高导热性，热导率达到3.4W/m·K以上，而且克服了现有技术中稳定性差的缺陷，较好地满足了电子设备对高性能、散热好的要求，有极好的应用前景，推动了液态金属型热界面材料的进一步开发和应用。

技术领域

本发明涉及热界面材料技术领域，更具体地，涉及一种液态金属绝缘导热材料及其制备方法。

背景技术

随着微处理器功能和效能的日益增强，电子产品的小型化和高效化，电子元器件的集成程度和组装密度不断提高，在提供了强大的使用功能的同时，也导致了其工作功耗和发热量的急剧增大。在电子元件的应用中，如果解决不好电子元件的热传导问题，将直接影响设备的使用寿命，降低信号的处理速度，以及增加设备的功率耗散等。当前人们对电子元器件的散热要求越来越高，而由于散热不好所引发的电子元器件过热问题已经成为限制电子技术发展的重要瓶颈。

为了解决电子元件的散热问题，通常在电子元件上方安置散热装置以对电子元件进行散热。散热器发挥最佳散热效果的理想状态是和热源之间实现紧密面接触，但是，由于工业生产技术的限制，电子元件与散热装置之间的接触面不能到达理想的平整面，即由于表面的凹凸不平，不能达到完全接触的程度，因此当电子元件与散热装置贴合时，在其接触界面的缝隙中会存有空气，而空气的导热系数很低，一般为0.024W/(m·K)，这将增加界面热阻，严重影响整体的散热效果。因此，一般在散热装置与发热电子元件之间涂抹诸如热导环氧树脂、相变材料和导热膏等热界面材料，以填补散热装置与电子元件之间的空气缝隙，用来缩短传热途径，减小界面接触热阻，提高散热性能。

随着微处理器的性能不断提升，与散热装置间的导热要求越来越高，导热材料不断更新升级。公开号CN104031600A公开了一种绝缘的导热金属胶及其制造方法，其中绝缘的导热金属胶主要由微液滴状混合物和绝缘基体材料组成，微液滴状混合物均匀分布于绝缘基体材料中，且微液滴状混合物被其外部的绝缘基体材料完整包覆。这种基于液态金属的绝缘热界面材料，具有熔点低、热导率高以及流动性好等优点，但是产品性质不稳定，存放一段时间后，绝缘基体材料与包覆的微液滴状液态金属发生剥离，而且使用时当涂层厚度较薄时，液态金属很容易析出。这些问题直接制约着液态金属型热界面材料的进一步开发和应用。

因此，需要开发一种兼具良好导热性、绝缘性以及稳定性的热界面材料来能满足电子元器件的散热需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种液态金属绝缘导热材料，既能保证高热导率和绝缘性，又具备优良的稳定性。

本发明还提供上述液态金属绝缘导热材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种液态金属绝缘导热材料，包括液态金属和绝缘基体材料，所述液态金属经过表面改性液改性，并以纳米级液滴状均匀分散于所述绝缘基体材料中，所述液态金属为熔点在7℃～200℃的金属或合金，所述表面改性液由表面活性剂加入无水乙醇中制得。

上述技术方案中，通过改性使液态金属被绝缘基体材料包裹更紧密，其中，无水乙醇能降低液态金属的表面张力，表面活性剂活化液态金属表面，使其更容易形成纳米级液滴，从而均匀分散在绝缘基体材料中。

作为上述技术方案的优选，还包括经过所述表面改性液改性的氮化铝，并均匀分散于所述绝缘基体材料中，所述氮化铝粒径大于所述纳米级液滴粒径。