一种导热相变界面材料及其制备方法和电子仪器

本申请涉及导热材料，尤其涉及一种导热相变界面材料及其制备方法和电子仪器。

背景技术：

1、在电子仪器设备中，接触热阻广泛存在于不同设备的传热通路中。例如在电子芯片中，由于芯片与热沉物质之间因为粗糙度带来了不完全接触，导致两种物质之间存在一定间隙，而间隙中充满空气，空气的热导率又比较较低，约为0.024w/(m·k)。这就极易造成芯片的热流通道严重收缩，进而影响芯片的稳定运行。

2、导热界面材料具有高导热系数与优异的流动性，涂敷在热传导接触表面之后，可以形成微小的薄膜，有效填补发热器件与散热器之间的空气间隙，从而形成良好的传热通路，使热量迅速传出，提高器件的散热效率。常规的导热界面材料，如导热硅脂、导热凝胶等，在经过多个工作周期的热循环后，会出现硅脂泵出，凝胶垂流，有机物挥发，涂层变干等现象，导致热通路收缩，精密设备被污染，需要反复涂敷等问题。

3、基于此，需要开发一种导热相变界面材料来克服或者至少部分解决上述所存在的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种导热相变界面材料及其制备方法和电子仪器。

2、为实现以上目的，本申请的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种导热相变界面材料，按质量百分比计，所述导热相变界面材料的原料包括：

4、液态树脂5％-18％，热塑性弹性体0.1％-1％，抗氧剂≤0.1％，偶联剂≤1.5％，分散剂≤0.1％，导热填料80％-94.6％。

5、优选地，所述导热相变界面材料的原料还包括：相变蜡；

6、所述相变蜡的质量占比不超过所述导热相变界面材料的原料总质量的15％。

7、进一步优选地，所述相变蜡包括：石蜡、马来化石蜡、费托蜡、微晶蜡、聚乙二醇、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、蜂蜡、棕榈蜡中的至少一种。

8、优选地，所述导热相变界面材料满足以下条件中的至少一个：

9、a.所述液态树脂包括：聚醚型多元醇、聚酯型多元醇，氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁二烯-苯乙烯、液态聚丁二烯、官能团封端的聚丁二烯、氢化聚烯烃、甲基硅油、乙烯基硅油中的至少一种；

10、b.所述抗氧化剂包括：抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂565中的至少一种；

11、c.所述偶联剂包括酞酸酯类偶联剂、硅烷类偶联剂中的至少一种；

12、d.所述分散剂包括羧酸类分散剂、氨基醇类分散剂中的至少一种；

13、e.所述导热填料包括氧化铝、氧化锌、氧化锌、氮化硅、氮化铝、氮化硼中的至少一种；

14、f.所述导热填料的粒径至少包含两种规格；

15、g.所述导热填料包括1μm-50μm的氧化铝和0.05μm-2μm的氧化锌。

16、进一步优选地，所述导热相变界面材料还满足以下条件中的至少一个：

17、h.所述羧酸类分散剂包括dolapix ev 4788、dolapix ce 64、dolapix pc 67中的至少一种；

18、i.所述氨基醇类分散剂包括produkt kv 5088、dolapix a 88中的至少一种；

19、j.所述硅烷类偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中的至少一种；

20、k.所述酞酸酯偶联剂包括异丙基三异硬脂酸钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙氧基三(十二烷基苯磺酰氧基)钛酸酯、异丙氧基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三硬脂酸钛酸酯中的至少一种；

21、l.所述官能团封端的聚丁二烯包括羟基封端的聚丁二烯、羧基封端的聚丁二烯中的至少一种。

22、优选地，所述热塑性弹性体包括：sebs、sbs、poe、eva、tpu中的至少一种。

23、第二方面，本申请提供了第一方面所述的导热相变界面材料的制备方法，包括：

24、将包括所述液态树脂、所述热塑性弹性体、所述抗氧剂和所述偶联剂在内的原料混合，得到第一混合物；

25、将所述导热填料和所述分散剂加入所述第一混合物进行混合，得到第二混合物；

26、将所述第二混合物制备成片，得到所述导热相变界面材料。

27、优选地，所述的制备方法满足以下条件中的至少一个：

28、(1)制备所述第一混合物的原料中还包括：相变蜡；

29、(2)制备所述第一混合物的过程，包括：将包括所述液态树脂、所述热塑性弹性体、所述抗氧剂和所述偶联剂在内的原料在搅拌机中混合均匀后，将温度升高至80℃-160℃，继续搅拌15min-25min；

30、(3)所述导热填料包含两种不同规格的粒径尺寸时，制备所述第二混合物的过程包括：向所述第一混合物中依次加入大粒径的导热填料、小粒径的导热填料和所述分散剂，再将温度升高至100℃-180℃，搅拌30min-40min。

31、优选地，所述制备成片之前，还包括：对所述第二混合物进行真空脱泡。

32、第三方面，本申请提供一种电子仪器，包括第一方面所述的导热相变界面材料。

33、本申请的有益效果：

34、本申请的导热相变界面材料中，选用的液态树脂在室温下柔软，填充导热填料之后，高温下的黏度适中，不会因为发热器件的翘曲现象而泵出；原料中增加的热塑性弹性体，能保持该导热相变界面材料在离型膜上剥离的完整性；通过采用偶联剂和分散剂对导热填料的面进行化学改性，有效降低了粉体的团聚现象，使得粉体间构建出良好的导热通路，又能保持电气绝缘。本申请的导热相变界面材料在贴敷时柔软，受热后黏度下降，可进一步贴合接触表面，缩小接触热阻，不易泵出，能长期构建发热器件与散热器间的高效传热通路。

35、本申请导热相变界面材料的制备方法，生产工艺简单、容易实施，且生产周期短，生产效率高，可用于进行大规模地生产制备。

技术特征：

1.一种导热相变界面材料，其特征在于，按质量百分比计，所述导热相变界面材料的原料包括：

2.如权利要求1所述的导热相变界面材料，其特征在于，所述导热相变界面材料的原料还包括：相变蜡；

3.如权利要求2所述的导热相变界面材料，其特征在于，所述相变蜡包括：石蜡、马来化石蜡、费托蜡、微晶蜡、聚乙二醇、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、蜂蜡、棕榈蜡中的至少一种。

4.如权利要求1所述的导热相变界面材料，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

5.如权利要求4所述的导热相变界面材料，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：

6.如权利要求1-5任一项所述的导热相变界面材料，其特征在于，所述热塑性弹性体包括：sebs、sbs、poe、eva、tpu中的至少一种。

7.一种权利要求1-6任一项所述的导热相变界面材料的制备方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

9.如权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备成片之前，还包括：对所述第二混合物进行真空脱泡。

10.一种电子仪器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的导热相变界面材料。

技术总结
本申请提供一种导热相变界面材料及其制备方法和电子仪器，涉及导热材料技术领域。该导热相变界面材料的原料，按质量百分比计，包括：液态树脂5％‑18％，热塑性弹性体0.1％‑1％，抗氧剂≤0.1％，偶联剂≤1.5％，分散剂≤0.1％，导热填料80％‑94.6％。进一步地，导热相变界面材料的原料还包括相变蜡。该材料的制备方法包括：将包括液态树脂、热塑性弹性体、抗氧剂和偶联剂在内的原料混合，得到第一混合物；再加入导热填料和分散剂，得到第二混合物；压制成片，得到导热相变界面材料。本申请的导热相变界面材料导热系数高，能贴合在发热器件与散热器之间，缩小接触热阻，不易泵出，且还能保持电气绝缘。

技术研发人员：林贵平,李桐,郭元东,袁康
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10