一种有机硅酮导热网络链及其制备方法与流程

文档序号:11223724阅读:829来源:国知局

本发明属于有机硅材料技术领域,具体涉及一种有机硅酮导热网络链及其制备方法。



背景技术:

随着电子信息行业的高速发展,大功率器件的散热问题亟待解决,器件表面温度过高会影响其使用寿命,如电脑cpu的散热、大功率led灯的散热、机柜、风机等。在设备小型化及超薄化的设计中,发热元件与散热器件之间的热传递、密封、绝缘是需要考虑的关键因素之一,而导热硅酮成为了本领域工作人员解决这一技术问题的常用物质。

纯导热硅酮的导热系数在0.1-0.2w/(mk),无法起到很好的散热作用,需要在硅酮基体中加入导热填料和碳材料来构建三维导热网络,利用导热填料和三维导热网络可有效解决硅酮导热系数低的问题。

石墨烯是一种新型的二维碳材料,理论导热系数高达5300w/(mk),横向尺寸在5-100um之间,但如何实现大尺寸石墨烯片与片之间的良好接触、提高石墨烯的可塑性和包裹性、将导热填料颗粒有效的吸附到碳材料的表面以加快热量的传递,是该行业目前亟待解决的关键技术问题。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种有机硅酮导热网络链及其制备方法,可利用碳材料良好的吸附性能,使导热填料颗粒有效的吸附到碳材料的表面以加快热量的传递,提高导热效率。

本发明采用的技术方案为:

一种有机硅酮导热网络链,其原料按重量份数计如下:

硅酮基体50-100份

碳材料10-20份

导热填料20-80份

助剂1-5份

功能化试剂1~2份。

其中,所述的硅酮基体为聚二甲基硅油,在25℃的运动粘度为1000-10000m﹒pas。

其中,所述的碳材料包括石墨烯、碳纤维和炭黑。

其中,所述的导热填料为三氧化二铝、氮化铝、氮化硼、铝粉、铜粉中的一种或几种。

其中,所述的助剂包括流平剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。

其中,所述的流平剂为聚氨酯流平剂、聚丙烯酸酯流平剂、有机硅流平剂中的一种或几种。

其中,所述的消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种。

其中,所述的增稠剂为聚丙烯酸钠。

其中,所述的功能化试剂为偶联剂kh550、kh580、十六胺、十八胺、二苯基二甲基异氰酸酯、对苯二胺中的一种或几种。

该有机硅酮导热网络链的制备方法包含以下步骤:

a、将功能化试剂分散于乙醇中,加入碳纤维和石墨烯,超声、抽滤、干燥后得到功能化的碳纤维和石墨烯;

b、将功能化后的碳纤维和石墨烯加入硅酮基体中,高速分散10-30min;

c、加入炭黑颗粒和导热填料,高速分散10-30min;

d、加入助剂,高速分散10-30min;

e、将步骤d得到的导热硅酮在三辊机上研磨5-10次得到有机硅酮导热网络链。

本发明制备的有机硅酮导热网络链导热系数高,传热能力强。通过将碳纤维功能化,实现了石墨烯片与片之间的有效连接;利用碳材料良好的吸附性能,使导热填料颗粒有效的吸附到碳材料的表面以加快热量的传递;功能化后的石墨烯可塑性和包裹性高,方便做成各种形状的导热体,并利用硅酮的特性,充分包裹热源,提高热导面积,增加导热效率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,这些实施例仅用来说明本发明,并不限制本发明的范围。

实施例1

一种有机硅酮导热网络链,包括以下组分,按质量份数计:聚二甲基硅油50份;碳纤维、石墨烯和炭黑颗粒共10份;三氧化二铝20份;聚氨酯流平剂、有机硅消泡剂和聚丙烯酸钠共3份;kh5801份。

其中,聚二甲基硅油在25℃的运动粘度为1000m﹒pas。

制备方法

取1gkh580分散于50ml乙醇中,加入4g碳纤维和2g石墨烯,超声10min后,抽滤、干燥,得到改性的碳纤维和石墨烯;将改性后的碳纤维和石墨烯加入50g聚二甲基硅油中,高速分散10min;加入4g炭黑颗粒和20g三氧化二铝,高速分散10min;加入1g聚氨酯流平剂、1g有机硅消泡剂和1g聚丙烯酸钠,高速分散10min;最后将预混的硅酮在三辊机上辊5次,即得到有机硅酮导热网络链。经测定,其颜色为灰色,密度为2.2g/cm3,导热系数为1.18w/m﹒k。

实施例2

一种有机硅酮导热网络链,包括以下组分,按质量份数计:聚二甲基硅油60份;碳纤维、石墨烯和炭黑颗粒共10份;氮化铝30份;聚丙烯酸酯流平剂、聚醚消泡剂和聚丙烯酸钠共4份;kh5501份。

其中,聚二甲基硅油在25℃的运动粘度为3000m﹒pas。

制备方法

取1gkh550分散于50ml乙醇中,加入3g碳纤维和3g石墨烯,超声15min后,抽滤、干燥,得到改性的碳纤维和石墨烯;将改性后的碳纤维和石墨烯加入60g聚二甲基硅油中,高速分散15min;加入4g炭黑颗粒和30g氮化铝,高速分散15min;加入1g聚丙烯酸酯流平剂、2g聚醚消泡剂和1g聚丙烯酸钠,高速分散15min;最后将预混的硅酮在三辊机上辊10次,即得到有机硅酮导热网络链。经测定,其颜色为灰色,密度为2.3g/cm3,导热系数为1.46w/m﹒k。

实施例3

一种有机硅酮导热网络链,包括以下组分,按质量份数计:聚二甲基硅油60份;碳纤维、石墨烯和炭黑颗粒共15份;氮化铝40份;有机硅流平剂、矿物油消泡剂和聚丙烯酸钠共3份;十六胺1份。

其中,聚二甲基硅油在25℃的运动粘度为5000m﹒pas。

制备方法

取1g十六胺分散于50ml乙醇中,加入5g碳纤维和5g石墨烯,超声15min后,抽滤、干燥,得到改性的碳纤维和石墨烯;将改性后的碳纤维和石墨烯加入60g聚二甲基硅油中,高速分散15min;加入5g炭黑颗粒和40g氮化铝,高速分散15min;加入1g有机硅流平剂、1g矿物油消泡剂和1g聚丙烯酸钠,高速分散15min;最后将预混的硅酮在三辊机上辊10次,即得到有机硅酮导热网络链。经测定,其颜色为深灰色,密度为2.6g/cm3,导热系数为4.22w/m﹒k。

实施例4

一种有机硅酮导热网络链,包括以下组分,按质量份数计:聚二甲基硅油70份;碳纤维、石墨烯和炭黑颗粒共15份;氮化铝60份;有机硅流平剂、聚醚消泡剂和聚丙烯酸钠共4份;十六胺2份。

其中,聚二甲基硅油在25℃的运动粘度为6000m﹒pas。

制备方法

取2g十六胺分散于50ml乙醇中,加入5g碳纤维和6g石墨烯,超声20min后,抽滤、干燥,得到改性的碳纤维和石墨烯;将改性后的碳纤维和石墨烯加入70g聚二甲基硅油中,高速分散20min;加入4g炭黑颗粒和60g氮化铝,高速分散20min;加入2g有机硅流平剂、1g聚醚消泡剂和1g聚丙烯酸钠,高速分散20min;最后将预混的硅酮在三辊机上辊8次,即得到有机硅酮导热网络链。经测定,其颜色为深灰色,密度为2.6g/cm3,导热系数为4.78w/m﹒k。

实施例5

一种有机硅酮导热网络链,包括以下组分,按质量份数计:聚二甲基硅油80份;碳纤维、石墨烯和炭黑颗粒共20份;铝粉70份;聚丙烯酸酯流平剂、聚醚消泡剂和聚丙烯酸钠共5份;十八胺2份。

其中,聚二甲基硅油在25℃的运动粘度为7000m﹒pas。

制备方法

取2g十八胺分散于50ml乙醇中,加入6g碳纤维和7g石墨烯,超声25min后,抽滤、干燥,得到改性的碳纤维和石墨烯;将改性后的碳纤维和石墨烯加入80g聚二甲基硅油中,高速分散25min;加入7g炭黑颗粒和70g铝粉,高速分散25min;加入2g有机硅流平剂、1g聚醚消泡剂和2g聚丙烯酸钠,高速分散25min;最后将预混的硅酮在三辊机上辊5次,即得到有机硅酮导热网络链。经测定,其颜色为灰黑色,密度为2.5g/cm3,导热系数为3.41w/m﹒k。

实施例6

一种有机硅酮导热网络链,包括以下组分,按质量份数计:聚二甲基硅油100份;碳纤维、石墨烯和炭黑颗粒共20份;铜粉80份;聚丙烯酸酯流平剂、聚醚消泡剂和聚丙烯酸钠共5份;十八胺2份。

其中,聚二甲基硅油在25℃的运动粘度为10000m﹒pas。

制备方法

取2g十八胺分散于50ml乙醇中,加入6g碳纤维和7g石墨烯,超声30min后,抽滤、干燥,得到改性的碳纤维和石墨烯;将改性后的碳纤维和石墨烯加入100g聚二甲基硅油中,高速分散30min;加入7g炭黑颗粒和80g铜粉,高速分散30min;加入2g有机硅流平剂、2g聚醚消泡剂和1g聚丙烯酸钠,高速分散30min;最后将预混的硅酮在三辊机上辊10次,即得到有机硅酮导热网络链。经测定,其颜色为灰黑色,密度为2.5g/cm3,导热系数为3.52w/m﹒k。

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