專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)型導(dǎo)熱膠，特別是涉及一種提高散熱器與高發(fā)熱
'溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠。
背景技術(shù)：
目前，散熱器和高發(fā)熱電子元件之間界面的導(dǎo)熱方法主要是涂覆導(dǎo)熱
膠。導(dǎo)熱膠主要有如下類(lèi)型 一種是在硅油或礦物油中添加具有髙導(dǎo)熱系 數(shù)的導(dǎo)熱粉體，如陶瓷粉體、石墨粉體、碳纖維、碳納米管或金屬粉體。 但是由于導(dǎo)熱粉體含量和顆粒形狀的限制，且在使用過(guò)程中揮發(fā)小分子物 質(zhì)而干化，因此，這類(lèi)導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)一般小于5 W/m，K。為了提高導(dǎo) 熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)， 一種方法是提高礦物油中貴金屬粉體的含量、純度以及 顆粒形狀的配比；另一種方法是使用熔點(diǎn)為IO(TC左右的銦合金，這兩類(lèi) 導(dǎo)熱膠主要缺點(diǎn)是性能不穩(wěn)定特別是價(jià)格昂貴。美國(guó)專(zhuān)利US5950066和 US6197859,申請(qǐng)?zhí)枮?3122072.X的中國(guó)專(zhuān)利涉及到開(kāi)發(fā)的導(dǎo)熱膠是低溫 軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠。美國(guó)專(zhuān)利US5950066和US6197859是將烯類(lèi)與硅烷 在催化條件下合成低溫軟化膠，再添加柔軟劑組成導(dǎo)熱膠，工藝復(fù)雜且導(dǎo) 熱膠性能不穩(wěn)定；申請(qǐng)?zhí)枮?3122072.X的中國(guó)專(zhuān)利是用液態(tài)丙烯腈橡膠 與聚醋酸乙烯混合，再添加導(dǎo)熱粉體制成軟化溫度在38 65。C的低溫軟化 導(dǎo)熱膠，但是導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.5 5 W/nvK?，F(xiàn)有的成本低、性能穩(wěn)定的導(dǎo) 熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低，不能滿(mǎn)足苛刻環(huán)境的導(dǎo)熱要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、性能穩(wěn) 定且導(dǎo)熱系數(shù)高的低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠，該導(dǎo)熱膠內(nèi)的導(dǎo)熱粉體相互緊密接觸且能夠低溫軟化成型，能顯著提高散熱器和高發(fā)熱電子元件之間的 界面接觸面積，從而提高散熱器和高發(fā)熱電子元件之間的導(dǎo)熱效率。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種低溫軟化有機(jī) 型導(dǎo)熱膠，其特征在于由納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑混合而成，納米導(dǎo)熱粉體
和粘結(jié)劑的重量百分比為納米導(dǎo)熱粉體80% 85%,粘結(jié)劑15% 20%; 所述納米導(dǎo)熱粉體為納米鱗片石墨和納米金剛石中的一種或它們的組合， 所述粘結(jié)劑由低分子量聚丙烯、硅油和硬脂酸組成，所述粘結(jié)劑各組分按 重量百分比計(jì)為低分子量聚丙烯10~20%，硅油40~60%,硬脂酸30 40%, 所述低分子量聚丙烯的分子量為3000 9200，所述低溫軟化是指軟化溫度 為43 71°C。
本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案是所述納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑的重量百分比 為納米導(dǎo)熱粉體81%%，粘結(jié)劑19%。
所述低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠熔化后加有稀釋劑，所述稀釋劑的加入量 為有機(jī)型導(dǎo)熱膠重量的20%,所述稀釋劑為乙醇、四氯化碳或正己烷。
生產(chǎn)時(shí)，先將低分子量聚丙烯、硅油和硬脂酸混合制成軟化溫度為 43 7rC的粘結(jié)劑，再添加納米鱗片石墨或/和納米金剛石粉體制成低溫軟 化有機(jī)型導(dǎo)熱膠。使用時(shí)，將所述低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠加熱成膏狀，直 接涂覆在散熱器或高發(fā)熱電子元件上；或?qū)⑺龅蜏剀浕袡C(jī)型導(dǎo)熱膠加 入稀釋劑，攪拌成粘度為1100 1300cps的液體，直接涂覆在散熱器或高 發(fā)熱電子元件上，涂覆厚度可控制在0.01 2mm之間。
本發(fā)明低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)高，可達(dá)20 24W/m，K，熱 阻值為0.008 0.02°Cm2/W。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明成本低且導(dǎo)熱系數(shù)高，
在軟化溫度43 7rc之間能夠軟化成型，能顯著提高界面接觸面積，提高
散熱器與高發(fā)熱電子元件間的導(dǎo)熱效率；該低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠不分 解、不變質(zhì)，性能穩(wěn)定，對(duì)電子元件無(wú)腐蝕。
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
(1) 粘結(jié)劑各組分重量百分比12%低分子量聚丙烯，57%硅油，31% 硬脂酸，將混合物置于15(TC攪拌槽中加熱熔化并攪拌均勾。
(2) 在熔化的粘結(jié)劑中再加入重量百分比為81%的納米鱗片石墨， 繼續(xù)在15(TC攪拌至少120分鐘后冷卻制成低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠。其導(dǎo) 熱系數(shù)為21.4W/m《，熔化溫度為67。C。
將低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠在75。C熔化后，涂覆厚度可控制在 0.01 0.05mm之間，將其涂覆在50W LED鋁背板上，然后與鋁質(zhì)散熱器 連接，實(shí)驗(yàn)測(cè)試其熱阻值為0.014°Cm2/W,能夠作為大功率LED與散熱器 之間的導(dǎo)熱膠之用。
實(shí)施例2
(1) 粘結(jié)劑各組分重量百分比12%低分子量聚丙烯，57%硅油，31% 硬脂酸，將混合物置于15(TC攪拌槽中加熱熔化并攪拌均勻。
(2) 在熔化的粘結(jié)劑中再加入重量百分比為80%的納米鱗片石墨和 1%的納米金剛石，繼續(xù)在15(TC攪拌至少120分鐘后冷卻制成低溫軟化有 機(jī)型導(dǎo)熱膠。其導(dǎo)熱系數(shù)為22.3W/nrK，熔化溫度為67。C。
將低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠在75。C熔化后，添加20%重量的四氯化碳， 攪拌45分鐘以上，涂覆厚度可控制在0.01 0.05mm之間，將其涂覆在50W LED鋁背板上，待四氯化碳完全揮發(fā)后與鉬質(zhì)散熱器連接，實(shí)驗(yàn)測(cè)試其熱 阻值為0.010°Cm2/W，能夠作為大功率LED與散熱器之間的導(dǎo)熱膠之用。
實(shí)施例3
(1) 粘結(jié)劑各組分重量百分比12%低分子量聚丙烯，57%硅油，31% 硬脂酸，將混合物置于15(TC攪拌槽中加熱熔化并攪拌均勻。
(2) 在熔化的粘結(jié)劑中再加入重量百分比為80%的納米鱗片石墨和 3%的納米金剛石，繼續(xù)在150。C攪拌至少120分鐘后冷卻制成低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠。其導(dǎo)熱系數(shù)為23.7W/m，K,熔化溫度為67°C。
將低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠在75。C熔化后，添加20%重量的正己烷，攪 拌45分鐘以上，涂覆厚度可控制在0.01 0.05mm之間，將其涂覆在50W LED鋁背板上，待正己烷完全揮發(fā)后與鋁質(zhì)散熱器連接，實(shí)驗(yàn)測(cè)試其熱阻 值為0.0083°Cm2/W,能夠作為大功率LED與散熱器之間的導(dǎo)熱膠之用。 由上述實(shí)施例得到的低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠，熔點(diǎn)在43 7rC之間， 熔化后粘度在2xl02 9xl04cps之間，所述導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)在 20 24W/m.K之間，涂覆厚度可在0.01~2mm之間。
權(quán)利要求
1. 一種低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠，其特征在于由納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑混合而成，納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑的重量百分比為納米導(dǎo)熱粉體80％～85％，粘結(jié)劑15％～20％；所述納米導(dǎo)熱粉體為納米鱗片石墨和納米金剛石中的一種或它們的組合，所述粘結(jié)劑由低分子量聚丙烯、硅油和硬脂酸組成，所述粘結(jié)劑各組分按重量百分比計(jì)為低分子量聚丙烯10～20％，硅油40～60％，硬脂酸30～40％，所述低分子量聚丙烯的分子量為3000～9200，所述低溫軟化是指軟化溫度為43～71℃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠，其特征在于所 述納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑的重量百分比為納米導(dǎo)熱粉體81%%,粘結(jié)劑 19%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠，其特征在 于所述低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠熔化后加有稀釋劑，所述稀釋劑的加入量為 有機(jī)型導(dǎo)熱膠重量的20%,所述稀釋劑為乙醇、四氯化碳或正己烷。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠，由納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑混合而成，納米導(dǎo)熱粉體和粘結(jié)劑的重量百分比為納米導(dǎo)熱粉體80～85％，粘結(jié)劑15～20％；納米導(dǎo)熱粉體為納米鱗片石墨和納米金剛石中的一種或它們的組合，粘結(jié)劑由低分子量聚丙烯、硅油和硬脂酸組成，粘結(jié)劑各組分按重量百分比計(jì)為低分子量聚丙烯10～20％，硅油40～60％，硬脂酸30～40％。本發(fā)明成本低且導(dǎo)熱系數(shù)高，在軟化溫度43～71℃之間能夠軟化成型，能顯著提高界面接觸面積，提高散熱器與高發(fā)熱電子元件間的導(dǎo)熱效率；該低溫軟化有機(jī)型導(dǎo)熱膠不分解、不變質(zhì)，性能穩(wěn)定，對(duì)電子元件無(wú)腐蝕。
文檔編號(hào)C09J183/00GK101503603SQ20091002149
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者華云峰, 李爭(zhēng)顯, 杜明煥, 杜繼紅, 王彥峰 申請(qǐng)人:西北有色金屬研究院