本發(fā)明涉及導(dǎo)熱硅膠片材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料及其制作工藝。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱硅膠片是以硅膠為基材，添加金屬氧化物等各種輔材，通過特殊工藝合成的一種導(dǎo)熱介質(zhì)材料。導(dǎo)熱硅膠片是專門為利用縫隙傳遞熱量的設(shè)計方案生產(chǎn)，能夠填充縫隙，完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞，同時還起到絕緣、減震、密封等作用，能夠滿足設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計要求，是極具工藝性和使用性，且厚度適用范圍廣的導(dǎo)熱填充材料。
然而，目前導(dǎo)熱硅膠片材料的研究方向大都是朝著如何提高導(dǎo)熱效果的方向努力，而對于輕量化的導(dǎo)熱硅膠片材料領(lǐng)域，因其技術(shù)難度較大，還未有突出性地技術(shù)性突破。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料及其制作工藝，該制作工藝簡單、高效，并且經(jīng)該制作工藝制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料具有導(dǎo)熱效果優(yōu)異、適用溫度范圍廣、質(zhì)輕等特性，很好的拓展了導(dǎo)熱硅膠片材料的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料，按重量份計，具有如下原料配方：導(dǎo)熱物料40～65份、液態(tài)硅膠30～55份、偶聯(lián)劑3.5～8.5份和消泡劑1.5～5.5份；
其中，以所述導(dǎo)熱物料的總重量為基準，所述導(dǎo)熱物料由下列重量份的原料制備而成：玻璃微珠13～35份、導(dǎo)熱粉體60～100份和分散劑7～12份，且所述玻璃微珠是以將純玻璃材質(zhì)在高溫熔爐中燒制膨脹而成的一外表面粗糙且內(nèi)腔中含有微量空氣的空心球，該空心球的粒度為25～55μm，真實密度為0.1～0.5g/cm3，抗壓強度為0.01～0.1MPa；所述分散劑采用粉體材質(zhì)。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑KH-550和硅烷偶聯(lián)劑KH-560中的任意一種；
所述導(dǎo)熱粉體選用粒度為400～850nm的氧化鋁粉體和粒度為300～650nm的氮化鋁粉體中的至少一種；
所述分散劑選自潤濕分散劑。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述導(dǎo)熱粉體由35～55份的氧化鋁粉體和25～45份的氮化鋁粉體組成。
本發(fā)明還提供了一種制備所述輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的制作工藝，包括以下制作步驟：
(1)稱取配方量的玻璃微珠、導(dǎo)熱粉體和粉體狀的分散劑一起投入到攪拌機中，充分攪拌均勻后，得到導(dǎo)熱物料；
(2)稱取配方量的液態(tài)硅膠、偶聯(lián)劑和消泡劑，并分別投入到上述所得導(dǎo)熱物料中，再次利用攪拌機充分攪拌均勻后，得到混合基料；
(3)將所得混合基料投入到真空機內(nèi)，并在1～2個標準大氣壓力下進行真空處理；然后再將經(jīng)真空處理后的混合基料投入到壓輥機中進行碾壓處理，得到厚度為0.2～5mm的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品；
(4)將所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品放入硫化機中進行硫化處理，硫化處理后再置于室溫下冷卻，即得到該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑KH-550和硅烷偶聯(lián)劑KH-560中的任意一種；
所述導(dǎo)熱粉體由粒度為400～850nm的氧化鋁粉體和粒度為300～650nm的氮化鋁粉體組成；
所述分散劑選自潤濕分散劑。
作為本發(fā)明的進一步改進，上述步驟(1)中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速25～35轉(zhuǎn)/分，攪拌時間35～45min；
上述步驟(2)中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速35～55轉(zhuǎn)/分，攪拌時間35～45min；
上述步驟(4)中，硫化機的工作參數(shù)為：硫化溫度125～145℃，硫化處理時間25～35min。
作為本發(fā)明的進一步改進，所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的技術(shù)參數(shù)為：密度1.2～1.3g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)1.0～2.0W/m.k；邵氏OO硬度為35～65；工作溫度為-40～180℃。
本發(fā)明的有益效果是：相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過對導(dǎo)熱硅膠片材料的原料配方進行優(yōu)化組合，使制得的導(dǎo)熱硅膠片材料在具有導(dǎo)熱效果優(yōu)異、適用溫度范圍廣等特性的同時，還具有質(zhì)輕的特性，很好的拓展了導(dǎo)熱硅膠片材料的應(yīng)用范圍，具有廣闊的市場前景。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
本發(fā)明公開了一種輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料及其制作工藝，該制作工藝簡單、高效、安全，并且經(jīng)該制作工藝制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料具有導(dǎo)熱效果優(yōu)異、適用溫度范圍廣、質(zhì)輕等特性。究其實現(xiàn)原因，主要在于本發(fā)明對該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的原料配方進行優(yōu)化組合，具體說明如下：
實施例1：
(1)按重量份計，稱取15份的玻璃微珠、36份且粒度為650nm的氧化鋁粉體、27份且粒度為650nm的氮化鋁粉體和8份的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101一起投入到攪拌機中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分，攪拌時間45min；充分攪拌均勻后，得到導(dǎo)熱物料；
(2)稱取32g的液態(tài)硅膠、4g的硅烷偶聯(lián)劑KH-550和2g的消泡劑AKM-1521，并分別投入到43g的所得導(dǎo)熱物料中(即所得導(dǎo)熱物料由7.5g的玻璃微珠、18g的氧化鋁粉體、13.5g的氮化鋁粉體和4g的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101組成)，再次利用攪拌機充分攪拌均勻后，得到混合基料，其中攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/分，攪拌時間40min；
(3)將所得混合基料投入到真空機內(nèi)，并在2個標準大氣壓力下進行真空處理50min，用以完全消除上述混合階段產(chǎn)生的氣泡；然后再將經(jīng)真空處理后的混合基料投入到壓輥機中進行碾壓處理，得到厚度為1mm的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品；
(4)將所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品放入硫化機中進行硫化處理，硫化機的工作參數(shù)為：硫化溫度130℃，硫化處理時間30min；硫化處理后再置于室溫下冷卻，即得到該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料。
經(jīng)檢驗，實施例1所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的技術(shù)參數(shù)為：密度1.2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)1.5W/m.k；邵氏OO硬度為45；工作溫度為-40～180℃。
實施例2：
(1)按重量份計，稱取20份的玻璃微珠、40份且粒度為650nm的氧化鋁粉體、30份且粒度為650nm的氮化鋁粉體和10份的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101一起投入到攪拌機中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分，攪拌時間45min；充分攪拌均勻后，得到導(dǎo)熱物料；
(2)稱取35g的液態(tài)硅膠、5g的硅烷偶聯(lián)劑KH-560和3g的消泡劑AWS-09851，并分別投入到50g的所得導(dǎo)熱物料中(即所得導(dǎo)熱物料由10g的玻璃微珠、20g的氧化鋁粉體、15g的氮化鋁粉體和5g的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101組成)，再次利用攪拌機充分攪拌均勻后，得到混合基料，其中攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分，攪拌時間40min；
(3)將所得混合基料投入到真空機內(nèi)，并在2個標準大氣壓力下進行真空處理50min，用以完全消除上述混合階段產(chǎn)生的氣泡；然后再將經(jīng)真空處理后的混合基料投入到壓輥機中進行碾壓處理，得到厚度為2mm的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品；
(4)將所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品放入硫化機中進行硫化處理，硫化機的工作參數(shù)為：硫化溫度130℃，硫化處理時間30min；硫化處理后再置于室溫下冷卻，即得到該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料。
經(jīng)檢驗，實施例2所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的技術(shù)參數(shù)為：密度1.21g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)1.6W/m.k；邵氏OO硬度為48；工作溫度為-40～180℃。
實施例3：
(1)按重量份計，稱取25份的玻璃微珠、50份且粒度為600nm的氧化鋁粉體、25份且粒度為600nm的氮化鋁粉體和10份的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101一起投入到攪拌機中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分，攪拌時間40min；充分攪拌均勻后，得到導(dǎo)熱物料；
(2)稱取40g的液態(tài)硅膠、6g的硅烷偶聯(lián)劑KH-550和3.5g的消泡劑AWS-09851，并分別投入到55g的所得導(dǎo)熱物料中(即所得導(dǎo)熱物料由12.5g的玻璃微珠、25g的氧化鋁粉體、12.5g的氮化鋁粉體和5g的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101組成)，再次利用攪拌機充分攪拌均勻后，得到混合基料，其中攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速55轉(zhuǎn)/分，攪拌時間35min；
(3)將所得混合基料投入到真空機內(nèi)，并在1個標準大氣壓力下進行真空處理55min，用以完全消除上述混合階段產(chǎn)生的氣泡；然后再將經(jīng)真空處理后的混合基料投入到壓輥機中進行碾壓處理，得到厚度為3mm的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品；
(4)將所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品放入硫化機中進行硫化處理，硫化機的工作參數(shù)為：硫化溫度140℃，硫化處理時間25min；硫化處理后再置于室溫下冷卻，即得到該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料。
經(jīng)檢驗，實施例3所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的技術(shù)參數(shù)為：密度1.23g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)1.7W/m.k；邵氏OO硬度為50；工作溫度為-40～180℃。
實施例4：
(1)按重量份計，稱取30份的玻璃微珠、45份且粒度為500nm的氧化鋁粉體、34份且粒度為500nm的氮化鋁粉體和11份的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101一起投入到攪拌機中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分，攪拌時間40min；充分攪拌均勻后，得到導(dǎo)熱物料；
(2)稱取45g的液態(tài)硅膠、7g的硅烷偶聯(lián)劑KH-550和4g的消泡劑AKM-1521，并分別投入到60g的所得導(dǎo)熱物料中(即所得導(dǎo)熱物料由15g的玻璃微珠、22.5g的氧化鋁粉體、17g的氮化鋁粉體和5.5g的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101組成)，再次利用攪拌機充分攪拌均勻后，得到混合基料，其中攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速55轉(zhuǎn)/分，攪拌時間35min；
(3)將所得混合基料投入到真空機內(nèi)，并在1個標準大氣壓力下進行真空處理55min，用以完全消除上述混合階段產(chǎn)生的氣泡；然后再將經(jīng)真空處理后的混合基料投入到壓輥機中進行碾壓處理，得到厚度為3.5mm的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品；
(4)將所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品放入硫化機中進行硫化處理，硫化機的工作參數(shù)為：硫化溫度140℃，硫化處理時間25min；硫化處理后再置于室溫下冷卻，即得到該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料。
經(jīng)檢驗，實施例4所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的技術(shù)參數(shù)為：密度1.25g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)1.8W/m.k；邵氏OO硬度為50；工作溫度為-40～180℃。
實施例5：
(1)按重量份計，稱取30份的玻璃微珠、50份且粒度為550nm的氧化鋁粉體、38份且粒度為550nm的氮化鋁粉體和12份的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101一起投入到攪拌機中，攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分，攪拌時間40min；充分攪拌均勻后，得到導(dǎo)熱物料；
(2)稱取50g的液態(tài)硅膠、8g的硅烷偶聯(lián)劑KH-560和5g的消泡劑AKM-1521，并分別投入到65g的所得導(dǎo)熱物料中(即所得導(dǎo)熱物料由15g的玻璃微珠、25g的氧化鋁粉體、19g的氮化鋁粉體和6g的粉體狀潤濕分散劑BYK-W9101組成)，再次利用攪拌機充分攪拌均勻后，得到混合基料，其中攪拌機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速55轉(zhuǎn)/分，攪拌時間35min；
(3)將所得混合基料投入到真空機內(nèi)，并在1個標準大氣壓力下進行真空處理55min，用以完全消除上述混合階段產(chǎn)生的氣泡；然后再將經(jīng)真空處理后的混合基料投入到壓輥機中進行碾壓處理，得到厚度為4mm的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品；
(4)將所得輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的半成品放入硫化機中進行硫化處理，硫化機的工作參數(shù)為：硫化溫度140℃，硫化處理時間25min；硫化處理后再置于室溫下冷卻，即得到該輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料。
經(jīng)檢驗，實施例5所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料的技術(shù)參數(shù)為：密度1.28g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)1.9W/m.k；邵氏OO硬度為52；工作溫度為-40～180℃。
綜上所述，本發(fā)明實施例1～5所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料在具有導(dǎo)熱效果優(yōu)異、適用溫度范圍廣等特性的同時，還具有質(zhì)輕的特性，很好的拓展了導(dǎo)熱硅膠片材料的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料之所以具有質(zhì)輕的特性，主要得益于其對原料配方進行優(yōu)化組合，主要表現(xiàn)為：區(qū)別于現(xiàn)有的導(dǎo)熱硅膠片材料，本發(fā)明于原料配方中添加了玻璃微珠，且所述玻璃微珠是以將純玻璃材質(zhì)在高溫熔爐中燒制膨脹而成的一外表面粗糙且內(nèi)腔中含有微量空氣的空心球，該空心球的粒度為25～55μm，真實密度為0.1～0.5g/cm3，抗壓強度為0.01～0.1MPa；一方面，該空心球的外表面粗糙，容易被導(dǎo)熱粉體包覆粘結(jié)，成型后整體結(jié)合強度高，結(jié)構(gòu)不松散；另一方面，該空心球的真實密度為0.1～0.5g/cm3，抗壓強度為0.01～0.1MPa，能夠在強度和輕質(zhì)之間達到一合適的平衡度，這樣在確保該導(dǎo)熱硅膠片材料的抗壓性能的同時，還大幅降低該導(dǎo)熱硅膠片材料重量；使得該導(dǎo)熱硅膠片材料的應(yīng)用范圍更廣。
除上述技術(shù)優(yōu)勢外，本申請還具有以下技術(shù)優(yōu)點：①本申請對導(dǎo)熱粉體的選材、含量、尺寸進行優(yōu)化控制，能夠大大提升了產(chǎn)品的導(dǎo)熱性，使本申請產(chǎn)品能夠適用于導(dǎo)熱要求高的場合；②本申請所制得的輕量化導(dǎo)熱硅膠片材料為片狀材料，便于使用和操作；③本申請所采用的制作工藝操作簡單、生產(chǎn)效率高、設(shè)備投入成本低，利于生產(chǎn)實施。
以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。