[发明专利]一种多层绝缘热界面材料及其制备方法

权利要求书

1.一种绝缘热界面材料，其特征在于，所述绝缘热界面材料是由绝缘导热层和导电导热层通过交替分布形成的具有多层结构的界面材料，其中，绝缘导热层由陶瓷基导热填料填充硅橡胶制备得到，导电导热层由碳基导热填料填充硅橡胶制备得到；所述多层结构中的多层为2ⁿ层，n≥1。

2.根据权利要求1所述的绝缘热界面材料，其特征在于，所述硅橡胶指能够通过添加硫化剂进行高温硫化的线性高聚合度的聚有机硅氧烷；进一步，所述硅橡胶选自：甲基乙烯基硅橡胶，二甲基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶或氟硅橡胶。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘热界面材料，其特征在于，所述陶瓷基导热填料选自：氧化铝、碳化硅、氮化硼纳米片或氮化硼中的至少一种；所述碳基导热填料选自：石墨烯微片、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的绝缘热界面材料，其特征在于，绝缘导热层中陶瓷基填料与硅橡胶的比例为：硅橡胶100重量份，陶瓷基导热填料20～300重量份；绝缘导热层中碳基导热填料与硅橡胶的比例为：硅橡胶100重量份，碳基导热填料20～300重量份。

5.根据权利要求1～4任一项所述的绝缘热界面材料，其特征在于，所述绝缘热界面材料的层数为2～128，每一层的厚度为0.001～2mm。

6.权利要求1～5任一项所述的绝缘热界面材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：硅橡胶中分别加入陶瓷基填料和碳基填料共混制得共混胶白料和共混胶黑料；再将共混胶白料和共混胶黑料压制成片材；然后将一片白料片材和一片黑料片材压制成具有两层结构的片材，具有两层结构的片材切割、重叠在一起压制得具有四层结构的片材，具有四层结构的片材切割、重叠在一起压制得具有八层结构的片材；依次类推，利用相同的制备方法制得具有2ⁿ层结构的片材；最后将具有2ⁿ层结构的片材通过硫化制得2ⁿ层绝缘热界面材料；其中，n≥1。

7.根据权利要求6所述的绝缘热界面材料的制备方法，其特征在于，所述述绝缘热界面材料的制备方法为：

当n＝1，绝缘热界面材料的层数为2层时，所述制备方法为：先将硅橡胶与陶瓷基填料共混得共混胶白料，硅橡胶与碳基填料共混得共混胶黑料；再将共混胶白料和共混胶黑料分别压制成白料片材和黑料片材；然后将一片白料片材和一片黑料片材通过冷压制得白料片材与黑料片材交替分布的冷压未硫化两层片材；最后将两层片材通过硫化制得两层绝缘热界面材料；

当n>1，绝缘热界面材料的层数为2ⁿ层时，所述制备方法为：将所述冷压未硫化两层片材切割成尺寸相同的两片，然后重叠并冷压制成白料片材和黑料片材交替分布的四层片材材料；再将四层片材材料切割成尺寸相同的两片，然后重叠并冷压制成白料片材和黑料片材交替分布的八层片材材料；依次类推，利用相同的方法制得2ⁿ层片材材料；2ⁿ层片材材料最后通过硫化制得2ⁿ层绝缘热界面材料。

8.根据权利要求6或7所述的绝缘热界面材料的制备方法，其特征在于，所述方法中，硅橡胶与陶瓷基填料共混得共混胶白料的方法为：先将硅橡胶、硫化剂，气相二氧化硅和二甲基硅氧烷低聚物在双辊开炼机混合均匀得共混胶，然后加入陶瓷基填料混合均匀；硅橡胶与碳基填料共混得共混胶黑料的方法为：先将硅橡胶、硫化剂，气相二氧化硅和二甲基硅氧烷低聚物在双辊开炼机混合均匀得共混胶，然后加入碳基填料混合均匀；进一步，硅橡胶、硫化剂、气相二氧化硅和二甲基硅氧烷低聚物的比例为：硅橡胶100重量份，硫化剂0.2～5重量份，气相二氧化硅0～20重量份，二甲基硅氧烷低聚物：0～15重量份。

9.根据权利要求7或8所述的绝缘热界面材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法中，所述冷压工艺中，冷压压力为2～10MPa，冷压时间为0.5～5分钟。

10.根据权利要求6～9任一项所述的绝缘热界面材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法中，所述硫化工艺分为一次硫化和二次硫化，一次硫化的温度，时间和压力分别为120～180℃，5～30分钟和5～20MPa；二次硫化的温度和时间分别为160～220℃和2～8小时。