[发明专利]一种热界面材料及其制备方法

说明书

本发明属于热界面材料技术领域，具体涉及一种垂直取向热界面材料及其制备方法。本发明提供的热界面材料的制备方法，包括以下步骤：提供内部设置有流道的模具，所述模具包括收缩段和与所述收缩段直接连通的膨胀段；所述收缩段的流道高度为0.1～1mm，所述膨胀段的流道高度为1～5mm；所述收缩段包括与膨胀段相接的连接段和进口段，所述连接段的流道高度和膨胀段的流道高度比小于等于1:2；将基体材料和导热填料混合，得到混合料；将所述混合料按照由模具收缩段进入由膨胀段流出的顺序通过模具，得到热界面材料。本发明的制备方法操作简单，成本低，适用于大规模热界面材料的生产；同时该制备方法具有较高的普适性，适用于各向异性的一维导热填料或二维导热填料。

技术领域

本发明属于热界面材料技术领域，具体涉及一种热界面材料及其制备方法。

背景技术

随着电子设备能量密度的迅速增加，散热成为制约电子设备性能的重要因素。高频电子设备在短时间内产生的大量热量集中在局部某处会产生热点从而严重损坏器件的性能，因此开发高导热界面材料具有重要意义。传统的热界面材料主要通过基体材料和导热粉体共混的方法制备，该方法往往需要高含量填料，所制备材料比重大，热导率偏低。

构建填料(如石墨烯、氮化硼等)的垂直取向结构，可显著提升复合材料的面外热导率。目前构建垂直取向结构的方法包括卷膜-切割法、电场/磁场取向、冰模板法或3D打印，然而这些方法过程复杂，操作繁琐。例如，通过卷膜-切割法制备的氮化硼/硅橡胶复合材料的，方法包括压延(卷膜)，叠片、切割等。再如磁场取向的方法需预先对填料进行磁化处理，过程更为繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种热界面材料及其制备方法，本发明提供的制备方法步骤简单，易于操作。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热界面材料的制备方法，包括以下步骤：

提供内部设置有流道的模具，所述模具包括收缩段和与所述收缩段直接连通的膨胀段；所述收缩段的流道高度为0.1～1mm，所述膨胀段的流道高度为1～5mm；所述收缩段包括与膨胀段相接的连接段和进口段，所述连接段的流道高度和膨胀段的流道高度比小于等于1:2；

将基体材料和导热填料混合，得到混合料；

将所述混合料按照由模具收缩段进入由膨胀段流出的顺序通过模具，得到热界面材料。

优选的，所述连接段的流道高度小于等于进口段的流道高度；

当所述连接段的流道高度等于进口段的流道高度时，收缩段纵截面的形状包括矩形；

当所述连接段的流道高度小于进口段的流道高度时，所述连接段的纵截面形状包括矩形，进口段纵截面的形状包括锥形；所述连接段的长度大于5mm；

所述膨胀段的纵截面的形状包括矩形。

优选的，所述基体材料包括热固性材料或热塑性材料；

所述热固性材料包括硅橡胶或环氧树脂；所述热塑性材料包括氨酯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体或橡胶共混型热塑性弹性体。

优选的，所述导热填料包括一维导热填料和/或二维导热填料。

优选的，所述导热填料的径向平均长度为100nm～100μm。

优选的，所述混合料中导热填料的质量百分比为10～80％。

优选的，所述通过的动力由机械装置提供，所述机械装置包括螺杆挤出机或注射泵。

优选的，所述混合料通过模具时的雷诺数小于2000。

本发明提供了一种热界面材料，包括基体材料和导热填料；所述导热填料在热界面材料中垂直取向；