[发明专利]导热胶及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热胶领域，特别是涉及一种导热胶及制备方法。

背景技术

随着集成电路和微电子器件的组装越来越密集化及微型化，电子元件变得更小并且以更高速度运行，而其工作环境急剧向高温方向变化。电子元器件温度每升高2℃，其可靠性下降10%，因此及时散热成为影响其使用寿命和使用性能的重要因素。应用于航空航天、电子、电气等领域中需要散热和传热部位的导热胶，能及时散除电子设备使用中产生的大量热量，对电子元器件的密集化、小型化和提高其可靠性、紧密度以及使用寿命都具有重要意义。

导热胶主要有以下几种类型：一种是在胶材中添加具有高导热系数的导热粉体，如陶瓷粉体、石墨粉体或金属粉体，这种导热胶，因填充剂的形态限制，只能填充较少的比例，且在使用过程中易挥发小分子物质而干化，因此这类导热胶的导热系数较小；另一种是提高胶材中贵金属粉体的含量、纯度以及颗粒形状的配比，这类导热胶的缺点在于价格昂贵且性能不稳定。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种导热胶及制备方法，所制成的导热胶性能稳定导热系数高。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种导热胶，其主成分按照质量百分比为：35%~55%、改性剂1.0%~4.5%，其余为粘胶剂，所述导热粉体为粒径小于等于50nm的纳米级导热粉体，所述粘胶剂为有机硅胶类，所述改性剂为硅烷偶联剂。 

在本发明一个较佳实施例中，所述导热粉体为MgO、Ag、SiO₂中的一种或多种的混合。

本发明的另一个目的是提供一种导热胶的制备方法，具体步骤包括：

（100）、纳米导热粉体的表面改性：按比例称取纳米导热粉体和改性剂，将纳米导热粉体和改性剂加入第一溶剂中混合，并调节pH值，所得的悬浮液用超声波分散50min后，放入恒温水浴锅中加热、搅拌，于75℃回流1.5h直至粉体全部悬浮，然后将粉体用去离子水洗涤、抽滤，最后将改性粉体放入鼓风干燥箱中烘干的到改性后的纳米导热粉体备用；

（200）、纳米导热粉体填入粘胶剂：将上述步骤中得到的纳米导热粉体和粘胶剂按照比例称取，将纳米导热粉体和粘胶剂加入第二溶液中混合，于室温下强力搅拌1h后超声波分散0.5h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后固化形成导热胶成品。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（100）中的第一溶剂为甲苯和去离子水按照体积比1：1.5混合的溶剂。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（100）中所得到改性后的纳米导热粉体还需采用丙酮加热回流进行索式提取除去表面物理包覆的改性剂。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（200）中，导热胶的固化采用分段固化的方式：130℃1h+160℃4h+200℃1.5h。

本发明的有益效果是：本发明导热胶及制备方法，所制成的导热胶性能稳定导热系数高。制备过程中，采用纳米粉体，不会因纳米粉体的大量引入而引起胶粘剂黏度的大幅度增加。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一：

原料：粒径为30nm 的MgO粉体100g，硅烷偶联剂3g，硅胶150g

制备过程：首先对MgO粉体置于120℃的真空烘箱中干燥24h以除去粉体制备过程中表面吸附的有机物、水分等杂质；然后对MgO粉体进行表面改性：100g粉体和3g的偶联剂，1000ml甲苯和去离子水按照体积比1：1.5混合的溶剂，再将所得的悬浮液用超声波分散50min后，放入恒温水浴锅加热、搅拌，于75℃回流1.5h直至粉体全部悬浮，然后将粉体用去离子水洗涤、抽滤，最后将改性粉体放入鼓风干燥箱中烘干；最后上述改性粉体用丙酮加热回流进行索式提取除去表面物理包覆的改性剂，真空干燥，备用。接着将改性后的纳米粉体填充粘胶剂材料中：纳米粉体和硅胶按比例溶液共混，可加入少量的悬浮助剂，于室温下强力搅拌1h后超声0.5h以保证粉体分散良好。充分混合完毕，导热胶预聚体倒入烘箱中预热过的磨具中，真空脱出溶剂和气泡，然后进行升温固化：130℃1h+160℃4h+200℃1.5h，得到成品一。

实施例二：

原料：粒径为40nm 的MgO粉体和Ag粉体的混合粉体100g，硅烷偶联剂4g，硅胶180g