本發(fā)明涉及相變導(dǎo)熱材料技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種相變導(dǎo)熱材料及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著微電子及大規(guī)模集成電路的發(fā)展,電路元器件高度集中,元器件的散熱問(wèn)題已經(jīng)成為設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的關(guān)鍵之一。電子元件的熱傳導(dǎo)問(wèn)題如果解決不好,將直接影響到各種電子設(shè)備的正常使用和壽命。為了解決發(fā)熱電子元件的散熱問(wèn)題,通常情況下在電子元件的發(fā)熱面鄰接散熱片進(jìn)行散熱。然而,電子元件和散熱片的表面不可能絕對(duì)平整,兩者接觸時(shí)不可避免的產(chǎn)生空氣間隙??諝忾g隙的存在使散熱片的效率大大降低,為了解決這個(gè)問(wèn)題而出現(xiàn)了相變導(dǎo)熱材料。
相變導(dǎo)熱材料是指在一定溫度下可在固態(tài)與液態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變的熱塑性材料。相變導(dǎo)熱材料置于電子元件和散熱片之間,在常溫下其呈現(xiàn)固態(tài),在吸收熱源散發(fā)的熱量升溫到相變溫度以上后變?yōu)橐后w,從而填充電子元件和散熱片之間的空氣間隙,潤(rùn)濕導(dǎo)熱界面,實(shí)現(xiàn)良好的界面導(dǎo)熱性能;而在冷卻到相變溫度以下后又變成固體,從而避免了溢出現(xiàn)象?,F(xiàn)有的相變導(dǎo)熱材料的相變溫度通常在50℃以上,對(duì)于一些導(dǎo)熱要求比較高的場(chǎng)合,這種相變導(dǎo)熱材料的相變溫度顯然是比較高,不太適合應(yīng)用。
鑒于此,需要一種相變溫度低,具有高效散熱性能,可應(yīng)用于高導(dǎo)熱要求場(chǎng)合的相變導(dǎo)熱材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述存在的問(wèn)題,本發(fā)明的目的之一在于提供一種相變導(dǎo)熱材料,所述的相變導(dǎo)熱材料由聚烯烴、石蠟、導(dǎo)熱填料和偶聯(lián)劑組成,其中采用的低熔點(diǎn)石蠟,不僅與聚烯烴相容性好,還使得所制備得到的相變導(dǎo)熱材料具有較低的相變溫度,高效的散熱性能,優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和耐候性,適用于導(dǎo)熱要求高的場(chǎng)合并可長(zhǎng)期反復(fù)使用,改善了傳統(tǒng)的相變導(dǎo)熱材料中相變溫度較高,而且由于加入一些三元乙丙橡膠或者增粘劑而導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加、環(huán)保性和穩(wěn)定性差等問(wèn)題。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種相變導(dǎo)熱材料的制備方法,所述的制備方法通過(guò)先將低熔點(diǎn)的石蠟、偶聯(lián)劑與聚烯烴混合后,再加入導(dǎo)熱填料,最后制得相變導(dǎo)熱材料。本制備方法工藝簡(jiǎn)單,操作方便,所制備出的相變導(dǎo)熱材料相變溫度低,具有高效的散熱性能,適用于導(dǎo)熱要求高的場(chǎng)合并可長(zhǎng)期反復(fù)使用。另外,通過(guò)調(diào)節(jié)使用過(guò)程中的溫度和壓力,使得本相變導(dǎo)熱材料的厚度進(jìn)一步變薄,熱阻抗會(huì)變低,熱傳遞性能更為優(yōu)良。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,特采用以下技術(shù)方案:
一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),所述相變導(dǎo)熱材料主要由以下組分制成:
所述石蠟為低熔點(diǎn)石蠟,所述石蠟的熔點(diǎn)為30-50℃。
所述聚烯烴典型但非限制性的重量份數(shù)為100份、105份、110份、115份、120份、125份、130份、135份、140份、145份或150份。
石蠟作為相變蓄熱材料,其熔點(diǎn)與相變導(dǎo)熱材料的相變溫度息息相關(guān)。為保證相變導(dǎo)熱材料能在較低溫度下發(fā)生相變,充分潤(rùn)濕界面表面,及時(shí)的分散熱量,故選用低熔點(diǎn)石蠟。所述石蠟的熔點(diǎn)為30-50℃,所述石蠟典型但非限制性的熔點(diǎn)可以為30℃、32℃、35℃、37℃、38℃、40℃、42℃、45℃、46℃、48℃和50℃。
在本發(fā)明中,石蠟可由多種不同型號(hào)、不同熔點(diǎn)的石蠟的混合。
所述石蠟典型但非限制性的重量份數(shù)為60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或100份。
相變導(dǎo)熱材料主要靠填充導(dǎo)熱填料來(lái)提高導(dǎo)熱系數(shù),所以導(dǎo)熱填料填充量的多少對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響很重要。導(dǎo)熱填料的填充量比較小(低于30%)的情況下,填料之間沒(méi)有有效連接,不能起到架橋作用以形成導(dǎo)熱通路,導(dǎo)熱效果不明顯。所以相變導(dǎo)熱材料對(duì)導(dǎo)熱填料的填充量有一定的要求。
在本發(fā)明中,所述導(dǎo)熱填料典型但非限制性的重量份數(shù)為500份、520份、550份、580份、600份、620份、650份、660份、680份、700份、720份、750份、760份、780份或800份。
為了提高導(dǎo)熱填料在聚烯烴中的分散,采用偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面處理。在本發(fā)明中,優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑,所述硅烷偶聯(lián)劑的種類(lèi)可以為氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、巰丙基三甲氧基硅烷(KH580)、巰丙基三乙氧基硅烷(KH590)、乙烯基三乙氧基硅烷(A151)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷(Si-563)、乙二胺丙基三乙氧基硅烷(KH792)或乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷(KBM602)中的一種或者至少兩種的組合。
所述偶聯(lián)劑典型但非限制性的重量份數(shù)為0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份、0.9份或1份。
本發(fā)明所述的“主要由……組成”,意指其除所述組分外,還可以包括其他組分,這些其他組分賦予所述相變導(dǎo)熱材料不同的特性。例如,所述相變導(dǎo)熱材料還可以包括增粘劑和抗氧劑等。除此之外,本發(fā)明所述的“主要由……組成”,還可以替換為封閉式的“為”或“由……組成”。
優(yōu)選的,一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),所述相變導(dǎo)熱材料由以下組分制成:
所述石蠟為低熔點(diǎn)石蠟,所述石蠟的熔點(diǎn)為30-50℃。
本相變導(dǎo)熱材料由聚烯烴、石蠟、導(dǎo)熱填料和偶聯(lián)劑組成,其中采用的低熔點(diǎn)石蠟,不僅與聚烯烴相容性好,還使得所制備得到的相變導(dǎo)熱材料具有較低的相變溫度,高效的散熱性能,優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和耐候性,適用于導(dǎo)熱要求高的場(chǎng)合并可長(zhǎng)期反復(fù)使用,改善了傳統(tǒng)的相變導(dǎo)熱材料中相變溫度較高,而且由于加入一些三元乙丙橡膠或者增粘劑而導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加、環(huán)保性和穩(wěn)定性差等問(wèn)題。
進(jìn)一步的,一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),所述相變導(dǎo)熱材料由以下組分制成:
所述石蠟為低熔點(diǎn)石蠟,所述石蠟的熔點(diǎn)為30-45℃。
通過(guò)對(duì)各組分比例的進(jìn)一步選擇和調(diào)整,選用熔點(diǎn)更低的石蠟,從而使得本發(fā)明所得的相變導(dǎo)熱材料具有更低的相變溫度,在較低溫度下就可以發(fā)生相變使得相變導(dǎo)熱材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),填充界面空氣間隙,降低界面熱阻抗,達(dá)到良好的散熱效果。
進(jìn)一步的,所述相變導(dǎo)熱材料的相變溫度為30-55℃,優(yōu)選的,所述相變導(dǎo)熱材料的相變溫度為30-50℃。
相變導(dǎo)熱材料的相變溫度越低,說(shuō)明在達(dá)到較低的工作溫度下就能發(fā)生相變,能及時(shí)填充界面之間的空氣間隙,吸走界面熱量,達(dá)到散熱的目的,可適用于導(dǎo)熱要求高的場(chǎng)合。
進(jìn)一步的,所述聚烯烴的粘度10000-60000cps。
所述聚烯烴典型但非限制性的粘度為10000、15000、20000、24000、30000、40000、45000、50000、55000或60000cps。
進(jìn)一步的,所述聚烯烴選自聚異丁烯、聚丁烯或聚異戊二烯中的一種或至少兩種組合。
在本發(fā)明中,所述聚烯烴優(yōu)選為聚異丁烯。聚異丁烯是以異丁烯為主和少量正丁烯共聚而成的液體。聚異丁烯具有不易燃、化學(xué)穩(wěn)定性好,耐酸、耐堿,電絕緣性好等性能。聚異丁烯與石蠟混合,可以改善石蠟的韌性和粘附性,在拉力強(qiáng)度方面增加抗拉性,并在低溫和潮濕情況下改進(jìn)產(chǎn)品的脆度。更進(jìn)一步的,聚異丁烯選自廣州的PB2400、廣州的PB5500或英國(guó)的H-2100中的一種或者至少兩種的組合。
進(jìn)一步的,所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁或氮化硼中的一種或至少兩種組合,或者所述導(dǎo)熱填料為一種或至少兩種導(dǎo)熱填料的不同粒徑組合。
所述導(dǎo)熱填料多以金屬氧化物和氮化物導(dǎo)熱粉體為主,此類(lèi)導(dǎo)熱粉體具有較高的導(dǎo)熱率。
利用不同粒徑的導(dǎo)熱填料的粗細(xì)搭配,可使得填料之間的縫隙能充分填充,使得導(dǎo)熱性能進(jìn)一步提升。
進(jìn)一步的,所述導(dǎo)熱填料為一種或至少兩種導(dǎo)熱填料的不同形狀組合;和/或,所述導(dǎo)熱填料為納米導(dǎo)熱填料。
所述導(dǎo)熱填料的形狀可以為球形、片狀、柱狀或者針狀。在本發(fā)明中,所述導(dǎo)熱填料的形狀優(yōu)選為球形,進(jìn)一步優(yōu)選為球形氧化鋁。球形氧化鋁具有高導(dǎo)熱、高絕緣、高硬度、耐高溫、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),可以極小填充量得到更高的導(dǎo)熱系數(shù)。
通常相變導(dǎo)熱材料采用微米級(jí)導(dǎo)熱填料,而本方案中優(yōu)選采用納米級(jí)導(dǎo)熱填料。由于納米導(dǎo)熱填料粒度細(xì)、比表面積大、表面能高,導(dǎo)熱填料經(jīng)過(guò)超細(xì)微化處理可以有效提高其自身的導(dǎo)熱性能,進(jìn)而增加相變導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率和力學(xué)性能。
為了實(shí)現(xiàn)提供一種可將聚烯烴、石蠟、導(dǎo)熱填料和偶聯(lián)劑多組分制備相變導(dǎo)熱材料的制備方法的目的,本發(fā)明的制備方法采用了如下技術(shù)方案:
(1)將配方量的聚烯烴、配方量的石蠟和配方量的偶聯(lián)劑混合,加熱攪拌至均勻,得到液體混合物;
(2)將配方量的導(dǎo)熱填料烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌均勻,得到原料混合物;
(3)將所述原料混合物冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
本發(fā)明所述的制備方法通過(guò)先將低熔點(diǎn)石蠟、偶聯(lián)劑與聚烯烴混合后,再加入導(dǎo)熱填料,最后制得相變導(dǎo)熱材料。本制備方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便,所制備出的相變導(dǎo)熱材料相變溫度低,具有優(yōu)良的熱傳遞性能且方便使用。另外,通過(guò)調(diào)節(jié)使用過(guò)程中的溫度和壓力,使得本相變導(dǎo)熱材料的厚度進(jìn)一步變薄,熱阻抗會(huì)更低,熱傳遞性能更為優(yōu)良。
更進(jìn)一步的,所述的制備方法具體包括如下步驟:
(1)將配方量的聚烯烴、配方量的石蠟和配方量的偶聯(lián)劑加入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在80-160℃下加熱攪拌至均勻,得到液體混合物;
(2)將配方量的導(dǎo)熱填料放入烘箱內(nèi)于80-120℃烘干后,加入到加熱攪拌池內(nèi),與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌0.5-2h,得到原料混合物;
(3)將所述原料混合物在70-90℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
對(duì)制備方法中的各步驟進(jìn)一步闡述和優(yōu)化,使得所制備的相變導(dǎo)熱材料具有更優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明提供了一種相變導(dǎo)熱材料,所述的相變導(dǎo)熱材料由聚烯烴、石蠟、導(dǎo)熱填料和偶聯(lián)劑組成,其中采用的低熔點(diǎn)石蠟,不僅與聚烯烴相容性好,還使得所制備得到的相變導(dǎo)熱材料具有較低的相變溫度,優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和耐候性,可長(zhǎng)期反復(fù)使用,改善了傳統(tǒng)的相變導(dǎo)熱材料中相變溫度較高,而且由于加入一些三元乙丙橡膠或者增粘劑而導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加、環(huán)保性和穩(wěn)定性差等問(wèn)題。
(2)本發(fā)明還提供了一種相變導(dǎo)熱材料的制備方法,所述的制備方法通過(guò)先將低熔點(diǎn)石蠟、偶聯(lián)劑與聚烯烴混合后,再加入導(dǎo)熱填料,最后制得相變導(dǎo)熱材料。本制備方法工藝簡(jiǎn)單,操作方便,所制備出的相變導(dǎo)熱材料相變溫度低,具有高效的散熱性能,適用于導(dǎo)熱要求高的場(chǎng)合并可長(zhǎng)期反復(fù)使用。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明提供的一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異戊二烯的粘度為50000cps,石蠟的熔點(diǎn)為48℃,氧化鋁為球形,平均粒徑為40μm。
實(shí)施例2
實(shí)施例1相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度為50000cps的聚異戊二烯100份、熔點(diǎn)為48℃的石蠟100份和偶聯(lián)劑KH550 0.1份放入到加熱攪拌池內(nèi)混合,于100℃加熱攪拌至均勻,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為40μm的氧化鋁550份,放入烘箱內(nèi)于90℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌0.5h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在70℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
實(shí)施例3
本發(fā)明提供的一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異丁烯選用英國(guó)的H-2100,聚異丁烯和聚丁烯的粘度均為40000cps,聚異丁烯和聚丁烯之間的重量配比為1:1,石蠟的熔點(diǎn)為45℃,氧化鎂的平均粒徑為20μm,氮化鋁的平均粒徑為40μm,氧化鎂和氮化鋁之間的配比為5:8。
實(shí)施例4
實(shí)施例3相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度均為40000cps的聚異丁烯和聚丁烯(重量配比為1:1)共120份、熔點(diǎn)為45℃的石蠟90份和偶聯(lián)劑KH560 0.8份加入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在110℃加熱攪拌至均勻后,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為20μm的氧化鎂和40μm的氮化鋁(配比為5:8)共650份,放入烘箱內(nèi)于90℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌1h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在80℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
實(shí)施例5
本發(fā)明提供的一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異丁烯由廣州的聚異丁烯PB2400和聚異丁烯PB5500構(gòu)成,聚異丁烯PB2400與聚異丁烯PB5500的重量比為1:2,聚異丁烯PB2400的粘度為24000cps,聚異丁烯PB5500的粘度為55000cps,石蠟的熔點(diǎn)為32℃,氧化鋁為球形,平均粒徑為60μm。
實(shí)施例6
實(shí)施例5相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度為24000cps的聚異丁烯PB2400 40份、粘度為55000cps的聚異丁烯PB5500 80份、熔點(diǎn)為32℃的石蠟80份和偶聯(lián)劑Si-563 0.8份放入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在100℃加熱攪拌至均勻后,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為60μm的氧化鋁750份,放入烘箱內(nèi)于100℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌1h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在80℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
實(shí)施例7
本發(fā)明提供的一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異戊二烯的粘度為35000cps,聚異丁烯為廣州的PB2400,粘度為24000cps,石蠟的熔點(diǎn)為38℃,氧化鋁為球形,平均粒徑為60μm,氮化硼為片狀,平均粒徑為40μm,氧化鋁和的氮化硼的重量配比為1:1。
實(shí)施例8
實(shí)施例7相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度為35000cps的聚異戊二烯50份、粘度為24000cps的聚異丁烯PB2400 100份,熔點(diǎn)為38℃的石蠟60份和偶聯(lián)劑A171 1份放入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在150℃加熱攪拌至均勻后,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為60μm的氧化鋁和40μm的氮化硼(配比為1:1)共800份,放入烘箱內(nèi)于120℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌2h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在90℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
實(shí)施例9
本發(fā)明提供的一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異丁烯由廣州的聚異丁烯PB2400和聚異丁烯PB5500構(gòu)成,聚異丁烯PB2400與聚異丁烯PB5500的重量比為1:2,聚異丁烯PB2400的粘度為24000cps,聚異丁烯PB5500的粘度為55000cps,石蠟的熔點(diǎn)為32℃,氧化鋁為球形,平均粒徑為60nm。
實(shí)施例10
實(shí)施例9相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度為24000cps的聚異丁烯PB2400 40份、粘度為55000cps的聚異丁烯PB5500 80份、熔點(diǎn)為32℃的石蠟80份和偶聯(lián)劑Si-563 0.8份放入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在100℃加熱攪拌至均勻后,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為60nm的氧化鋁750份,放入烘箱內(nèi)于100℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌1h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在80℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
實(shí)施例11
本發(fā)明提供的一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異丁烯由廣州的聚異丁烯PB2400和聚異丁烯PB5500構(gòu)成,聚異丁烯PB2400與聚異丁烯PB5500的重量比為1:2,聚異丁烯PB2400的粘度為24000cps,聚異丁烯PB5500的粘度為55000cps,石蠟的熔點(diǎn)為48℃,氧化鋁為球形,平均粒徑為60μm。
實(shí)施例12
實(shí)施例11相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度為24000cps的聚異丁烯PB2400 40份、粘度為55000cps的聚異丁烯PB5500 80份、熔點(diǎn)為48℃的石蠟80份和偶聯(lián)劑Si-563 0.8份放入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在100℃加熱攪拌至均勻后,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為60μm的氧化鋁750份,放入烘箱內(nèi)于100℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌1h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在80℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
對(duì)比例1
一種相變導(dǎo)熱材料,按照重量份數(shù)計(jì),由以下組分制成:
其中,聚異戊二烯的粘度為50000cps,石蠟的熔點(diǎn)為48℃,氧化鋁為球形,平均粒徑為40μm。
對(duì)比例2
對(duì)比例1相變導(dǎo)熱材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱(chēng)取粘度為50000cps的聚異戊二烯100份、熔點(diǎn)為48℃的石蠟100份、偶聯(lián)劑KH550 0.1份、三元乙丙橡膠10份和聚硼硅氧烷增粘劑10份放入到加熱攪拌池內(nèi)混合,在100℃加熱攪拌至均勻,得到液體混合物。
(2)稱(chēng)取平均粒徑為40μm的氧化鋁550份,放入烘箱內(nèi)于90℃烘干后,與步驟(1)中的所述液體混合物混合,在真空條件下攪拌0.5h,得到原料混合物。
(3)將所述原料混合物在70℃下輥涂于離型膜上進(jìn)行冷卻成型,得到相變導(dǎo)熱材料。
實(shí)驗(yàn)例1
導(dǎo)熱系數(shù)反映的是物質(zhì)在單位體積下的導(dǎo)熱能力,導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大,則其導(dǎo)熱性越好。
將實(shí)施例1、3、5、7、9、11和對(duì)比例1所得的相變導(dǎo)熱材料制成尺寸是100mm×100mm×0.1mm薄片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,采用DRL-III導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀檢測(cè)其導(dǎo)熱系數(shù),具體性能參數(shù)如下表所示:
從表中可以看出,相變導(dǎo)熱材料在相變前和相變后導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)生了較大程度的增加,整體上導(dǎo)熱系數(shù)的變化值均在20%以上。這說(shuō)明相變導(dǎo)熱材料在相變溫度下確實(shí)發(fā)生了相變,可以有效填充電子元件和散熱片之間的空氣間隙,吸走界面熱量,達(dá)到散熱的目的。值得注意的是,選用的石蠟熔點(diǎn)越低,其所制備的相變導(dǎo)熱材料的相變溫度越低,本發(fā)明相變導(dǎo)熱材料的相變溫度在30-50℃之間。
實(shí)施例9是實(shí)施例5的對(duì)照實(shí)驗(yàn),兩者之間的區(qū)別在于導(dǎo)熱填料的尺寸不同。實(shí)施例5中采用的導(dǎo)熱填料為微米級(jí),實(shí)施例9中采用的導(dǎo)熱填料為納米級(jí)。從表中可以看出,實(shí)施例9的相變導(dǎo)熱材料不論在導(dǎo)熱性能還是力學(xué)性能上均優(yōu)于實(shí)施例5的相變導(dǎo)熱材料??梢?jiàn),納米級(jí)導(dǎo)熱填料可以有效提高其自身的導(dǎo)熱性能,進(jìn)而增加相變導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率和物理性能。
實(shí)施例11為實(shí)施例5的對(duì)照試驗(yàn),兩者之間的區(qū)別在于石蠟的熔點(diǎn)不同。實(shí)施例5中采用的是熔點(diǎn)為32℃的石蠟,實(shí)施例11中采用的是熔點(diǎn)為48℃的石蠟。從表中可以看出,實(shí)施例5的相變導(dǎo)熱材料的相變溫度明顯低于實(shí)施例11的相變溫度。可見(jiàn),石蠟的熔點(diǎn)與相變導(dǎo)熱材料的相變溫度息息相關(guān),即石蠟熔點(diǎn)越低,所制備出的相變導(dǎo)熱材料的熔點(diǎn)越低。
作為實(shí)施例1的對(duì)比試驗(yàn),對(duì)比例1是在實(shí)施例1的原料基礎(chǔ)上又添加了三元乙丙橡膠和聚硼硅氧烷類(lèi)增粘劑,對(duì)比例1采用的原料組成為常規(guī)相變導(dǎo)熱材料的組成。從表中可以看出,實(shí)施例1的導(dǎo)熱系數(shù)略大于對(duì)比例1的導(dǎo)熱系數(shù),實(shí)施例1相變導(dǎo)熱材料的相變溫度略低于對(duì)比例1相變導(dǎo)熱材料的相變溫度。但是,實(shí)施例1的拉伸強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于對(duì)比例1的拉伸強(qiáng)度。由此可知,三元乙丙橡膠和聚硼硅氧烷類(lèi)增粘劑的添加對(duì)導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱性能影響不大,但是會(huì)影響相變導(dǎo)熱材料的力學(xué)性能,使得相變導(dǎo)熱材料的拉伸強(qiáng)度降低。且三元乙丙橡膠和聚硼硅氧烷類(lèi)增粘劑的添加,無(wú)疑增加了相變導(dǎo)熱材料的生產(chǎn)成本。所以本發(fā)明所提供的技術(shù)方案改善了傳統(tǒng)的相變導(dǎo)熱材由于三元乙丙橡膠或者增粘劑的存在而導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加、環(huán)保性和穩(wěn)定性差等問(wèn)題。
本發(fā)明提供的相變導(dǎo)熱材料為高分子聚合物,23℃下的密度為1.92g/cm3,適用溫度范圍為-55~120℃,耐冷熱沖擊循環(huán)大于1000次。本相變導(dǎo)熱材料具有優(yōu)良的散熱性能和較低的相變溫度,可應(yīng)用于發(fā)熱裝置,具體涉及不需電氣絕緣的場(chǎng)合,比如計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、集成電路市場(chǎng)、手機(jī)產(chǎn)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、汽車(chē)電子、LED照明、家電行業(yè)以及新能源汽車(chē)動(dòng)力電源等領(lǐng)域。
最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。