[发明专利]一种金刚石复合散热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料和表面处理技术领域，具体涉及一种金刚石复合散热材料及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，电子产品向高频、高速、大功率以及集成电路的密集和小型化方向发展，这使得单位容积电子产品的总功率密度和发热量大幅度地增长,从而使电子产品的冷却问题变得越来越突出。而常规的冷却系统所能达到的冷却能力受到极大挑战，尤其在微电子、信息、照明、能源、汽车、空调、化工等领域，对强化传热、提高散热效率等技术提出了更高的要求。而散热涂料是一种通过提高物体表面的热发射率以达到增强物体的散热能力，所以说如果要降低电子产品体系的温度，。所以把散热功能涂料涂在电子器件或电子产品上的散热体表面就可以降低电子产品的工作温度，从而提高电子产品的工作稳定性和使用寿命。因此，散热材料的配制和相关涂覆技术一直是材料学者们重点的研究内容。

最近十年，发光二极管LED也朝大功率、多芯片集成和微小化封装的方向快速发展，这使得以LED为基础的光电子器件和照明灯具的散热问题受到重视，希望得到有效解决，否则就影响LED的光源稳定性，以及严重缩短LED的使用寿命时间。相关研究指出，LED器件的结温每升高10度，LED器件的使用寿命时间将缩短一半，还存在瞬时烧毁的危险。为了加快LED光源的照明产业发展，就需要解决LED器件的散热问题，使LED的10万小时理论寿命时间成为可能。

目前，市场上基于LED器件应用的散热材料已有相关报道，但应用范围较小，只有部分高端LED产品才应用，这原因归于两方面：1）配制的散热材料成本高，2）散热材料的涂覆技术主要采用喷刷办法，造成散热材料的利用率不高，促使加工成本很高，还污染环境，喷刷办法还容易造成涂覆产品厚度不均匀，结合性差，使产品降温性能不统一，所以影响了散热材料的大范围应用。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金刚石复合散热材料及其制备方法，降低散热材料成本和改善散热材料涂层的质量差和不均匀问题。

本发明的技术方案如下：

一种金刚石复合散热材料，包括组分A和组分B，组分A为热发射率大于0.93的金刚石复合材料，组分B为水性离子型改性树脂，其中组分A占组分B的重量百分比为2%~15%。

进一步地，所述组分A包括金刚石，还包括石墨、碳纳米管、碳纳米球、石墨烯或氧化物材料中一种以上，其中金刚石、石墨和氧化物的粒径为0.1~7um，碳纳米管和碳纳米球的直径大于30纳米，碳纳米管和石墨烯的长度为0.5~50微米。

进一步地，组分B包括阴离子环氧树脂、阴离子丙烯酸树脂、阴离子环氧丙烯酸树脂和阴离子聚胺酯树脂中的一种或多种混合，或者包括阳离子环氧树脂、阳离子丙烯酸树脂、阳离子环氧丙烯酸树脂和阳离子聚胺酯树脂中的一种或多种混合。

进一步地，所述氧化物材料包括氧化硅、氧化硼、氧化铝、氧化镁和电气石中的一种以上。

进一步地，组分A由不同粒径或不同长度的材料混合而成。

进一步地，所述的金刚石复合散热材料还包括分散剂和去泡剂，分散剂占组分A的重量百分比为5%~20%，去泡剂占组分B的重量百分比为2%~10%。

制备所述金刚石复合散热材料的方法，包括以下步骤：

a）将组分B和去泡剂按比例加入电导率小于5us/cm的去离子水中，并加热至25℃至32℃搅拌均匀混合，形成水性离子型改性树脂溶剂；

b)把组分A和分散剂按比例倒入配制好的水性离子型改性树脂溶剂中，并进行超声水热中搅拌均匀混合形成散热涂料电泳液；水热温度为25℃~32℃。

c)把上述得到的散热涂料电泳液倒入电泳槽中进行金属表面的成膜；

d)对成膜进行烘干处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用本发明的金刚石复合散热材料，涂覆到散热器表面，可以使散热器表面的热发射率提高至0.93以上，把这样的涂层散热器安装在发热产品（如CPU，LED照明灯具）表面上可明显增强发热产品的散热能力，从而有效降低发热产品的工作温度，提高产品的工作性能。本发明采用的电泳工艺制备方法，具有操作简单，成本低、材料利用率高（即降低散热材料的成本），与基体结合度高，成膜质量好等特点，本发明获得的散热涂层，具有致密性好、耐腐性强、散热能力高以及防静电等优点。

附图说明

图1为本发明实施例中测温仪记录不同涂层散热器下LED光源的温度时间曲线

具体实施方式