[发明专利]一种绝缘的高效导热硅脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘的高效导热硅脂及其制备方法，其中，该导热硅脂包括以下重量份数的组分：复合球形导热填料80～100份，一维结构导热材料0.5～5份、二维结构导热材料0.5～5份、液体金属导热膏20～100份、硅油4～20份，硅烷偶联剂0.25～2份，抗氧化剂0.1～1份。本发明通过液体金属导热膏对复合球形导热填料表面的微小间隙进行填充，有效降低了填料颗粒间接触热阻，在获得具有高效的导热性能的同时仍能保持导热硅脂的良好绝缘性，同时，通过采用本发明高效导热硅脂，有效的解决了传统导热硅脂存在的填充量低，导热效果差，易干裂以及渗油的问题。

技术领域

本发明属于导热硅脂技术领域，具体涉及一种绝缘的高效导热硅脂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着智能化、自动化工业的快速发展，电子部件集成度越来越高，其工作时产生的热量越来越高，特别是5G通信时代的到来，传统的导热硅脂的导热系数不高，散热性能不足以满足更大功率，更复杂环境的散热需求。如何进一步提升导热硅脂的导热性能，成为摆在研究人员面前的一个难题；近些年逐渐发展的液体金属导热膏是一种高端热界面材料，因其具有相变吸热的特性，其具有远超传统导热硅脂的热导率，但液态金属流动性大，长期使用过程中易出现流淌失效。

因此，寻找能防止液态金属因流淌而失效和降低其导电性，同时又能保证其高导热性能的材料和方法是液态金属热界面材料研究领域的重要课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种绝缘的高效导热硅脂，解决了现有导热硅脂的导热效果差、易干裂和渗油的问题。

本发明的目的还在于提供上述绝缘的高效导热硅脂的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种绝缘的高效导热硅脂，该导热硅脂包括以重量份数计的如下组分：复合球形导热填料80～100份，一维结构导热材料0.5～5份、二维结构导热材料0.5～5份、液体金属导热膏20～100份、硅油4～20份、硅烷偶联剂0.25～2份、抗氧化剂0.1～1份。

优选地，所述复合球形导热填料包括微米级球形导热填料和纳米级导热填料，且所述微米级球形导热填料的重量与复合球形导热填料总重量比值为(0.75～0.95)：1；即说明本发明的导热硅脂所采用复合球形导热填料中必须包含微米级球形导热填料和纳米级导热填料；且说明微米级球形导热填料的重量与导电颗粒的总重量的比值可以为0.75：1；也可以为0.85：1；也可以为0.95:1等。

优选地，所述微米级球形导热填料的平均粒径为3～30μm；所述微米级球形导热填料为改性导热陶瓷粉、改性氮化铝、改性金刚石中的至少一种；即说明在具体实施例中，微米级球形导热填料可以是上述几种中的任意一种，也可以是上述中任意两种或两种以上的组合。

优选地，所述纳米级导热填料的平均粒径为50～200nm；所述纳米级导热填料为改性氧化铝、改性导热陶瓷粉中的至少一种；即说明在具体实施例中，纳米级导热填料可以是上述两种中的任意一种，也可以是上述两种的组合。

优选地，所述液体金属导热膏的重量与复合球形导热填料的重量比值为1：(1～5)；即说明在具体实施例中，液体金属导热膏的重量与复合球形导热填料的总重量的比值可以为1：1；也可以为1：2.5；也可以为1：5等；此外，液态金属添加过少，对导热率提升不明显；液态金属添加过多，制备的导热硅脂比较干硬，而且容易变得导电。

优选地，所述液体金属导热膏为镓、镓铟、镓铟锡、镓铟锡锌、铋铟锡、铋铟锡锌合金中的至少一种，即说明在具体实施例中，液体金属导热膏可以是上述几种中的任意一种，也可以是上述两种或两种以上的组合。

优选地，所述一维结构导热材料的平均长度为1～50μm，所述一维结构导热材料为改性碳纤维、碳纳米管、改性碳化硅晶须、改性银纳米线、改性金纳米线中的至少一种；即说明在具体实施例中，一维结构导热材料可以是上述几种中的任意一种，也可以是上述两种或两种以上的组合。