[发明专利]一种高分子导热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子导热材料及其制备方法，尤其涉及一种长久润湿高分子导热材料及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

目前，微电子的组装愈来愈密集化，其工作环境急剧向高温方向变化。电子元器件温度每升高2℃，其可靠性下降10％，因此及时散热成为影响其使用寿命的重要因素。随着电子产品的小型化和功能集成化，电子器件内部结构越来越复杂，元器件密度越来越高，发热量越来越大，对导热材料的要求也越来越高。

导热材料粘附在器件表面或填充在两个面之间的缝隙之中，排除间隙内部空气，保护器件不受外界侵蚀，吸收运动或变形应力，将内部器件运行产生的热量及时传导出来，同时起到导热、密封、填充、绝缘、减震和防腐作用，是一种用途十分广泛的功能性材料。

近年来发展起来的高分子导热材料总体可以分为两类：非固化的导热膏和固化的导热胶/片。其中，导热膏应用工艺简单，操作快捷方便，涂装效率高，容易跟上电子行业生产节拍，应用计较广泛。但是，目前市场上的导热膏有效寿命普遍较短，在电子器件反复升温降温过程中小分子逐渐挥发渗出，除了污染器件外，导热膏本身因为成分比例变化而逐渐干裂粉化脱落，导热效果降低，严重影响电子产品的使用性能和寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高分子导热材料及其制备方法。该产品出油率低，老化性能优良，性能稳定，耐热性好，并且在高温下不易分解，具有广阔的应用价值和市场空间。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高分子导热材料，由基体树脂和导热填料两部分组成，所述基体树脂和导热填料的重量配比为100∶300～1100。

本发明的有益效果是：本发明的长久润湿高分子导热材料导热系数在1～6.0W/m·可调，可用于大功率电子产品的散热及大量用于民用电子产品的设计开发，其成本较低，介电性能良好，同时还可以起到绝缘和密封作用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述基体树脂由以下重量百分比的原料组成：支链硅油5～30％、线性硅油60～85％、偶联剂1～5％、抗氧剂0.1～5％。

进一步，所述线性硅油的粘度为10～100000mPa·s，具有如下(1)结构：

其中，R₁代表烷基，取代烷基，烯基，炔基，芳基，烷氧基等单价取代基，并且其中芳基含量至少占聚合物重量百分比的5％，n为大于等于1的整数。

进一步，所述支链硅油的粘度为50000～1000000mPa·s，具有如下(2)结构：

其中，R_。代表烷基，取代烷基，烯基，炔基，芳基，烷氧基等单价取代基，代表0，S，CH₂CH₂等二价取代基；a，b，c为大于等于1的整数。

采用上述进一步方案的有益效果是：支链硅油是在聚合链段部分含有苯基等芳香基团的支链型大分子结构，分子量大，沸点高，分子间作用力强，耐高温性能良好，可在-50℃～320℃范围内使用，无小分子迁出、使用寿命长，无干裂，硬化，粉化等现象，不会污染腐蚀器件表面，可以长期使用而不影响导热效果。

进一步，所述偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上混合。

进一步，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N，N′-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]已二胺、1，2-双(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或两种以上混合。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过加入和调节偶联剂和抗氧剂，可以使基体树脂和填料之间更好的润湿，提高产品耐热性能，导热系数和使用寿命。

进一步，所述导热填料由以下重量百分比的原料组成：球形填料70～95％，针状填料5～30％。

进一步，所述球形填料包括铝，锌，铜等金属及碳，硅等其氧化物，氮化物，碳化物，包括球形，类球形，片状等形状填料的一种或几种的混合物，粒径为0.1～100um。

进一步，所述针状材料包括氧化锌晶须、碳酸钾晶须、氮化硅晶须、β-SiC晶须等晶须填料、石墨、纳米碳管、玻纤等柱状、针状等填料中的一种或几种的混合物。