專利名稱：一種高性能無硅導(dǎo)熱膏及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱界面有機(jī)導(dǎo)熱材料，具體涉及一種高性能無硅導(dǎo)熱膏及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子設(shè)備不斷將更強(qiáng)大的功能集成到更小組件中，溫度控制已經(jīng)成為設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的關(guān)鍵之一，即在架構(gòu)緊縮，操作空間越來越小的情況下，如何有效地帶走更大單位功率所產(chǎn)生的更多熱量。每降低10°C對敏感元器件的正常使用及使用壽命具有重要意義。電子元器件的熱傳導(dǎo)問題如果解決不好，將直接影響設(shè)備的使用壽命，降低信號的處理速度，以及增加設(shè)備的功率耗散等。通常情況下，為了解決發(fā)熱電子元件的散熱問題，工業(yè)界在電子元件上方安置散熱片來對元器件進(jìn)行散熱。但是，限于現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，電子元器件與散熱片之間的接觸面不能達(dá)到理想的平整面。當(dāng)二者接觸時，空氣會存在于二者之間的界面縫隙中，增加界面熱阻，嚴(yán)重影響整體的散熱效果。由此開發(fā)出了許多散熱技術(shù)及相關(guān)的散熱材料，其中導(dǎo)熱膏就是其中的一種。目前，市場上主要以含硅導(dǎo)熱膏為主，雖然這種含硅導(dǎo)熱膏具有一定的優(yōu)越性，但在存儲和使用過中，經(jīng)常會出現(xiàn)硅油析出的現(xiàn)象，使導(dǎo)熱性能大大下降。同時在一些特殊使用的環(huán)境中，只能使用無硅材料的情況下，含硅導(dǎo)熱膏無法使用?；诖?，開發(fā)高性能的無硅導(dǎo)熱膏勢在必行，同時高性能的無硅導(dǎo)熱膏具有極好的不蠕變特性，避免含硅產(chǎn)品所出現(xiàn)的蠕變現(xiàn)象，適用于要求電器或電子元器件具有高效、可靠熱耦合的場所。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)而提出的，其目的是提供一種高性能無硅導(dǎo)熱膏及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高性能無硅導(dǎo)熱膏，包括組分和重量百分比為
有機(jī)合成酯1 18%
鈦酸酯偶聯(lián)劑0. 005% 1%
導(dǎo)熱粉體余量。所述的有機(jī)合成酯是指二元酯、多元醇酯類基礎(chǔ)油、烷基萘基礎(chǔ)油中的一種或兩種以上的混合物。所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑是指KR-138 (市售)。所述的導(dǎo)熱粉體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化硅中的一種或兩種以上的混合物。所述的導(dǎo)熱粉體按大、中、小三種粒徑粉體按照15 5 1的重量比組成，大粒徑為的顆粒尺寸15 50 μ m、中粒徑的顆粒尺寸為5 15 μ m、小粒徑的顆粒尺寸為0. 5 5 μ m。其中鈦酸酯偶聯(lián)劑包覆在導(dǎo)熱粉體的表面。
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還包括增稠劑、表面活性劑、阻燃劑、著色劑和觸變劑。一種高性能無硅導(dǎo)熱膏的制備方法，包括以下步驟
(i)導(dǎo)熱粉體干燥
對導(dǎo)熱粉體烘烤60 80小時，以除去水分；
(ii)導(dǎo)熱粉體粒徑極配
將導(dǎo)熱粉體進(jìn)行粒徑極配，按照15 5 1的重量比分別取大、中、小三種粒徑的導(dǎo)熱粉體進(jìn)行預(yù)混；
(iii)導(dǎo)熱粉體包覆
采用濕法對步驟(ii )所得的粉體進(jìn)行表面處理，得表面包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的導(dǎo)熱粉體；
(iv)混合
將步驟(iii)所得包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的導(dǎo)熱粉體與有機(jī)合成酯在雙行星攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行10 20分鐘的混合，得高性能無硅導(dǎo)熱膏。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的產(chǎn)品具有極好的不蠕變特性，避免了目前使用的含硅產(chǎn)品所出現(xiàn)的易蠕變的現(xiàn)象，特別適用于要求電器或電子元器件具有高效、可靠熱耦合的場所。具有較寬的使用溫度(_50°C 130°C)，可以用在表面間熱傳導(dǎo)或散熱都十分重要的地方，因本發(fā)明不含硅，因而即使在高溫條件下也具有很好的導(dǎo)熱性，同時不會因硅油析出而遷移到器件接觸器中，避免了高接觸電阻、電弧和機(jī)械磨損，同樣也不會產(chǎn)生由硅而引起的焊接問題。低毒、使用經(jīng)濟(jì)，且揮發(fā)重量損耗低。不需要冷藏，可簡化儲存和操作流程。其制備方法簡單易行、安全可靠。
具體實(shí)施例方式下面參照實(shí)施例對本發(fā)明的高性能無硅導(dǎo)熱膏及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明 一種高性能無硅導(dǎo)熱膏，其組分和重量百分比為
有機(jī)合成酯1 18%
鈦酸酯偶聯(lián)劑0. 005% 1%
導(dǎo)熱粉體余量。其中有機(jī)合成酯是指二元酯、多元醇酯類基礎(chǔ)油、烷基萘基礎(chǔ)油中的一種或兩種以上的混合物。其中鈦酸酯偶聯(lián)劑是指KR-138 (市售)。其中導(dǎo)熱粉體由不同的非金屬導(dǎo)熱粉體組成，具體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、 氮化鋁，氮化硅中的一種或兩種以上的混合物。導(dǎo)熱粉體按大、中、小三種粒徑粉體按照15 5 1的重量比組成，大粒徑的顆粒尺寸為15 50 μ m,中粒徑的顆粒尺寸為5 15 μ m，小粒徑的顆粒尺寸為0. 5 5 μ m。將導(dǎo)熱粉體按照大、中、小粒徑進(jìn)行粒徑極配的目的是為了達(dá)到最高填充率，從而達(dá)到最佳的熱導(dǎo)率。導(dǎo)熱粉體的顆粒形狀為球形或橢球形。上述極配后的粉體混合物表面通過濕法包覆上一層鈦酸酯偶聯(lián)劑。
作為可調(diào)整組分，一些常用的添加劑也可以加入到本發(fā)明的無硅導(dǎo)熱膏中，調(diào)整的極限以不削弱本發(fā)明的目的。具體添加劑包括增稠劑、表面活性劑、阻燃劑、著色劑及觸變劑。一種無硅導(dǎo)熱膏的制備方法是包括以下步驟 (i)導(dǎo)熱粉體干燥
使導(dǎo)熱粉體在鼓風(fēng)干燥箱中烘烤72小時，以除去水分。( ii )導(dǎo)熱粉體粒徑極配
將導(dǎo)熱粉體進(jìn)行粒徑極配，按照15 5 1的體積比分別取大、中、小三種粒徑的導(dǎo)熱粉體，在攪拌器內(nèi)進(jìn)行預(yù)混，使三種不同粒徑的導(dǎo)熱粉體初步混合。(iii)導(dǎo)熱粉體包覆
對極配后的導(dǎo)熱粉體包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑，采用濕法對步驟(ii )所得的粉體進(jìn)行表面處理，得表面包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的導(dǎo)熱粉體。(iv)混合
將步驟(iii)所得表面包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的導(dǎo)熱粉體與有機(jī)合成酯在雙行星攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行10 20分鐘的混合，得高性能無硅導(dǎo)熱膏。實(shí)施例1 3 (1)原料準(zhǔn)備
a.有機(jī)合成酯
其中al 二元醇酯基礎(chǔ)油 a2多元醇酯基礎(chǔ)油 a3烷基萘基基礎(chǔ)油
b.鈦酸酯偶聯(lián)劑KR-138
c.導(dǎo)熱粉體
其中cl氧化鋅粉末(平均粒徑2 μ m) c2氧化鋁粉末(平均粒徑10 μ m) c3氮化硼粉末(平均粒徑35 μ m)
將上述導(dǎo)熱粉體干燥后、按照表1表示的比例進(jìn)行極配，然后采用濕法對極配后的粉體進(jìn)行表面處理，使其表面包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑。(2)將上述各組分按比例(具體組分及其比例見表1)放入雙行星攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，即得無硅導(dǎo)熱膏。表1實(shí)施例1 3無硅導(dǎo)熱膏的組成
權(quán)利要求
1.一種高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于包括的組分和重量百分比為有機(jī)合成酯1 18%鈦酸酯偶聯(lián)劑0. 005% 1%導(dǎo)熱粉體余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于所述的有機(jī)合成酯是指二元酯、多元醇酯類基礎(chǔ)油、烷基萘基礎(chǔ)油中的一種或兩種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑是指 KR-138 (市售)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于所述的導(dǎo)熱粉體是指氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化硅中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于所述的導(dǎo)熱粉體按大、中、 小三種粒徑粉體按照15 5 1的重量比組成，大粒徑的顆粒尺寸為15 50μπκ中粒徑的顆粒尺寸為5 15 μ m、小粒徑的顆粒尺寸為0. 5 5 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于其中鈦酸酯偶聯(lián)劑包覆在導(dǎo)熱粉體的表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏，其特征在于還包括增稠劑、表面活性劑、阻燃劑、著色劑和觸變劑。
8.權(quán)利要求1所述的高性能無硅導(dǎo)熱膏的制備方法，其特征在于包括以下步驟(i)導(dǎo)熱粉體干燥對導(dǎo)熱粉體烘烤60 80小時，以除去水分；(ii)導(dǎo)熱粉體粒徑極配將導(dǎo)熱粉體進(jìn)行粒徑極配，按照15 5 1的重量比分別取大、中、小三種粒徑的導(dǎo)熱粉體進(jìn)行預(yù)混；(iii)導(dǎo)熱粉體包覆采用濕法對步驟(ii )所得的粉體進(jìn)行表面處理，得表面包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的導(dǎo)熱粉體；(iv)混合將步驟(iii)所得包覆一層鈦酸酯偶聯(lián)劑的導(dǎo)熱粉體與有機(jī)合成酯在雙行星攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行10 20分鐘的混合，得高性能無硅導(dǎo)熱膏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能無硅導(dǎo)熱膏及其制備方法，該無硅導(dǎo)熱膏由有機(jī)合成酯、鈦酸酯偶聯(lián)劑和導(dǎo)熱粉體組成，其中鈦酸酯偶聯(lián)劑覆蓋在導(dǎo)熱粉體的表面。導(dǎo)熱粉體選用不同種類的金屬氧化粉體并按大、中、小三種粒徑極配而成。本產(chǎn)品具有極好的不蠕變特性，高熱導(dǎo)率和良好的流動性能；消除了目前通用的含硅導(dǎo)熱膏在存儲和使用過程中出現(xiàn)硅油析出的問題；具有較高的耐高溫性。其制備方法簡單易行、安全可靠。
文檔編號C09C3/08GK102250589SQ20111012900
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者楊福河 申請人:楊福河