[发明专利]一种相变热界面材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种相变热界面材料及其制备方法，该相变热界面材料包括以质量份计的各组分原料：0.1～99.9份的烯烃材料、0.1～99.9份的可接枝高分子预聚体、0.1～99.9份的交联高分子预聚体、0.1～99.9份的导热填料，以及0.1～1份的催化剂。该相变热界面材料在同等填料份数情况下，所发明具有相变特性复合热界面材料较同类型但无相变特性的热导率提升28.6％、接触热阻降低46.1％。且制备方法简单，适应于工业化生产。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种相变热界面材料及其制备方法。

背景技术

热界面材料在电子器件如封装芯片与设备热管理技术中扮演着“热桥”作用，可填充于热源与各种热管理部件界面间隙并建立热运输桥梁，使封装芯片能够及时散热，保障其高效运转且使用寿命得以延长。衡量热界面材料热运输效率的关键因素是材料有效总热阻，其表达如下：

R_total＝R_contact1+R_contact2+d/k

其中R_total为有效总热阻；R_contact1,2为热界面材料与接触固体间的界面接触热阻；k为热界面材料本征导热系数；d为热界面材料厚度。从等式可以看出，提升材料自身导热性数(k)、降低材料接触热阻，是提升热界面材料热运输效率即增强导热性能的关键。近年来，许多聚合物复合材料被设计为热界面材料用以提升导热系数从而降低热阻，此类热界面材料采用了增加填料含量形成三维导热通路网络、填料杂化、表面修饰等策略。其实，一种理想的热界面材料不仅其自身要具有极强的导热性能，还要有良好的形状适应性和界面兼容性，以保证材料在界面处可以完美贴合，界面接触热阻降低，使热量能够有效地跨界运输。

改善热界面材料界面兼容性的有效方法是降低材料模量。相变材料因具有相变前后模量变化显著的特点可以用来作为热界面材料基体。当该热界面材料处于高温时，基体发生相变，模量降低，在同等压力下界面兼容性增强，从而提升了界面处热传导。但传统的相变材料为固-液相变，这极易导致相变材料在应用时发生液化泄漏，从而影响材料导热效果，甚至损害电子器件。因此防止材料液化泄漏，是相变热界面材料发展的巨大挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种相变热界面材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种相变热界面材料，包括以质量份计的各组分原料：0.1～99.9份的烯烃材料、0.1～99.9份的可接枝高分子预聚体、0.1～99.9份的交联高分子预聚体、0.1～99.9份的导热填料，以及0.1～1份的催化剂。

进一步的，该相变热界面材料的导热系数为0.1W/mK～100.0W/mK，接触热组为10^-7m²K/W～10^-4m²K/W。

进一步的，所述烯烃材料为包括十六烯、十八烯、二十烯在内的所有具有相变特性的单端碳碳双键的不饱和链烯烃。

进一步的，所述可接枝高分子预聚体为能与烯烃材料发生加成反应的含氢硅油。

进一步的，所述交联高分子预聚体为聚二甲基硅氧烷预聚体。

进一步的，所述导热填料为氧化铝、铝、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁的无机材料，或石墨烯、膨胀石墨、碳纳米管的碳基材料，以及所述无机材料和/或碳基材料改性后的新填料中的一种或多种。

进一步的，所述导热填料的粒径在0.001μm～100μm；所述导热填料的形状为球形、椭球形、片状、管状、长条棒状中的一种或多种；所述导热填料以竖直排列、堆叠、平铺、均匀分散中的一种或多种排布方式在所述相变热界面材料中排列。