[发明专利]一种导热双面胶带及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种导热双面胶带及其制备工艺，尤其是导热性能优异的导热双面胶带及其制备工艺。 

背景技术

随着电子行业的快速发展，电子产品携带越来越轻便化，体积越来越小，电子元件的集成度越来越高，对电子元器件的散热要求越来越高。导热双面胶带作为一种广泛使用的导热材料，如何提高导热双面胶带的导热性能一直是业内研究的课题。其中的一种普遍方法是在导热胶中添加导热剂，以提高导热双面胶带的导热系数。 

可以作为导热剂的材料有很多。金属是热的优良导体，其导热原理主要是依赖自由电子导热。银是热导系数最高的金属材料，然后是铜、金、铝。从性价比综合考虑，铝是首选的金属填充料。但是，金属粉与聚合物的相容性很差，分散困难，而且金属粉末的绝缘性能较差。与金属相比，固体氧化物的绝缘性能很好，但是本身导热性能较差，在导热高分子复合材料制备中，固体氧化物作为导热材料，需将固体氧化物制作成晶须，以提高导热系数，成本太高。因此石墨作为性能良好的导热剂已经得到了广泛的关注。 

公开号为103045119A的中国发明专利公开了一种超高电导系数散热双面胶带，采用石墨作为导热剂，通过一系列的工艺处理，在一定程度上缓解了石墨导电率的各向异性，即石墨沿晶体层面方向的热导系数比垂直与晶体层面的方向的热导系数大数倍至数十倍的技术问题，提高了石墨的导热率。但是该专利采用石墨作为导热剂的添加方法与传统的导热剂添加方法相同，即将导热剂加入导热胶中形成导电层，该发明专利石墨层的厚度为10~100μm。将导热剂添加到导热胶中形成导电层并不能有效提高导热胶的导热系数，请参考图1（b）所示，导热剂在导热胶中并没有形成导热网链，此时对整个体系的导热性能的提高影响并不大，请参考图1（a）,当导热剂在热流方向上形成导热网链时，此时导热剂可大幅提高整体体系的热导系数。 

与此同时，当使用粒径比较大的导热剂时，由于接触时导热剂之间的空隙比较大，易被残留的空气吸附或被低导热率的导热胶填入，影响整个体系的导热性能，鉴于这些原因，公开号为102260466A的中国发明专利“一种绝缘导热双面胶带带及其制备方法”提出使用纳米材料作为导热剂，但是却忽略了纳米材料的聚团问题。事实上并不是简单的导热剂粒径越小，就越有利于整个体系导热率的增加。 

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种具有高导热系数的导热双面胶带。本发明的另一目的是提供一种导热双面胶带的制备工艺。 

本发明的技术方案为：所述导热双面胶带，包括两个离型纸层与导热层，所述导热层的正面与背面分别覆盖有离型纸层，所述导热层包括如下组分：丙烯酸聚合物：55%-85%；石墨：15%~45%，所述石墨均匀分布于所述丙烯酸聚合物中并形成导热网链。本发明的导热双面胶带采用丙烯酸聚合物作为导热胶，采用石墨作为导热剂，当石墨含量大于15%时，才能在丙烯酸聚合物中形成有效导热网链，随着石墨百分含量的增加，热导系数的增速明显增快，但是石墨含量不宜过高，过高会影响导热双面胶带的粘着力。 

作为本发明的一优选技术方案，所述导热层包括如下组分：丙烯酸聚合物60%~80%；石墨20%~40%。 

在一具体实施方案中，所述导热层由如下组分组成：丙烯酸聚合物64%，石墨36%。 

作为本发明的一优选技术方案，所述导热层还包括10%的阻燃剂。 

粒径比较大的导热剂时，由于接触时导热剂之间的空隙比较大，易被残留的空气吸附或被低导热率的导热胶填入，影响整个体系的导热性能。因此，石墨的粒径控制是本发明的一个重点方案。纳米级的石墨具有比表面积大活性高等优点，但是却容易聚团。为解决这一技术难题，本发明的采用的技术手段为选用不同粒径、颗粒形态的导热剂石墨进行混搭，其原理为:当部分纳米级的石墨粒子进行堆积后，再在堆积的空隙中插入比空隙粒径更小的粒子，因此可形成更紧密的堆积。 

本文所述纳米材料的粒度直径在 100nm以下，亚微米材料的粒度直径为 100nm～1.0μm，微米材料 的粒度直径 为1.0μm～5.0μm。 

  

通过这一原理，本发明解决纳米粒子容易堆积的技术方案为，所述纳米级石墨包括纳米级石墨粉末与微米级石墨粉末，所述纳米级石墨粉末与微米级石墨粉末之比为1:9~2:3。通过纳米级的石墨粉末与微米级的时候粉末混搭，使石墨粒子间的堆积更加紧密，从一定程度上解决纳米粒子的聚团问题。经过混搭后的石墨的导热性比单纯的时候纳米级的石墨或微米级的时候都有提高。

作为本发明的一优选技术方案，所述纳米级石墨粉末与微米级石墨粉末之比为1:5。