本发明涉及导热材料
技术领域：
，尤其涉及一种适合光学组件使用的非硅导热垫片。
背景技术：
：随着电子设备的不断发展，很多强大功能都集成在更小的组件中。随着电子组件的架构紧缩，操作空间的减小，如何带走更大单元功率所产生的废热成为了设计的关键之一。导热硅胶片是以硅胶为基材，添加金属氧化物等各种辅材，通过特殊工艺合成的一种导热介质材料，在行业内，又称为导热硅胶垫，导热矽胶片，软性导热垫，导热硅胶垫片等等。导热硅胶片是专门为利用缝隙传递热量而设计的，既能够填充缝隙，又能够实现在发热部位与散热部位之间传递热量，同时还起到绝缘、减震、密封等作用，是一种极佳的导热填充材料。导热硅胶片能够满足设备小型化及超薄化的设计要求，极具工艺性和使用性，适用范围广。但是传统的导热硅胶片在应用时会出现硅油的溢出或环硅氧化物的挥发，使镜面雾化或造成污染问题，另外也会在电子接点出现绝缘故障，影响了电路的正常通断。在公开号为cn107099276a的发明专利中，公开了一种耐温软性导热材料及包裹有该材料的温度传感器，该材料包括有硅胶、碳化硅、氧化铝和石墨烯，各材料充分混合形成耐温软性导热材料。而包裹有上述材料的温度传感器包括热敏电阻芯子和引线，热敏电阻芯子外包裹有上述材料层，引线与热敏电阻芯子电性连接、并伸出上述材料层外。此款耐温软性导热材料由硅胶、碳化硅、氧化铝和石墨烯通过合理的比例组合而成，可以耐高温、表面柔软、热惯性小、导热效果好；其包括在热敏电阻芯子外，形成温度传感器后，可提高温度传感器的使用寿命，鉴于温度传感器表面柔软，使得其可以与被测物件很好的贴合，也有一定的防摔作用，综合各项特点，使其响应速度与传统的相比提高50％以上。但是本发明还是无法解决电子元件表面污染问题，以及零挥发问题。目前，会用非硅型导热材料替换传统的导热硅胶片，有很多技术提出非硅型导热材料可以使用丙烯酸酯，或是用uv胶水与导热填料组成，例如公开号为cn107312130a，cn107163182a，cn105479843a等发明专利。但是大量的丙烯酸单体的存在，并没有完全解决零挥发非硅导热片，在密闭环境中还是会有挥发物的存在，会影响产品的信赖度与使用寿命，另外丙烯酸酯做成的非硅导热片都是属于硬质导热片，在实际应用上并没有办法完全符合市场具有柔软、高压缩性的特性。技术实现要素：针对上述技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，该非硅导热垫片采用基体树酯替换硅型材料，解决了低分子挥发物存在的问题。本发明的另一个目的在于提供一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，该非硅导热垫片使用高导热耐热性聚酯复合材料，具有导热系数高，耐热效果好，无低分子挥发物，阻燃绝缘等优点。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，其特征在于，由复合材料组成，所述复合材料以质量百分比计，包括有基体树酯5-20％、复合导热填料80-95％、无卤阻燃剂0-5％和抗氧化剂0-1％；上述组成质量百分比之和为100％。在本发明当中，该非硅导热垫片采用基体树酯替换硅型材料，解决了低分子挥发物存在的问题，且使用高导热耐热性聚酯复合材料，具有导热系数高，耐热效果好，无低分子挥发物，阻燃绝缘等优点。进一步，所述基体树酯为高耐热低挥发树酯。在本发明当中，高耐热低挥发树酯具有良好的耐热性能，且无挥发低气味，作为基体树酯使用能够提高该复合材料的导热性能。进一步，所述基体树酯为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丙烯腈-甲基丙烯酸酯共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚异丁烯、苯乙烯-乙烯/二烯块状共聚物中的一种或多种。在本发明当中，上述基体树酯用于将复合材料的各个组分连接起来，并在设定温度下实现由固态向粘稠态转变。进一步，所述复合导热填料为氮化硼、氮化铝、氧化镁、氧化铝、石墨烯、纳米碳管、金属粉中的一种或多种。在本发明当中，上述复合导热填料具有较高的热灵敏度，以及良好的热传导性能，并且在由固态转化为粘稠态后，能够尽快地与光学组件充分贴合，以减小该非硅导热垫片与光学组件之间的接触热阻，提高复合导热填料的热灵敏度，保证光学组件持续正常地工作。更进一步，所述氮化硼为平均粒径5-20μm的氮化硼，所述氧化铝为平均粒径1μm的氧化铝，所述石墨烯为纳米等级的石墨烯。在本发明当中，氮化硼优选5-20μm粒径的，氧化铝优选1μm粒径的，而石墨烯优选的是纳米等级的，上述复合导热填料具有较高的热灵敏度和良好的热传导性能。进一步，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂。在本发明当中，磷系阻燃剂具有高效、无烟、低毒、无污染的优点，在受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层，不仅能阻止聚合物进一步热解，保证复合材料整体温度的均衡，防止由于热传导的进行而使得复合材料整体温度快速上升，还能阻止复合材料内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。进一步，所述无卤阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、间亚苯基四苯基双磷酸酯中的一种或多种。在本发明当中，上述无卤阻燃剂基本上是在凝聚相内通过加速交联或成碳而发挥阻燃功能，这些无卤阻燃剂具有与环境友好的优势。进一步，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或多种。在本发明当中，抗氧化剂能够延缓复合材料的氧化过程，延长光学组件的使用寿命，受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂具有协同效果，能够抑制老化过程，且具有良好的色泽保护能力，能够提高复合材料的加工温度。进一步，本发明还提供一种适合光学组件使用的非硅导热垫片的制备方法，包括有如下步骤：s1，将配方量的各原料混合，经过脱除低分子程序脱除低分子；s2，将脱除低分子后的原料进入混炼程序；s3，最后压延成型。在本发明当中，非硅导热垫片需要经过3个程序的加工，首先是脱除低分子程序，这一过程能够除去低分子挥发物，其次是混炼程序，使复合材料能够充分混合，最后是压延成型，该制备方法操作简便，成本较低，且制备出的非硅导热垫片不含低分子挥发物，且导热系数高。进一步，所述步骤s1中的脱除低分子程序包括有间歇法和连续法，所述间歇法是在减压条件下直接在反应器中加温脱除低分子的方法，所述连续法是在多段式螺杆挤出机中进行脱除低分子程序的方法。在本发明当中，间歇法具有投资小的优点，但是比较费时，而连续法具有高效能和高产能的优点，比较适合工业化大批量生产。本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，该非硅导热垫片采用基体树酯替换硅型材料，解决了低分子挥发物存在的问题，且使用高导热耐热性聚酯复合材料，具有导热系数高，耐热效果好，无低分子挥发物，阻燃绝缘等优点，该非硅导热垫片的生产工艺简便，节能环保，适于推广。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明所实现的一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，由复合材料组成，这种复合材料以质量百分比计，包括有基体树酯5-20％、复合导热填料80-95％、无卤阻燃剂0-5％和抗氧化剂0-1％；上述组成质量百分比之和为100％。在本发明当中，该非硅导热垫片采用基体树酯替换硅型材料，解决了低分子挥发物存在的问题，且使用高导热耐热性聚酯复合材料，具有导热系数高，耐热效果好，无低分子挥发物，阻燃绝缘等优点。在本实施例中，基体树酯为高耐热低挥发树酯。在本发明当中，高耐热低挥发树酯具有良好的耐热性能，且无挥发低气味，作为基体树酯使用能够提高该复合材料的导热性能。在本实施例中，基体树酯为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丙烯腈-甲基丙烯酸酯共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚异丁烯、苯乙烯-乙烯/二烯块状共聚物中的一种或多种。在本发明当中，上述基体树酯用于将复合材料的各个组分连接起来，并在设定温度下实现由固态向粘稠态转变。此外，上述的各种基体树酯能够灵活使用，也灵活搭配，不具有固定的组合关系，可以根据实际情况灵活选择和搭配。在本实施例中，复合导热填料为氮化硼、氮化铝、氧化镁、氧化铝、石墨烯、纳米碳管、金属粉中的一种或多种。在本发明当中，上述复合导热填料具有较高的热灵敏度，以及良好的热传导性能，并且在由固态转化为粘稠态后，能够尽快地与光学组件充分贴合，以减小该非硅导热垫片与光学组件之间的接触热阻，提高复合导热填料的热灵敏度，保证光学组件持续正常地工作。在本实施例中，氮化硼为平均粒径5-20μm的氮化硼，氧化铝为平均粒径1μm的氧化铝，石墨烯为纳米等级的石墨烯。在本发明当中，氮化硼优选5-20μm粒径的，氧化铝优选1μm粒径的，而石墨烯优选的是纳米等级的，上述复合导热填料具有较高的热灵敏度和良好的热传导性能。在本实施例中，无卤阻燃剂为磷系阻燃剂。在本发明当中，磷系阻燃剂具有高效、无烟、低毒、无污染的优点，在受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层，不仅能阻止聚合物进一步热解，保证复合材料整体温度的均衡，防止由于热传导的进行而使得复合材料整体温度快速上升，还能阻止复合材料内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。在本实施例中，无卤阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、间亚苯基四苯基双磷酸酯中的一种或多种。在本发明当中，上述无卤阻燃剂基本上是在凝聚相内通过加速交联或成碳而发挥阻燃功能，这些无卤阻燃剂具有与环境友好的优势。在本实施例中，抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或多种。在本发明当中，抗氧化剂能够延缓复合材料的氧化过程，延长光学组件的使用寿命，受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂具有协同效果，能够抑制老化过程，且具有良好的色泽保护能力，能够提高复合材料的加工温度。在本实施例中，本发明还提供一种适合光学组件使用的非硅导热垫片的制备方法，包括有如下步骤：s1，将配方量的各原料混合，经过脱除低分子程序脱除低分子；s2，将脱除低分子后的原料进入混炼程序；s3，最后压延成型。在本发明当中，非硅导热垫片需要经过3个程序的加工，首先是脱除低分子程序，这一过程能够除去低分子挥发物，其次是混炼程序，使复合材料能够充分混合，最后是压延成型，该制备方法操作简便，成本较低，且制备出的非硅导热垫片不含低分子挥发物，且导热系数高。在本实施例中，步骤s1中的脱除低分子程序包括有间歇法和连续法，所述间歇法是在减压条件下直接在反应器中加温脱除低分子的方法，所述连续法是在多段式螺杆挤出机中进行脱除低分子程序的方法。在本发明当中，间歇法具有投资小的优点，但是比较费时，而连续法具有高效能和高产能的优点，比较适合工业化大批量生产。本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，该非硅导热垫片采用基体树酯替换硅型材料，解决了低分子挥发物存在的问题，且使用高导热耐热性聚酯复合材料，具有导热系数高，耐热效果好，无低分子挥发物，阻燃绝缘等优点，该非硅导热垫片的生产工艺简便，节能环保，适于推广。下面将结合具体实施例对适合光学组件使用的非硅导热垫片进行具体说明。实施例1一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，以质量份数计，包括有：苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr800s)10份、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr805)5份、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr810)5份、氧化铝(daw45)48份、氧化铝(daw05)32份和抗氧化剂(1010)0.2份。将上述选用的合适原料，依照其质量份数投入反应器中进行脱除低分子程序，经过150℃真空8小时的脱除低分子程序后，使用捏合机混和1.5小时，再利用多滚式压延机，将混炼好的材料压延成1.0mm厚度的薄材，作为测试样品(后面简称为试样)。实施例2一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，以质量份数计，包括有：苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr800s)8份、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr805)2份、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr810)5份、氧化铝(daw45)51份、氧化铝(daw05)34份和抗氧化剂(1010)0.2份。本实施例中的制备方法同实施例1中的制备方法。实施例3一种适合光学组件使用的非硅导热垫片，以质量份数计，包括有：苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr800s)3份、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr805)3份、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr810)4份、氧化铝(daw45)54份、氧化铝(daw05)36份和抗氧化剂(1010)0.2份。本实施例中的制备方法同实施例1中的制备方法。比较例1本比较例提供的导热硅胶垫片，以质量份数计，包括有：硅胶(rtv615)20份、氧化铝(daw45)48份、氧化铝(daw05)31份和抗氧化剂(1010)0.2份。本实施例中的制备方法同实施例1中的制备方法。表1为几个具体实施例与比较例的原料将实施例1-3所提供的非硅导热垫片及其所提供的制备方法所得的复合材料，分别命名为材料1、材料2和材料3。将比较例1所提供的导热硅胶垫片及其所提供的制备方法所得的复合材料，命名为材料4。将材料1-4的厚度均控制在1.0mm，通过测试各种材料的导热系数、环硅氧化物含量(siloxanevolatilesd4-d20)和挥发性有机物含量(vocs)，比较材料1-4的性能差异。导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温度为1℃，在1s内，通过1m2面积传递的热量，用λ表示，单位为w/(m·℃)，(此处℃也可以用k替换)。首先需要通过导热性能测定仪测定材料的热阻θ，导热性能测定仪主要由热源、冷却器、测温金属块和温度测试装置组成。热阻θ的测定：当在给定压力和恒定热流下实验达到平衡时，材料的热阻θ为：θ＝(ta-td)*a/q，其中，ta为试样热面温度，td为试样冷面温度，a为试样面积，q为热流(也即功率)；热流q：q＝v*i，其中，v为对热源施加的电压，i为通过热源的电流。热阻θ与试样厚度t呈线性关系，θ＝a+b*t，其中，斜率b的倒数即是测样的导热系数λ：λ＝1/b，由此可测得材料的导热系数。其次，需要使用气相层析仪gc-fid测定试样的环硅氧化物含量和挥发性有机物含量。表2为材料1-4的测试结果统计材料1材料2材料3材料4导热系数λ(w/m·k)1.01.52.51.0环硅氧化物含量(％)0000.02挥发性有机物含量(％)0000.01由表1和表2可知，实施例1-3制备的材料1-3的导热系数均等于或大于1.0，说明本发明在脱除低分子程序制备的非硅型导热材料比传统的硅胶导热材料的导热系数高，合乎市场需求，而且材料1-3均不含有环硅氧化物和挥发性有机物，材料4含有环硅氧化物和挥发性有机物，而包含低分子量有机物与低分子量硅氧化物都可能影响产品的光学应用。以上仅为本发明的几个较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12