散热涂料溶液、其应用及散热装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种散热技术，特别涉及一种散热涂料溶液、其应用及散热装置。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品的精密化设计，电子产品的运作过程常伴随着大量热能的产生，若 无法有效地将热能逸散，将使电子产品发生过热的问题，甚而影响其品质与可靠度。
[0003] 为避免前述问题，现有技术多半是在电子产品的热源设置散热鳍片或风扇，以期 能通过提高表面积或增加热对流的方式，将热源逸散至电子产品的外部。然而，设置散热鳍 片将增加电子产品的整体体积大小；且风扇除了会增加电子产品的体积外，更需额外通入 电源才能驱动风扇运转，达到降低电子产品的温度的目的。
[0004] 然而，前述解决问题的技术手段皆不利于电子产品往轻薄化及节能的方向发展。 为克服前述限制，现有技术转而在电子装置上涂布散热涂层，以期能在符合电子产品的轻 薄化、节能化的需求下，达到散热的目的。
[0005] 目前已发展的散热涂层的材料多半以经化学改质的纳米碳材为主，由于该经化学 改质的纳米碳材的壳层结构受到破坏，致使该经化学改质的纳米碳材无法获得足够的耐热 性，故现有技术的散热涂层无法适用在400°C以上的温度下发挥所需的散热效果。
【发明内容】
[0006] 有鉴于现有技术的技术缺陷，本发明的目的在于发展一种散热涂料溶液，其能适 用于金属材质或塑胶材质的基材上，并且形成一结构简单、无需耗费额外能源及安全耐用 的散热涂层，由此解决电子产品或相关车用零组件产品因温度过高而衍生的问题。
[0007] 为达成前述目的，本发明提供一种散热涂料溶液，其包括一未经改质的纳米碳材、 多个树脂凝胶微粒及一溶剂，所述树脂凝胶微粒分散在该溶剂中，且该未经改质的纳米碳 材附着于所述树脂凝胶微粒的表面上，且所述树脂凝胶微粒的材料包括变性压克力聚醇树 月旨、硅酸盐树脂、硅氧烷树脂或氟碳树脂；其中，以散热涂料溶液的总重为基准，该未经改质 的纳米碳材的含量介于0. 1重量百分比至10重量百分比之间。
[0008] 据此，本发明的散热涂料溶液因含有未经改质的纳米碳材及树脂凝胶微粒，故能 使未经改质的纳米碳材在保留原有的不饱和双键结构及封闭的壳层结构下，提供良好的热 辐射的散热效果，并使未经改质的纳米碳材能附着于所述树脂凝胶微粒的表面上，从而确 保散热涂料溶液中的树脂凝胶微粒及未经改质的纳米碳材皆能具备良好的分散性，以提升 其应用性。
[0009] 优选的，以散热涂料溶液的总重为基准，所述树脂凝胶微粒的含量介于20重量百 分比至60重量百分比之间，该溶剂的含量介于35重量百分比至75重量百分比之间。
[0010] 优选的，该散热涂料溶液在25°C下的粘度介于5cP至200cP之间；所述树脂凝胶 微粒的平均粒径介于0. 1微米至10微米之间。据此，本发明的散热涂料溶液不仅能具备良 好的分散性，更能适用于使用湿式喷涂法将散热涂料溶液形成于一电子产品或相关车用零 组件产品上，以提升本发明的散热涂料溶液的应用性。
[0011] 优选的，该未经改质的纳米碳材包含纳米石墨、纳米碳管、纳米碳球、纳米碳黑或 其混合物；该未经改质的纳米碳材的比表面积介于50m2/g至2000m2/g之间。优选的,该未 经改质的纳米碳材为纳米碳球,其粒径1纳米至100纳米之间。
[0012] 优选的，该溶剂选自：甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、 乙醇、异丙醇、正丁醇、水及其组合。据此，搭配前述选用的树脂凝胶微粒的种类，能确保树 脂凝胶微粒在前述溶剂中具有良好的分散性。
[0013] 优选的，该散热涂料溶液包括钴蓝，以散热涂料溶液的总重为基准，钴蓝的含量介 于1重量百分比至5重量百分比之间。据此，所述的散热涂料溶液更能进一步提供良好的 热辐射的散热效果。
[0014] 依据本发明，"未经改质的纳米碳材"指该一表面未经官能基进行化学改质的纳米 碳材，故该未经改质的纳米碳材能保留原有的不饱和双键结构及封闭的壳层结构，由此确 保包含其的散热涂料溶液提供良好的热辐射及热传导效果。举例而言，当选用未经改质的 纳米碳球作为未经改质的纳米碳材时，由于该未经改质的纳米碳球仍保留有完整的封闭球 壳结构及石墨层结构，通过该石墨层结构中的不饱和双键结构能确保该未经改质的纳米碳 球于630°C以上的空气中仍具备良好的耐热性，故包含其的散热涂料溶液能得以提供良好 的热辐射及热传导的散热效果。
[0015] 本发明另提供一种散热涂料溶液的应用，其包括使用湿式喷涂法将前述的散热涂 料溶液喷涂于一基材上；在25°c至30(TC干燥该散热涂料溶液，以在该基材上形成一散热 涂层。
[0016] 优选的，当散热涂料溶液中的树脂凝胶微粒的材料为硅酸盐树脂；以散热涂料溶 液的总重为基准，所述硅酸盐树脂凝胶微粒的含量介于20重量百分比至60重量百分比之 间，该溶剂的含量介于35重量百分比至75重量百分比之间。据此，该散热涂料溶液能具备 良好的耐热性，故该散热涂料溶液能以180°C至300°C的温度下在一金属基材上干燥形成 一散热涂层；该金属基材例如：铝基材、汽车的涡轮增压器或来令片等。
[0017] 本发明又提供一种散热装置，该散热装置包含一热导性基材及形成于该热导性基 材上的一散热涂层，其中该热导性基材的材料为陶瓷、石墨、金属、合金、半导体、树脂，且该 散热涂层是由如前所述的散热涂料溶液所形成。在此，本案可适用的热导性基材可为陶瓷 均温板、石墨层、石墨棒、金属热导管、积体电路板、涡轮增压器、散热鳍片、晶圆、封装元件 等，但并非仅限于此。
[0018] 综上所述，本发明提供一种散热涂料溶液，其不仅能提供良好的热辐射的散热效 果，更能确保散热涂料溶液中的树脂凝胶微粒及未经改质的纳米碳材皆能具备良好的分散 性，故本发明的散热涂料溶液能适用以湿式喷涂法在各种材质的基材上形成一散热涂层， 由此获得广泛的应用性。据此，由散热涂料溶液所形成的散热涂层不仅具有结构简单及耐 腐蚀性等特点，包含此种散热涂层的散热装置更可以在不需耗费额外能源或无风的情况下 提供良好的散热效果。
【具体实施方式】
[0019] 以下，将通过具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可经由本说明 书的内容轻易地了解本发明所能达成的优点与功效，并且在不背离本发明的精神下进行各 种修饰与变更，以施行或应用本发明的内容。
[0020] 实施例1 :散热涂料溶液
[0021] 本实施例选用的原料及其特性如下：
[0022] 1.树脂凝胶微粒
[0023] 材料：变性压克力聚醇树脂；
[0024] 粒径：0· 1至0· 5微米；
[0025] 2.溶剂
[0026] 材料：二甲苯；
[0027] 3.纳米碳球
[0028] 特性：未经官能基进行化学改质；
[0029] 粒径：约40纳米；
[0030] 比表面积：65m2/g。
[0031] 将前述原料混合并且搅拌至均匀状态后，形成一散热涂料溶液，在本实施例的散 热涂料溶液中，变性压克力聚醇树脂凝胶微粒分散于二甲苯中，且该未经改质的纳米碳球 附着于所述变性压克力聚醇树脂凝胶微粒的表面上。以散热涂料溶液的总重为基准，该变 性压克力聚醇树脂凝胶微粒的含量约35重量百分比，二甲苯的含量约63重量百分比，未经 改质的纳米碳球的含量约2重量百分比。其中，该散热涂料溶液在25°C下的粘度为10至 IOOcP ;变性压克力聚醇树脂凝胶微粒分散于二甲苯中的平均粒径约0. 1至0. 5微米之间。
[0032] 实施例2 :散热涂料溶液
[0033] 本实施例选用的原料及其特性如下：
[0034] 1.树脂凝胶微粒
[0035] 材料：娃酸盐树脂；
[0036] 粒径：0· 1至0· 5微米；
[0037] 2.溶剂
[0038] 材料：异丙醇；
[0039] 3.纳米碳球
[0040] 特性：未经官能基进行化学改质；
[0041] 粒径：40纳米；
[0042] 比表面积：65m2/g。
[0043] 将前述原料混合并且搅拌至均匀状态后，形成一散热涂料溶液，在本实施例的散 热涂料溶液中，硅酸盐树脂凝胶微粒分散于异丙醇中，且该未经改质的纳米碳球附着于所 述硅酸盐树脂凝胶微粒的表面上。在此，以散热涂料溶液的总重为基准，该硅酸盐树脂凝胶 微粒的含量约48重量百分比，异丙醇的含量约50重量百分比，未经改质的纳米碳球的含量 约2重量百分比。其中，该散热涂料溶液在25°C下的粘度为10至IOOcP ;硅酸盐树脂凝胶 微粒分散在异丙醇中的平均粒径约0. 1至0. 5微米之间。
[0044] 实施例3 :散热涂料溶液
[0045] 本实施例选用的原料及其特性如下：
[0046] 1.树脂凝胶微粒
[0047] 材料：娃酸盐树脂；
[0048] 粒径：0· 1至0· 5微米；
[0049] 2.溶剂
[0050] 材料：异丙醇；
[0051] 3.纳米碳球
[0052] 特性：未经官能基进行化学改质；
[0053] 粒径：40纳米；
[0054] 比表面积：65m2/g ;
[0055] 4.添加剂：
[0056] 材料：钴蓝。
[0057] 将前述原料混合并且搅拌至均匀状态后，形成一散热涂料溶液，在本实施例的散 热涂料溶液中，硅酸盐树脂凝胶微粒分散于异丙醇中，且该未经改质的纳米碳球附着于所 述硅酸盐树脂凝胶微粒的表面上，钴蓝则均匀分布于溶剂的液相中。在此，以散热涂料溶液 的总重为基准，该硅酸盐树脂凝胶微粒的含量约46重量百分比，异丙醇的含量约50重量百 分比，未经改质的纳米碳球的含量约2重量百分比之间，钴蓝的含量约2重量百分比。
[0058] 实施例4 :散热涂料溶液
[0059] 本实施例选用的原料及其特性如下：
[0060] 1.树脂凝胶微粒
[0061] 材料：硅酸盐树脂；
[0062] 粒径：0· 1至0· 5微米；
[0063] 2.