本發(fā)明屬于散熱涂料領域,具體涉及一種基于銀納米線的散熱降溫涂料。
背景技術:
隨著現代社會對電子設備的要求,質量輕便、攜帶方便、柔性透明和集成度一體化的程度越來越高,電子產品也向薄、輕、小的方向發(fā)展,使得電子產品表面溫度也在不斷升高,由于電子元器件也迫切需要一個相對低溫的環(huán)境才能可靠運行,否則會降低電子元器件的壽命,因此電子產品的散熱成為一個很突出的問題。特別是目前越來越流行的在背投電視、等離子電視、平板電視等大屏幕電視中,都存在一個共同的問題,那就是電視的散熱問題,過高的溫度會導致電子元器件性能下降,會導致激光電視中光學部件的老化,導致顯示系統(tǒng)不穩(wěn)定,會嚴重影響到整個行業(yè)的發(fā)展進程。因此,散熱問題在設計大規(guī)模集成電路和封裝電子設備過程中是亟待解決的問題。
目前,為了解決各種高發(fā)熱量電子元器件的散熱需求,大多在電子元器件表面貼裝高導熱系數的金屬散熱片,例如銅和鋁,將電子元器件內部的熱量均勻散發(fā)出去。但是,散熱效果仍不甚理想。金屬納米線也被證明是很好的導熱材料,因為納米線具有很高的比表面積,增加了散熱面,提高了散熱性能。但是金屬納米線形成的薄膜中間仍然有孔隙,要使散熱性能達到最好,還需要解決孔隙填充的問題。
技術實現要素:
本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對現有技術存在的問題,提供一種基于銀納米線的散熱降溫涂料,解決銀納米線散熱層中孔隙多的問題,提高銀納米線薄膜散熱性能。
為了實現上述目的,本發(fā)明采用的技術方案為:
一種基于銀納米線的散熱降溫涂料,所述散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:銀納米線20-30%,高導熱無機納米填料5-8%,氟碳表面活性劑0.5-2%,小分子分散劑0.3-4%,小分子流平劑1-3%,小分子消泡劑1-3%和異丙醇50-72.2%。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案,所述高導熱無機納米填料為sic、al2o3、aln和bn中的一種或幾種的混合,所述高導熱無機納米填料的粒徑為60-120nm。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案,所述銀納米線的直徑為50-80nm,長度在15-25μm。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案,所述氟碳表面活性劑為zonyl@fso、zonyl@fsp、zonyl@fsa、zonyl@8867l、zonyl@8857a、zonyl@fsn、zonyl@fs、zonyl@fsk、zonyl@fsd、zonyl@tbs和capstone@fs系列氟碳表面活性劑中的一種或幾種的混合。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案,所述小分子分散劑為乙醇胺或2-氨基-2甲基-1-丙醇。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案,所述小分子流平劑為乙二醇二丁醚、異丙氧基乙醇、丙二醇甲醚、異佛爾酮、二丙酮醇和dbe中的一種或幾種的混合。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案,所述小分子消泡劑為2-己基乙醇。
本發(fā)明的有益效果在于:
(1)本發(fā)明的散熱降溫涂料涂覆后僅需通過簡單的熱處理,就能去除大部分助劑,形成銀納米線散熱薄膜,由于銀納米線具有重量輕、導熱系數大、導熱均勻、可塑性高的特點,使散熱薄膜具有重量輕、導熱效果好、導熱均勻的效果;
(2)高導熱無機納米填料如sic、al2o3、aln、bn等,具有低價格、高導熱系數的特點,并且還具備高硬度、高韌性、抗磨損的特性,高導熱無機納米填料的加入,填充了銀納米線之間的孔隙,使散熱涂料與散熱體的接觸面更大,散熱面也更大,提高了散熱性能,對提高元器件的壽命具有重要的意義。
附圖說明
圖1為涂覆了對比例1的散熱降溫涂料的銅片和涂覆了實施例4的散熱降溫涂料的銅片的升溫變化曲線。
圖2為涂覆了對比例1的散熱降溫涂料的銅片和涂覆了實施例4的散熱降溫涂料的銅片的降溫變化曲線。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
實施例1
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為50nm、長度為15-25μm的銀納米線20%,粒徑為60nm的sic高導熱無機納米填料5%,zonyl@fso氟碳表面活性劑0.5%,2-氨基-2甲基-1-丙醇小分子分散劑0.3%,乙二醇二丁醚小分子流平劑1%,2-己基乙醇小分子消泡劑1%和異丙醇72.2%。
實施例2
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為50nm、長度為15-25μm的銀納米線30%,粒徑為120nm的al2o3高導熱無機納米填料8%,zonyl@fsp氟碳表面活性劑2%,2-氨基-2甲基-1-丙醇小分子分散劑4%,異丙氧基乙醇小分子流平劑3%,2-己基乙醇小分子消泡劑3%和異丙醇50%。
實施例3
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為60nm、長度為15-25μm的銀納米線23%,粒徑為70nm的aln高導熱無機納米填料7%,zonyl@fsa氟碳表面活性劑1.5%,乙醇胺小分子分散劑0.5%,丙二醇甲醚小分子流平劑1.5%,2-己基乙醇小分子消泡劑2%和異丙醇64.5%。
實施例4
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為60nm、長度為15-25μm的銀納米線25%,粒徑為70nm的bn高導熱無機納米填料8%,zonyl@8867l氟碳表面活性劑1%,2-氨基-2甲基-1-丙醇小分子分散劑3%,異佛爾酮小分子流平劑2.5%,2-己基乙醇小分子消泡劑2%和異丙醇58.5%。
實施例5
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為60nm、長度為15-25μm的銀納米線28%,粒徑為80nm的sic高導熱無機納米填料6%,zonyl@8857a氟碳表面活性劑2%,乙醇胺小分子分散劑2%,二丙酮醇小分子流平劑2%,2-己基乙醇小分子消泡劑2%和異丙醇58%。
實施例6
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為80nm、長度為15-25μm的銀納米線30%,粒徑為80nm的sic高導熱無機納米填料5%,zonyl@fsd氟碳表面活性劑1%,2-氨基-2甲基-1-丙醇小分子分散劑2%,dbe小分子流平劑3%,2-己基乙醇小分子消泡劑1%和異丙醇58%。
實施例7
本實施例的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為60nm、長度為15-25μm的銀納米線22%,粒徑為80nm的sic高導熱無機納米填料6%,zonyl@tbs氟碳表面活性劑0.5%,乙醇胺小分子分散劑4%,乙二醇二丁醚小分子流平劑1%,2-己基乙醇小分子消泡劑1.5%和異丙醇65%。
對比例1
對比例1的散熱降溫涂料的配方組分及質量百分比為:直徑為60nm、長度為15-25μm的銀納米線25%,zonyl@8867l氟碳表面活性劑1%,2-氨基-2甲基-1-丙醇小分子分散劑3%,異佛爾酮小分子流平劑2.5%,2-己基乙醇小分子消泡劑2%和異丙醇66.5%。
銅片升溫實驗
準備5cm×5cm×0.5cm規(guī)格的兩塊清洗潔凈后的銅片,其中一塊為對照組,表面均勻涂覆對比例1的散熱降溫涂料;另一塊為實驗組,其表面均勻涂覆實施例4的散熱降溫涂料。將兩個功率相同的led燈的燈芯底部涂抹導熱膏,分別固定在這兩塊銅板上面。接上直流電源,將兩個led燈的功率調到一樣,利用測溫儀對兩個led燈的燈芯進行測量溫度,記錄不同的銅板情況下的溫度差異。
經實驗測試可知,led燈固定在銅片上后仍以同樣的功率工作,而且涂覆了實施例4的散熱降溫涂料的銅片上的led燈的溫度比涂覆了對比例1的散熱降溫涂料的銅片上的led燈的溫度低,如圖1所示。由此說明實施例4的散熱降溫涂料摻入了無機納米填料,填充了銀納米線之間的孔隙,使散熱涂料與散熱體的接觸面更大,散熱面也更大,提高了散熱性能。
銅片降溫實驗
準備7.5cm×7.5cm×0.2cm規(guī)格的兩塊銅片,其中一塊為對照組,表面均勻涂覆對比例1的散熱降溫涂料;另一塊為實驗組,其表面均勻涂覆實施例4的散熱降溫涂料。將兩銅片放置在100℃加熱板溫度平衡30分鐘后,將感溫線固定于銅片中心處,移除加熱板,利用測溫儀記錄不同銅板的溫度下降變化。
由圖2可知,涂覆了實施例4的散熱降溫涂料的銅片降溫至起始溫度一半所用時間是約18分鐘,而涂覆了對比例1的散熱降溫涂料的銅片降溫至起始溫度的一半時所用時間約37分鐘,這也說明實施例4的散熱降溫涂料摻入了無機納米填料,散熱性能更佳。
最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制,盡管通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了描述,但本領域的普通技術人員應當理解,可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變,而不偏離所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。