本发明涉及导热垫片
技术领域：
，具体涉及一种导热垫片及其制备方法。
背景技术：
：随着半导体和电子技术的发展，元器件的功率急剧增大，随之伴生的热效应，是器件失效的重要原因。电子元器件在运行过程中所产生的热量对电子设备的工作效率和使用寿命的影响越来越严重，安全高效的散热解决方案越来越受到重视。传统的热管理解决方案有导热硅胶片、导热膏、相变材料等，其基体材料都是硅油或者带活性基团的硅油交联聚合而成的硅橡胶。其中，导热硅胶片质软，耐冲击，易加工，能适应不同形状的界面导热要求，又因为其优异的可压缩变形特性，填充于散热器和热源之间时，在两电子元器件界面间形成了良好紧密接触，排除了低热导率空气的存在，将散热器功效大大提高在，是一种必不可少的导热填隙材料。现有的导热垫片由于工作环境并不是真空的，而是裸露在空气环境中，由于金属的活波性，使得其极其容易被氧化。被氧化的导热片工作效率大大降低，因此需要经常更换，在应用上十分麻烦且更换成本更高。如何有效保证导热垫片性能的基础上，解决金属易被氧化的问题，成为目前导热垫片的一个研究方向。cn201610578043.7公开一种液态金属导热材料，包括液态金属合金和锑，所述锑的质量份为2～8，液态金属合金的质量份为88～155，该液态金属导热材料具有能够在液态金属表面形成保护膜，减缓液态金属导热片被氧化速度，但在导热性能方面存在不足，具有一定的局限性。cn201510965054.6涉及一种可印刷或点胶式导热垫片及其制备方法，其由重量比为1：1的a组分和b组分制备而得，所述a组分由基料、含氢硅油交联剂、固化抑制剂制备，所述b组分由基料、铂络合物催化剂制备，所述基料由具有式vi-[(r1)(r2)sio]n-[via(r1)2-asio]m-si(or3)2-vi的乙烯基聚硅氧烷和导热填料制备，该垫片能有效减低界面的接触热阻，但对于垫片被氧化及导热性能方面提升不足，具有一定的局限性。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供一种导热垫片及其制备方法，制备的导热垫片表面不粘接密封面、拆卸容易，低温时不硬化，收缩量小；韧性足够不因压力和紧固力造成破坏。一方面，本发明提供一种导热垫片，以重量份数计，包括表面涂层2～5份和导热垫片基体5～15份；所述表面涂层包括氟橡胶乳液g-10120～30份，双酚a型环氧树脂10～20份，丙烯酸树脂5～15份，水滑石10～20份，气相二氧化硅5～15份，硅强粉5～15份、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠1～3份，助剂5～10份，钼酸盐防锈颜料5～8份，有机溶剂20～30份；所述导热垫片基体包括聚硅氧烷树脂5～20份、纳米铜粉5～15份、纳米铁粉5～15份、硅橡胶2～10份、硅油5～10份、氧化铝7～15份、酚醛改性胺2～7份和聚氯乙烯3～10份。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述表面涂层包括以下重量份的组分：氟橡胶乳液g-10120份，双酚a型环氧树脂25份，丙烯酸树脂15份，水滑石15份，气相二氧化硅15份，硅强粉5份、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠3份，助剂5份，钼酸盐防锈颜料6份，有机溶剂25份。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述导热垫片基体包括以下重量份的组分：聚硅氧烷树脂15份、纳米铜粉8份、纳米铁粉8份、硅橡胶8份、硅油5份、氧化铝10份、酚醛改性胺5份和聚氯乙烯7份。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述的水滑石为水滑石dht-4a。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述的气相二氧化硅为气相二氧化硅h15、气相二氧化硅h17、气相二氧化硅h18、气相二氧化硅h20或气相二氧化硅h2000。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述的硅强粉为硅强粉md1250或硅强粉md5000。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述的助剂为消泡剂和流平剂，按照消泡剂：流平剂＝1：1的重量比复配而成。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述消泡剂为消泡剂nxz，所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂fs～6170。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述的有机溶剂为dbe，所述钼酸盐防锈颜料为钼酸钠/磷酸二氢钠等量混合或钼酸盐与亚硝酸盐按照质量比2：3混合。进一步地，本发明所述的导热垫片，所述的丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯或含氟丙烯酸酯树脂，所述含氟丙烯酸酯树脂为聚甲基丙酸酯三氟乙酯、聚甲氧基丙烯酸三氟乙酯、聚丙烯酸三氟乙酯或聚丙烯酸五氟丙酯。另一方面，本发明还提供了所述的导热垫片的制备方法，其制备步骤为：1)将双酚a型环氧树脂、60％的丙烯酸树脂、20％的有机溶剂、水滑石、气相二氧化硅、硅强粉、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠和助剂加入到高速搅拌中，经400～800rpm高速搅拌60～90min，得到混合液；2)将混合液放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度制得细度10～20微米的浓缩浆待用；3)将氟橡胶乳液g-101和80％的有机溶剂混合分散后，加入步骤2)中的浓缩浆和配方中剩余的40％的丙烯酸树脂，经400～800rpm高速搅拌20～60min后，用100目尼龙滤布过滤即得表层涂料，待用；4)将聚硅氧烷树脂、纳米铜粉、纳米铁粉、氧化铝加入搅拌机内，在120～180℃下真空经400～800rpm高速搅拌混合2～4h；5)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入硅橡胶和硅油，混合均匀制得a组分；6)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入酚醛改性胺和聚氯乙烯，混合均匀制得b组分；7)在50～60℃下，取等重量的a组分和b组分混合均匀，在真空中脱除气泡，放入模具中并在130～160℃真空条件下镀上步骤3)所得的表面涂层，热压4～15分钟，冷却得成品。相比现有技术，本发明提供的导热垫片，表面不粘接密封面、拆卸容易，表层保护垫片基体不易被氧化，低温时不硬化，收缩量小；韧性足够不因压力和紧固力造成破坏。本发明的表面涂层以氟橡胶乳液g-101、双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂为成膜物，用水滑石，气相二氧化硅，硅强粉等加以改性，加入钼酸盐防锈颜料、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠、助剂及溶剂，制成；其中，气相二氧化硅粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，分散性能好、具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，可进一步提高垫片的强度，硅强粉可以增强抗腐蚀性和耐用性；因此，配合而成能形成致密的抗渗透性的涂层漆膜，有效解决导热垫片金属易被氧化的问题；在暴露空气、高温的环境下长时间工作时，降低导热垫片中金属的氧化速率，避免金属氧化物分子颗粒团聚现象，使得导热片使用稳定，能够延长导热垫片的使用寿命。本发明的导热垫片基体以聚硅氧烷树脂、纳米铜粉、纳米铁粉、氧化铝为基料，用硅橡胶、硅油、酚醛改性胺和聚氯乙烯为辅剂制成，有效保证金属的导热能力及柔韧性同时基体低温时不硬化，低温时收缩量小。本发明制备的导热垫片导热系数高且韧性好，能有效防氧化，使用寿命长，且材料简单便宜。具体实施方式以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。实施例1导热垫片，以重量份数计，包括表面涂层2份和导热垫片基体15份；表面涂层包括氟橡胶乳液g-10120份，双酚a型环氧树脂20份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，水滑石dht-4a20份，气相二氧化硅5份(气相二氧化硅h15)，硅强粉md125015份、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠1份，助剂10份(按照消泡剂：流平剂＝1：1的重量比复配而成；所述消泡剂为消泡剂nxz，所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂fs～6170)，钼酸盐防锈颜料5份(钼酸钠/磷酸二氢钠等量混合)，dbe20份；导热垫片基体包括聚硅氧烷树脂5份、纳米铜粉15份、纳米铁粉5份、硅橡胶10份、硅油5份、氧化铝15份、酚醛改性胺2份和聚氯乙烯10份。按照以上各成分的重量配比，制备实施例1的导热垫片，过程如下：1)将双酚a型环氧树脂、60％的丙烯酸树脂、20％的有机溶剂、水滑石、气相二氧化硅、硅强粉、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠和助剂加入到高速搅拌中，经400rpm高速搅拌90min，得到混合液；2)将混合液放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度制得细度10微米的浓缩浆待用；3)将氟橡胶乳液g-101和80％的有机溶剂混合分散后，加入步骤2)中的浓缩浆和配方中剩余的40％的丙烯酸树脂，经400rpm高速搅拌60min后，用100目尼龙滤布过滤即得表层涂料，待用；4)将聚硅氧烷树脂、纳米铜粉、纳米铁粉、氧化铝加入搅拌机内，在120℃下真空经800rpm高速搅拌混合2h；5)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入硅橡胶和硅油，混合均匀制得a组分；6)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入酚醛改性胺和聚氯乙烯，混合均匀制得b组分；7)在50℃下，取a组分和b组分混合均匀，在真空中脱除气泡，放入模具中并在160℃真空条件下镀上步骤3)所得的表面涂层，热压4分钟，冷却得成品。实施例2一种导热垫片，以重量份数计，包括表面涂层2份和导热垫片基体10份；所述表面涂层包括氟橡胶乳液g-10120份，双酚a型环氧树脂25份，聚甲基丙酸酯三氟乙酯15份，水滑石dht-4a15份，气相二氧化硅h1715份，硅强粉md50005份、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠3份，助剂5份(助剂为消泡剂和流平剂，按照消泡剂：流平剂＝1：1的重量比复配而成；所述消泡剂为消泡剂nxz，所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂fs～6170)，钼酸盐防锈颜料6份(钼酸盐与亚硝酸盐按照质量比2：3混合)，有机溶剂dbe25份；所述导热垫片基体包括聚硅氧烷树脂15份、纳米铜粉8份、纳米铁粉8份、硅橡胶8份、硅油5份、氧化铝10份、酚醛改性胺5份和聚氯乙烯7份。按照以上各成分的重量配比，制备实施例2的导热垫片，过程如下：1)将双酚a型环氧树脂、60％的丙烯酸树脂、20％的有机溶剂、水滑石、气相二氧化硅、硅强粉、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠和助剂加入到高速搅拌中，经600rpm高速搅拌70min，得到混合液；2)将混合液放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度制得细度20微米的浓缩浆待用；3)将氟橡胶乳液g-101和80％的有机溶剂混合分散后，加入步骤2)中的浓缩浆和配方中剩余的40％的丙烯酸树脂，经600rpm高速搅拌45min后，用100目尼龙滤布过滤即得表层涂料，待用；4)将聚硅氧烷树脂、纳米铜粉、纳米铁粉、氧化铝加入搅拌机内，在150℃下真空经600rpm高速搅拌混合2.5h；5)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入硅橡胶和硅油，混合均匀制得a组分；6)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入酚醛改性胺和聚氯乙烯，混合均匀制得b组分；7)在60℃下，取a组分和b组分混合均匀，在真空中脱除气泡，放入模具中并在160℃真空条件下镀上步骤3)所得的表面涂层，热压10分钟，冷却得成品。实施例3导热垫片，以重量份数计，包括表面涂层5份和导热垫片基体5份；所述表面涂层包括氟橡胶乳液g-10130份，双酚a型环氧树脂10份，聚丙烯酸五氟丙酯15份，水滑石dht-4a10份，气相二氧化硅h2015份，硅强粉md12505份、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠3份，助剂5份(按照消泡剂：流平剂＝1：1的重量比复配而成；所述消泡剂为消泡剂nxz，所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂fs～6170。)，钼酸盐防锈颜料8份(钼酸盐与亚硝酸盐按照质量比2：3混合)，有机溶剂dbe20份；所述导热垫片基体包括聚硅氧烷树脂20份、纳米铜粉5份、纳米铁粉15份、硅橡胶2份、硅油10份、氧化铝7份、酚醛改性胺7份和聚氯乙烯3份。按照以上各成分的重量配比，制备实施例3的导热垫片，过程如下：1)将双酚a型环氧树脂、60％的丙烯酸树脂、20％的有机溶剂、水滑石、气相二氧化硅、硅强粉、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠和助剂加入到高速搅拌中，经800rpm高速搅拌60min，得到混合液；2)将混合液放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度制得细度20微米的浓缩浆待用；3)将氟橡胶乳液g-101和80％的有机溶剂混合分散后，加入步骤2)中的浓缩浆和配方中剩余的40％的丙烯酸树脂，经800rpm高速搅拌20min后，用100目尼龙滤布过滤即得表层涂料，待用；4)将聚硅氧烷树脂、纳米铜粉、纳米铁粉、氧化铝加入搅拌机内，在180℃下真空经400rpm高速搅拌混合4h；5)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入硅橡胶和硅油，混合均匀制得a组分；6)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入酚醛改性胺和聚氯乙烯，混合均匀制得b组分；7)在60℃下，取a组分和b组分混合均匀，在真空中脱除气泡，放入模具中并在130℃真空条件下镀上步骤3)所得的表面涂层，热压15分钟，冷却得成品。实施例4导热垫片，以重量份数计，包括表面涂层2份和导热垫片基体8份；所述表面涂层包括氟橡胶乳液g-10125份，双酚a型环氧树脂15份，聚丙烯酸三氟乙酯10份，水滑石dht-4a15份，气相二氧化硅h200010份，硅强粉10份、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠2份，助剂7份(助剂为消泡剂和流平剂，按照消泡剂：流平剂＝1：1的重量比复配而成；所述消泡剂为消泡剂nxz，所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂fs～6170。)，钼酸盐防锈颜料6份(钼酸钠/磷酸二氢钠等量混合)，有机溶剂25份；所述导热垫片基体包括聚硅氧烷树脂15份、纳米铜粉10份、纳米铁粉10份、硅橡胶8份、硅油8份、氧化铝10份、酚醛改性胺5份和聚氯乙烯8份。按照以上各成分的重量配比，制备实施例4的导热垫片，过程如下：1)将双酚a型环氧树脂、60％的丙烯酸树脂、20％的有机溶剂、水滑石、气相二氧化硅、硅强粉、月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠和助剂加入到高速搅拌中，经500rpm高速搅拌80min，得到混合液；2)将混合液放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度制得细度15微米的浓缩浆待用；3)将氟橡胶乳液g-101和80％的有机溶剂混合分散后，加入步骤2)中的浓缩浆和配方中剩余的40％的丙烯酸树脂，经400rpm高速搅拌25min后，用100目尼龙滤布过滤即得表层涂料，待用；4)将聚硅氧烷树脂、纳米铜粉、纳米铁粉、氧化铝加入搅拌机内，在160℃下真空经700rpm高速搅拌混合3h；5)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入硅橡胶和硅油，混合均匀制得a组分；6)在常温下，往50％步骤4)所得混合物中加入酚醛改性胺和聚氯乙烯，混合均匀制得b组分；7)在60℃下，取a组分和b组分混合均匀，在真空中脱除气泡，放入模具中并在150℃真空条件下镀上步骤3)所得的表面涂层，热压8分钟，冷却得成品。性能实验导热系数反映的是物质在单位体积下的导热能力，导热材料的导热系数越大，则其导热性越好。将实施例制备的导热垫片采用drl-iii导热系数测试仪检测其导热系数；在导热垫片使用6个月后，内部含氧量经过eds测试，具体性能参数如下表所示：导热系数(w/mk，30℃)导热系数(w/mk，70℃)内部含氧量(％)实施例13.153.5818.90实施例23.613.8917.98实施例33.804.1218.58实施例43.503.9417.31从表中可以看出，导热系数变化值小，可使导热垫片在不同温度下有效填充电子元件与垫片之间的空间间隙，吸走界面热量，达到散热的目的；通过表面涂层的保护作用，延长导热垫片的使用寿命。当前第1页12