冰涼復(fù)合材及以該冰涼復(fù)合材制作成的冰涼薄片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種冰涼復(fù)合材以及薄片，特別是關(guān)于一種具有散熱功能的復(fù)合材及用其制備的薄片。
【背景技術(shù)】
[0002]電子產(chǎn)品為了兼雇輕、薄、短、小的特性及高作業(yè)效能，散熱的問題一直是電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造時(shí)必須考慮的；通常，電子產(chǎn)品制造商會(huì)在發(fā)熱組件和散熱機(jī)構(gòu)之間貼附導(dǎo)熱薄片。
[0003]導(dǎo)熱薄片顧名思義，是具有良好導(dǎo)熱能力的材料制成，并且因?yàn)槭鞘褂迷陔娮赢a(chǎn)品，也需要有良好的絕緣性，再來為了應(yīng)付不平整的電子組件接面，還需要有柔軟的特性；硅膠具有黏性且可壓縮，足以應(yīng)付不規(guī)則的組件接面，同時(shí)也有低導(dǎo)電性的特性，是一種重要的導(dǎo)熱薄片材料，但是硅膠本身的導(dǎo)熱能力并不算好，因此常需要混合其他的物質(zhì)才能成為導(dǎo)熱薄片，例如金、銀、石墨等導(dǎo)熱能力良好的粉末。
[0004]目前使用硅膠為基底的散熱薄片有一些缺點(diǎn)，首先，硅膠在高熱的環(huán)境下會(huì)釋出一些氣體，除了有安全上的疑慮也會(huì)因材料的耗損而降低散熱薄片的工作效能，接著，硅膠內(nèi)混合的高導(dǎo)熱物質(zhì)，如金、銀等是為貴金屬，因此制造的成本太高；針對(duì)上述問題，發(fā)明人認(rèn)為有需要提出一種新的導(dǎo)熱薄片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)上述目的，本發(fā)明提出了一種冰涼復(fù)合薄片，運(yùn)用涼感材料的概念，混合不同顆粒大小的粉末狀材料，再和樹脂熱壓形成一種導(dǎo)熱薄片。
[0006]本發(fā)明提出一種冰涼復(fù)合材，包括:復(fù)數(shù)粒徑為I微米至250微米的第一粉末顆粒、復(fù)數(shù)粒徑為0.5微米至150微米的第二粉末顆粒及復(fù)數(shù)片徑為0.1微米至50微米且厚度是I納米至50納米的片狀顆粒，第二粉末顆粒的粒徑不大于第一粉末顆粒的粒徑，第一粉末顆粒的比熱是0.3至0.8 J/kg V，第二粉末顆粒的導(dǎo)熱系數(shù)是100至3500 ff/mK,片狀顆粒的材料是碳的同素異形體，其導(dǎo)熱系數(shù)是2000至5000 W/mK ;其中，第一粉末顆粒彼此之間形成復(fù)數(shù)個(gè)空隙，而第一粉末顆粒、第二粉末顆粒及片狀顆粒均勻混合，使第二粉末顆粒及片狀顆粒均勻散布在第一粉末顆粒之間的空隙中，第一粉末顆粒、第二粉末顆粒及片狀顆粒并緊密的相互接觸。
[0007]本發(fā)明又提出一種冰涼薄片，包括:復(fù)數(shù)粒徑為I微米至250微米的第一粉末顆粒、復(fù)數(shù)粒徑為0.5微米至150微米的第二粉末顆粒、復(fù)數(shù)片徑為0.1微米至50微米且厚度是I納米至50納米的片狀顆粒及一經(jīng)固化的樹脂，第二粉末顆粒的粒徑不大于第一粉末顆粒的粒徑，第一粉末顆粒的比熱是0.3至0.8 J/kg°C，第二粉末顆粒的導(dǎo)熱系數(shù)是100至3500 W/mK，片狀顆粒的材料是碳的同素異形體，其導(dǎo)熱系數(shù)是2000至5000 W/mK，其中，第二粉末顆粒及片狀顆粒均勻散布在第一粉末顆粒彼此間的空隙中，且第一粉末顆粒、第二粉末顆粒及片狀顆粒緊密接觸并由經(jīng)固化的樹脂包圍。
[0008]本發(fā)明又提出一種冰涼薄片，包括:復(fù)數(shù)粒徑為1微米至250微米的第一粉末顆粒、復(fù)數(shù)粒徑為0.5微米至150微米的第二粉末顆粒、復(fù)數(shù)片徑為0.1微米至50微米且厚度是1納米至50納米的片狀顆粒及一經(jīng)固化的樹脂，第二粉末顆粒的粒徑不大于第一粉末顆粒的粒徑，第一粉末顆粒的比熱是0.3至0.8 J/kg°C，第二粉末顆粒的導(dǎo)熱系數(shù)是100至3500 W/mK，片狀顆粒的材料是碳的同素異形體，其中，第二粉末顆粒及片狀顆粒均勻散布在第一粉末顆粒彼此間的空隙中，第一粉末顆粒、第二粉末顆粒及片狀顆粒并緊密的相互接觸，且第一粉末顆粒、第二粉末顆粒及片狀顆粒由經(jīng)固化的樹脂包圍；其中，將20°C的冰涼薄片于溫度30°C、相對(duì)濕度65%的環(huán)境靜置五分鐘后，冰涼薄片的溫度范圍是22.15°C至28.15。。。
[0009]根據(jù)本發(fā)明所提出的冰涼復(fù)合導(dǎo)熱薄片，制作過程簡(jiǎn)單，且使用的材料相當(dāng)便宜，能降低制作的成本，增加復(fù)合冰涼薄片的可應(yīng)用性。
[0010]根據(jù)本發(fā)明所提出的冰涼復(fù)合導(dǎo)熱薄片，作為基底的TPU樹脂是軟性的熱塑性物質(zhì)，在應(yīng)用在電子組件接面時(shí)，可以和電子組件良好的密合，且受熱后的可塑性讓復(fù)合導(dǎo)熱薄片在長(zhǎng)期使用后，仍可保持不錯(cuò)的導(dǎo)熱及散熱能力。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的用于形成薄片的冰涼復(fù)合材的微觀狀態(tài)示意圖；
圖2為本發(fā)明的冰涼薄片的微觀狀態(tài)示意圖。
[0012]【主要組件符號(hào)說明】
冰涼復(fù)合材1
第一粉末顆粒 10
片狀顆粒12
第二粉末顆粒 14 第三粉末顆粒 16 冰涼薄片2
THJ樹脂20。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明揭露一種冰涼薄片及制成此種薄片的冰涼復(fù)合材，下述內(nèi)文其作用僅在示意表達(dá)本發(fā)明的復(fù)合冰涼粉末的相關(guān)特征，并不因此而限制本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容范圍，合先敘明。
[0014]聚氨酯(Polyurethane, PU)是一種常用的工業(yè)聚合物,并有其他衍生聚合物，其中一種是熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane, TPU) ;TPU的商品形態(tài)通常是粒狀，其熱可塑性好，適合重復(fù)加工，加工的方式可以是:射出、擠出、壓延、吹塑、壓模等，是一種可循環(huán)再利用環(huán)保型塑料彈性體，藉由其熱可塑性，在加熱時(shí)可以融化產(chǎn)生黏性，當(dāng)做黏著劑使用。
[0015]石墨稀是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀的平面晶格結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。石墨烯內(nèi)部的碳原子排列非常規(guī)則，且分子之間結(jié)構(gòu)很柔韌，當(dāng)施加外力時(shí)，并不會(huì)造成重新排列變形，這種穩(wěn)定的經(jīng)隔結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。石墨烯的導(dǎo)熱性質(zhì)優(yōu)于納米碳管。普通納米碳管的導(dǎo)熱系數(shù)約3500W/mK，已經(jīng)優(yōu)于目前的所有金屬，而單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)5300W/mK，優(yōu)異的導(dǎo)熱性質(zhì)使得石墨烯材料可以成為電子業(yè)中的主要散熱材料。
[0016]臺(tái)灣由于天然環(huán)境優(yōu)厚，在花蓮臺(tái)東等地出產(chǎn)大量的礦石，尤以臺(tái)灣玉代表，除了可作為裝飾，其中最大的優(yōu)點(diǎn)是具有高比熱，除了水(I J/kg°C )以外，最大的比熱材料(可達(dá)0.8 J/kg°C)。其優(yōu)異的比熱性質(zhì)，可以被用來作為良好的熱吸收物質(zhì)，可以有效的把熱吸收，以降低溫度。
[0017]氮化鋁或氮化硼為使用氮原子與鋁原子或是硼原子所組成的雙化合物結(jié)構(gòu)，由于本身整齊的晶格排列，使得其具有優(yōu)異的熱安定性、絕緣性及導(dǎo)熱系數(shù)(100至300 W/mK),目前常被用作導(dǎo)熱用途。
[0018]本發(fā)明是將上述特定比例的冰涼復(fù)合材與TPU樹脂混合，并制成冰涼復(fù)合材重量百分比達(dá)80%以上的冰涼薄片。如圖1所示，本發(fā)明的冰涼復(fù)合材I至少包括經(jīng)混合的多數(shù)個(gè)第一粉末顆粒10、多數(shù)個(gè)第二粉末顆粒14及多數(shù)個(gè)片狀顆粒12，其中第一粉末顆粒10的粒徑大于第二粉末顆粒14的粒徑。在其他的實(shí)施狀態(tài)下，冰涼復(fù)合材I進(jìn)一步包括多數(shù)個(gè)第三粉末顆粒16，第三粉末顆粒16的粒徑小于第二粉末顆粒14的粒徑?；旌蠒r(shí)，第二粉末顆粒14、第三粉末顆粒16及片狀顆粒12是均勻散布在第一粉末顆粒10彼此之間的空隙。
[0019]一實(shí)施例中，如圖2所示，本發(fā)明中的冰涼薄片2是將TPU樹脂20攪拌并加熱至融熔態(tài)，再將冰涼復(fù)合材I加入，接著射出熱壓為10公分長(zhǎng)、10公分寬、3公厘高的冰涼薄片2 ;在冰涼薄片2中，包括片狀顆粒12、第一粉末顆粒10、第二粉末顆粒14及第三粉末顆粒16，且第二粉末顆粒14、第三粉末顆粒16及片狀顆粒12是均勻散布在第一粉末顆粒10彼此之間的空隙，并且TPU樹脂20將這些顆粒包圍，使得這些顆粒能和TPU樹脂20 —并被固化后形成冰涼薄片2。
[0020]在本發(fā)明中，冰涼薄片2的涼感能力是采用固定環(huán)境恒溫法來測(cè)試。首先，將冰涼薄片2靜置在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(室溫20°C、相對(duì)濕度65%)中一小時(shí)，使冰涼薄片2與環(huán)境達(dá)溫度平衡。接著，將冰涼薄片2置入一恒溫恒濕的固定箱中，此時(shí)固定箱中的溫度為30°C，相對(duì)濕度65%，使冰涼薄片2在固定箱中靜置五分鐘，同時(shí)擺上由純TPU樹脂20所制成相同大小的片材以作為對(duì)照組，并紀(jì)錄其表面溫度變化趨勢(shì)，即可得知冰涼薄片2的涼感能力，在本發(fā)明中，所謂涼感能力是指冰涼薄片2在固定箱靜置五分鐘后，與環(huán)境溫度的溫度差，并且冰涼薄片