一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及導(dǎo)熱膠的利用領(lǐng)域，特別是涉及一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠及其制備方法。包括室溫硫化硅橡膠樹脂、導(dǎo)熱分散劑、助劑。制備方法：首先將碳納米管進(jìn)行預(yù)處理制成導(dǎo)熱分散劑，然后將導(dǎo)熱分散劑與硅橡膠和助劑進(jìn)行共混。有益效果是：多壁碳納米管經(jīng)過預(yù)處理制成的導(dǎo)熱分散劑，與硫化硅橡膠相容性好，能在膠黏劑體系中均勻分散，不存在聚集結(jié)塊的現(xiàn)象。同時(shí)，多壁碳納米管又具有高熱導(dǎo)率，將其作為導(dǎo)熱填料加入到膠黏劑體系中，徹底解決了導(dǎo)熱膠散熱性不理想的問題，導(dǎo)熱系數(shù)值為15W/m·K~32W/m·k。不僅如此，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、采用的原料性能優(yōu)異，制備的導(dǎo)熱膠在電腦散熱器上應(yīng)用非常理想，滿足了各方面的要求。
【專利說明】一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)熱膠的利用領(lǐng)域，特別是涉及一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在這個(gè)高速發(fā)展的數(shù)字時(shí)代，電子產(chǎn)品日益受到重視，特別是電腦幾乎成為每個(gè)上班族的必備品。而電腦從開始啟動(dòng)那刻起，散熱就開始了，散熱性能的好壞直接影響電腦的性能，關(guān)乎電腦的運(yùn)行速度和使用壽命。特別是在運(yùn)行大型游戲時(shí)，電腦主板產(chǎn)生了大量的熱量，如果熱量沒有得到很好的擴(kuò)散，可想而知對(duì)電腦組件的破壞是何等的巨大。
[0003]而起到散熱作用的就是散熱器，肉眼看似光滑的表面其實(shí)在顯微鏡下觀察是不平整的，其表面的各種凹凸不平都會(huì)嚴(yán)重影響到熱傳導(dǎo)效率。表面的縫隙和不平使得空氣存在其中。由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)低而且不容易排除，當(dāng)表面的空氣吸收了熱量發(fā)生膨脹后，就會(huì)引起處理器與散熱器之間的縫隙進(jìn)一步擴(kuò)大。
[0004]導(dǎo)熱膠的出現(xiàn)解決了這一難題，將導(dǎo)熱膠涂覆在散熱器表面，填補(bǔ)了散熱器表面的凹凸不平，這樣一來散熱器和處理器直接就實(shí)現(xiàn)了零距離接觸，處理器發(fā)出的熱量通過導(dǎo)熱膠直接傳遞到散熱器上，散熱器的功效實(shí)現(xiàn)完美發(fā)揮。
導(dǎo)熱膠是由樹脂、導(dǎo)熱填料，助劑等部分組成，其中導(dǎo)熱填料對(duì)導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)起決定作用，目前，市場(chǎng)上常見的幾種導(dǎo)熱填料有氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、氧化硅等。氮化鋁，導(dǎo)熱系數(shù)非常高，但是價(jià)格昂貴，通常每公斤在幾百元至上千元；氮化鋁比表面積大、吸油值高，隨著氮化鋁在樹脂中填充率的增加，體系粘度急劇上升，實(shí)際制成的導(dǎo)熱膠膜中氮化鋁填充率很低，嚴(yán)重影響導(dǎo)熱膠膜的導(dǎo)熱性。另外，氮化鋁吸潮后會(huì)與水發(fā)生水解反應(yīng)A1N+3H20=A1 (0H) 3丨+NH3丨，水解產(chǎn)生的Al (0H) 3會(huì)使導(dǎo)熱通路產(chǎn)生中斷，進(jìn)而影響聲子的傳遞，因此做成制品后導(dǎo)熱率會(huì)不斷降低，即使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，也不能保證100%填料表面被包覆；氧化鈹，雖然其熱導(dǎo)率很高，但是由于其毒性大，導(dǎo)致其在導(dǎo)熱膠膜的實(shí)際應(yīng)用受到了很大的限制；氮化硼，導(dǎo)熱系數(shù)非常高，性質(zhì)穩(wěn)定。根據(jù)產(chǎn)品純度和粒度不同價(jià)格差別較大，從幾百元到上千元每公斤不等。雖然單純使用氮化硼可以達(dá)到較高的熱導(dǎo)率，但與氮化鋁類似，隨著氮化硼在樹脂中填充率的增加，在體系中添加量大于40%后體系粘度會(huì)急劇上升，給混膠和填料的分散造成很大影響，實(shí)際制成的導(dǎo)熱膠膜中氮化硼填充率很低，導(dǎo)熱率較低。有國外廠商生產(chǎn)球形氮化硼，產(chǎn)品粒徑大，比表面積小，填充率高，不易增粘，但是價(jià)格極高，限制了其在高導(dǎo)熱膠膜中的應(yīng)用；氧化鎂，價(jià)格便宜，但是在空氣中易吸潮，容易吸收水分和二氧化碳而逐漸成為堿式碳酸鎂，增粘性較強(qiáng)，不能大量填充，由氧化鎂制成的導(dǎo)熱膠膜導(dǎo)熱率會(huì)不斷降低，導(dǎo)熱率極不穩(wěn)定。另外，由于其耐酸性差，限制了其在酸性環(huán)境下的應(yīng)用；氧化硅，結(jié)晶型硅微粉價(jià)格較低，適合大量填充降低成本。但由于其導(dǎo)熱性偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)難題，提出一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠及其制備方法，所制備的導(dǎo)熱膠具有高導(dǎo)熱系數(shù)和良好的粘接性能。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠，其特征在于，其成分按以下重量百分比組成:室溫硫化硅橡膠樹脂為659Γ75.5%、導(dǎo)熱分散劑為149Γ24.5%、助劑為0.59Tll% ;所述的導(dǎo)熱分散劑為32%的多壁碳納米管、62%的丁酮和6%的ΒΥΚ-161助劑。
[0007]一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于，步驟如下:
第一步，首先制備導(dǎo)熱分散劑，按重量百分比取32%的多壁碳納米管、62%的丁酮和6%的ΒΥΚ-161助劑，將ΒΥΚ-161助劑溶解于丁酮中，然后在磁力攪拌下加入多壁碳納米管，待多壁碳納米管充分潤濕后，利用球磨機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行研磨1-2小時(shí)后即可得到分散均勻的多壁碳納米管預(yù)處理劑，最后使用T份L-20bR高速冷凍離心機(jī)通過離心的方法去除上清液，得到導(dǎo)熱分散劑。
[0008]第二步，按重量百分比取659Γ75.5%的室溫硫化硅橡膠樹脂、149Γ24.5%的導(dǎo)熱分散劑和0.59Tll%的助劑，將各組分加入到容器中，在常溫下使用MYP11-2A恒溫磁力攪拌器和ΤΗΖ-82Α水浴恒溫振蕩器進(jìn)行磁力攪拌0.5tTlh和超聲振蕩0.5tTlh，隨后再進(jìn)行一次磁力攪拌0.5tTlh和超聲振蕩0.5tTlh，即可得到混合均勻的導(dǎo)熱膠。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:多壁碳納米管經(jīng)過預(yù)處理制成的導(dǎo)熱分散劑，與硫化硅橡膠相容性好，能在膠黏劑體系中均勻分散，不存在聚集結(jié)塊的現(xiàn)象。同時(shí)，多壁碳納米管又具有高熱導(dǎo)率，將其作為導(dǎo)熱填料加入到膠黏劑體系中，徹底解決了導(dǎo)熱膠散熱性不理想的問題，導(dǎo)熱系數(shù)值為15W/m*lT32W/m*k。不僅如此，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、采用的原料性能優(yōu)異，制備的導(dǎo)熱膠在電腦散熱器上應(yīng)用非常理想，滿足了各方面的要求。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠及其制備方法技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0011]一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠，其成分按以下重量百分比組成:室溫硫化硅橡膠樹脂為659Γ75.5%、導(dǎo)熱分散劑為149Γ24.5%、助劑為0.5°/Γ?1% ;導(dǎo)熱分散劑為32%的多壁碳納米管、62%的丁酮和6%的ΒΥΚ-161助劑。
[0012]多壁碳納米管為內(nèi)徑小于50nm、外徑小于60nm、長(zhǎng)度為小于30 μ m的多壁碳納米管。
[0013]助劑為觸變劑氣相二氧化硅、增塑劑八甲基硅油、交聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷、偶聯(lián)劑KH-550和催化劑二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
[0014]實(shí)施例1按重量百分比稱取，室溫硫化硅橡膠樹脂67%，導(dǎo)熱分散劑24%，助劑9%。
[0015]9%的助劑具體為:氣相二氧化硅6%、甲基三甲氧基硅烷1%、1%的KH-550和二月桂酸二丁基錫1%。
[0016]制備過程:第一步，首先制備導(dǎo)熱分散劑，按重量百分比取32%的多壁碳納米管、62%的丁酮和6%的BYK-161助劑，將BYK-161助劑溶解于丁酮中，然后在磁力攪拌下加入多壁碳納米管，待多壁碳納米管充分潤濕后，利用球磨機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行研磨1-2小時(shí)后即可得到分散均勻的多壁碳納米管預(yù)處理劑，最后使用T份L-20bR高速冷凍離心機(jī)通過離心的方法去除上清液，得到導(dǎo)熱分散劑。
[0017]第二步，按重量百分比取67%的室溫硫化硅橡膠樹脂、24%的導(dǎo)熱分散劑、6%的氣相二氧化硅、1%的甲基三甲氧基硅烷、1%的KH-550和1%的二月桂酸二丁基錫。將各組分加入到容器中，在常溫下使用MYP11-2A恒溫磁力攪拌器和THZ-82A水浴恒溫振蕩器進(jìn)行磁力攪拌0.6h和超聲振蕩0.6h，隨后再進(jìn)行一次磁力攪拌0.6h和超聲振蕩0.6h，即可得到混合均勻的導(dǎo)熱膠。
[0018]實(shí)施例2按重量百分比稱取,室溫硫化娃橡膠71%,導(dǎo)熱分散劑20%,氣相二氧化娃4%、八甲基硅油1%、甲基三甲氧基硅烷1%、1%的KH-550和二月桂酸二丁基錫2%。
[0019]制備過程:首先，將BYK-161溶解于丁酮中，然后在磁力攪拌下緩緩加入多壁碳納米管，待多壁碳納米管全部加入后，利用球磨機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行研磨，兩小時(shí)后即可得到分散均勻的多壁碳納米管預(yù)處理劑，最后通過離心的方法去除上清液，得到導(dǎo)熱分散劑。將71%的室溫硫化硅橡膠、20%的導(dǎo)熱分散劑、4%的氣相二氧化硅、1%的八甲基硅油、1%的甲基三甲氧基硅烷、1%的KH-550和2%的二月桂酸二丁基錫加入到容器中，在常溫下進(jìn)行磁力攪拌lh和超聲振蕩0.5h，隨后再進(jìn)行一次磁力攪拌0.5h和超聲振蕩0.5h，即可得到混合均勻的導(dǎo)熱膠。
[0020]實(shí)施例3按重量百分比稱取，室溫硫化硅橡膠74.8%，導(dǎo)熱分散劑19.6%，氣相二氧化硅2.8%、八甲基硅油0.2%、甲基三甲氧基硅烷1.4%、0.2%的KH-550和二月桂酸二丁基錫1%。
[0021]制備過程:首先，將BYK-161溶解于丁酮中，然后在磁力攪拌下緩緩加入多壁碳納米管，待多壁碳納米管全部加入后，利用球磨機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行研磨，一小時(shí)后即可得到分散均勻的多壁碳納米管預(yù)處理劑，最后通過離心的方法去除上清液，得到導(dǎo)熱分散劑。將74.8%的室溫硫化硅橡膠、19.6%的導(dǎo)熱分散劑、2.8%的氣相二氧化硅、0.2%的八甲基硅油、
1.4%的甲基三甲氧基硅烷、0.2%的KH-550和1%的二月桂酸二丁基錫加入到容器中，在常溫下進(jìn)行磁力攪拌0.5h和超聲振蕩0.5h，隨后再進(jìn)行一次磁力攪拌lh和超聲振蕩lh，即可得到混合均勻的導(dǎo)熱膠。
[0022]T份L_20bR高速冷凍離心機(jī)為上海安亭科學(xué)儀器廠生產(chǎn)。
[0023]MYP11-2A恒溫磁力攪拌器為上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司生產(chǎn)。水浴恒溫振蕩器型號(hào)為THZ-82A。
【權(quán)利要求】
1.一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠，其特征在于，其成分按以下重量百分比組成:室溫硫化硅橡膠樹脂為659Γ75.5%、導(dǎo)熱分散劑為149Γ24.5%、助劑為0.5°/Γ?1% ;所述的導(dǎo)熱分散劑由32%的多壁碳納米管、62%的丁酮和6%的ΒΥΚ-161助劑制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠，其特征在于，所述的多壁碳納米管為內(nèi)徑小于50nm、外徑小于60nm、長(zhǎng)度為小于30 μ m的多壁碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠，其特征在于，所述的助劑為觸變劑氣相二氧化硅、增塑劑八甲基硅油、交聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷、偶聯(lián)劑KH-550和催化劑二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
4.一種粘接于散熱板的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于，步驟如下: 第一步，首先制備導(dǎo)熱分散劑，按重量百分比取32%的多壁碳納米管、62%的丁酮和6%的BYK-161助劑，將BYK-161助劑溶解于丁酮中，然后在磁力攪拌下加入多壁碳納米管，待多壁碳納米管充分潤濕后，利用球磨機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行研磨1-2小時(shí)后即可得到分散均勻的多壁碳納米管預(yù)處理劑，最后使用T份L-20bR高速冷凍離心機(jī)通過離心的方法去除上清液，得到導(dǎo)熱分散劑； 第二步，按重量百分比取659Γ75.5%的室溫硫化硅橡膠樹脂、149Γ24.5%的導(dǎo)熱分散劑和0.59Tll%的助劑，將各組分加入到容器中，在常溫下使用ΜΥΡ11-2Α恒溫磁力攪拌器和ΤΗΖ-82Α水浴恒溫振蕩器進(jìn)行磁力攪拌0.5tTlh和超聲振蕩0.5tTlh，隨后再進(jìn)行一次磁力攪拌0.5tTlh和超聲振蕩0.5tTlh，即可得到混合均勻的導(dǎo)熱膠。
【文檔編號(hào)】C09J183/04GK104449545SQ201410684684
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】翟丹丹, 王永明, 高之香, 李崇, 吳金麗, 郭平勝, 李士學(xué), 李程 申請(qǐng)人:三友（天津）高分子技術(shù)有限公司