[发明专利]一种高导热垫片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热垫片，密度为1.8‑2.8g/cm³，包括基体和填充树脂，基体选自碳纤维或石墨片，填充树脂包括以下重量份的组分：乙烯基硅油100份、氧化铝300‑1200份、氧化锌100‑300份、含氢硅油1‑10份、催化剂1‑5份、抑制剂0.5‑2份和偶联剂3‑8份。本发明采用真空树脂传递工艺将氧化铝或氧化锌与液体硅橡胶的混合物注入到碳纤维或石墨片固化成型，尽可能的减少树脂混合与碳纤维或石墨片之间的间隙，以起到定型与降低碳纤维或石墨片缝隙之间热阻的作用，从而提高材料整体导热系数。

技术领域

本发明涉及导热材料领域，尤其涉及一种高导热垫片及其制备方法。

背景技术

目前传统的氧化铝导热垫片导热系数在3-8W/m·K，即使采用更高导热的氮化铝也仅能将导热系数提升至10W/m·K左右，且制成的导热垫片存在硬度较高密度大，强度较低以及易掉粉等缺点。因此，高导热垫片中所使用填料的研究方向聚焦在了碳纤维、石墨烯以及氮化硼等在单轴方向上具有高导热系数的材料上来。由于填料之间的无序堆积导致接触热阻过大，简单的将这些材料与硅胶共混压延成型，并不能制备具有较高导热系数的导热垫片。

发明内容

本发明针对现有导热垫片导热系数低的问题，提供一种高导热垫片，该高导热垫片的密度为1.8-2.8g/cm³，包括基体和填充树脂，其中，基体选自碳纤维或石墨片，填充树脂包括以下重量份的组分：乙烯基硅油100份、氧化铝300-1200份、氧化锌100-300份、含氢硅油1-10份、催化剂1-5份、抑制剂0.5-2份和偶联剂3-8份。

本发明填充树脂所用催化剂选自铂金催化剂；所用抑制剂选自炔醇抑制剂；所用偶联剂选自十六烷基三甲氧基硅烷。

本发明高导热垫片的制备采用真空树脂传递工艺，所用设备包括模具以及与磨具配套的抽真空设备，模具内设有平行的多组凹槽，模具底部设有进料口，顶部设有抽真空口，模具适配盖板以实现内部密封。具体制备方法为：1)按重量份称取填充树脂的各组分，混合后15-50rpm搅拌0.5-2h，得填充树脂，备用；2)将基体加工成与凹槽适配的形状，并插入凹槽中，关闭盖板，打开抽真空设备，将步骤1)所得填充树脂从进料口抽入模具内，继续抽真空15-90min后将模具加热至120-150℃，并保温15-45min，取出后得垫片坯材；3)将步骤2)所得垫片坯材用圆形高速旋转刀片垂直于基体纤维方向切割成所需形状，即得。

本发明所用碳纤维为长纤连续纤维，导热系数为450-800W/m·K，碳纤维定向排列时，应将碳纤维剪切为合适长度水平放入模具内单个凹槽，并将碳纤维从单个凹槽底部的水平堆积至略低于模具抽真空口。所用石墨片为人工石墨片或天然石墨片，平面导热系数500-2300W/m·K，优选人工石墨片，石墨片定向排列时，将石墨片插入单个凹槽。

本发明高导热垫片通过将在单轴方向具有超高导热系数的碳纤维或石墨片在模具中有序定向排列，并通过调整模具凹槽间隙控制碳纤维或石墨片的填充量，以调节产品的导热系数以及导热垫片的硬度；同时采用真空树脂传递的工艺将氧化铝或氧化锌与液体硅橡胶的混合物注入到碳纤维或石墨片固化成型，尽可能的减少树脂混合与碳纤维或石墨片之间的间隙，以起到定型与降低碳纤维或石墨片缝隙之间热阻的作用，从而提高材料整体导热系数，最后沿垂直于定向的方向，按需求厚度采用圆形高速旋转刀片进行切割，避免材料变形以及表面不平整，降低材料与发热元器件间的接触热阻，且圆刀切割工艺可切割较薄厚度片材，可使本垫片能在较小的缝隙应用场景使用，降低垫片的整体热阻，从而提高导热能力。

附图说明

图1为本发明制备高导热垫片所用设备，各部分分别为：

1、模具，2、盖板，3、凹槽，4、进料口，5、抽真空口。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1