[发明专利]一种利用石墨烯及氧化铝二元添加剂改性的导热硅脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导热效率的新型导热材料技术领域，特别是涉及一种利用石墨烯及氧化铝二元添加剂改性的导热硅脂及其制备方法。

背景技术

现有技术制备常用的导热材料为硅脂(基材成分：二甲基硅油)，导热系数仅为0.5W/m·K，不能满足高功率的电子元件和散热器缝隙间的导热速率要求，如果导热速率在此处较慢，电子元件根据功率不同，将在1min-30min内超出合理的工作温度，因此通常选择添加剂以增强导热系数，一般的添加剂有金属单质粉末，金属氧化物粉末，碳单质的纳米级材料(碳纳米管，石墨烯)。金属单质粉末会与氧气发生缓慢的氧化反应导致导热率降低，降低导热性能；金属氧化物粉末多数为大小不规则的球状微粒，微粒间具有间隙，提升导热系数的能力有限(最多提升至6.0W/m·K，即日本信越或美国道康宁的最高级导热产品，价格约4500元/kg)。碳单质的纳米材料由于范德华力的存在，即使在分散剂的作用下也极易团聚.影响导热系数提升。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种利用石墨烯及氧化铝二元添加剂改性的导热硅脂及其制备方法，使其可以大幅度提升导热硅脂的导热系数，降低电子元器件的工作温度，延长使用寿命，提升导热系数80％，提升导热系数60％，并降低空气中氧气和水跟石墨烯或碳纳米管的反应速度，长期维持高导热率。延长电子元器件的使用寿命。

为了解决上述问题，本发明提供一种利用石墨烯及氧化铝二元添加剂改性的导热硅脂，其中，由包含下述重量份的原料制备而成：硅油2-50份，添加剂50-98份。

优选的，所述硅油为二甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油、乙烯基硅油、羟基硅油、甲基长链烷基硅油中的一种或多种的混合物。

优选的，所述添加剂由包含下述重量份的原料制备而成：氧化铝50-60份，石墨烯1-1.2份。

优选的，所述氧化铝为常规的Al₂O₃粉末，所述石墨烯片厚2nm，单层石墨烯的厚度为0.34nm，即6层左右的石墨烯片。

一种利用石墨烯及氧化铝二元添加剂改性的导热硅脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、将硅油和添加剂加入双行星搅拌机或小型捏合机进行混合搅拌10-30min；

S20、搅拌均匀后在三辊研磨机上研磨分散1-3遍，实现导热硅脂的致密化与脱泡；

S30、在真空状态下抽真空搅拌1-3h，得到导热硅脂产品。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明可以大幅度提升导热硅脂的导热系数，降低电子元器件的工作温度，延长使用寿命，提升导热系数80％，提升导热系数60％，并降低空气中氧气和水跟石墨烯或碳纳米管的反应速度，长期维持高导热率。延长电子元器件的使用寿命。

2、本发明相比于添加铜粉，铝粉等金属单质，减少生产过程中强酸强碱的使用，节约电解和分离单质中消耗的能源；在使用中，比起单质更不易氧化，寿命是单质的二倍以上，可以大幅度降低生产过程对环境造成的污染，降低生产成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

本发明的实施例由包含下述重量份的原料制备而成：硅油2-50份，添加剂50-98份。

优选的，所述硅油为二甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油、乙烯基硅油、羟基硅油、甲基长链烷基硅油中的一种或多种的混合物。

优选的，所述添加剂由包含下述重量份的原料制备而成：氧化铝50-60份，石墨烯1-1.2份。

优选的，所述氧化铝为常规的Al₂O₃粉末，所述石墨烯片厚2nm，单层石墨烯的厚度为0.34nm，即6层左右的石墨烯片。

一种利用石墨烯及氧化铝二元添加剂改性的导热硅脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、将硅油和添加剂加入双行星搅拌机或小型捏合机进行混合搅拌10-30min；

S20、搅拌均匀后在三辊研磨机上研磨分散1-3遍，实现导热硅脂的致密化与脱泡；

S30、在真空状态下抽真空搅拌1-3h，得到导热硅脂产品。

本实施例中，将氧化铝与石墨烯按50∶1的比例混合加工制成的二元添加剂，添加到常规的导热硅脂中，根据添加量的不同可以将导热系数从0.5提升至1到8.5不等，且价格仅为同导热系数进口硅脂的一半