本发明涉及热传导材料,具体涉及一种硅树脂热传导组合物及制备方法。
背景技术:
1、硅树脂热传导材料主要作用是填充于电子零件的发热体与散热件之间并加速发热体与散热件之间的热传导,以降低高温对于电子设备芯片的损坏。
2、绝缘的硅树脂热传导材料主要组分为硅树脂和绝缘导热填料,绝缘导热填料可选为氧化物、氢氧化物、氮化物、碳化物,例如氧化铝、氧化锌、氢氧化铝、二氧化硅、氮化硅、碳化硅等。在确保硅树脂热传导材料流动性的基础上,增大导热填料的含量,硅树脂热传导材料的热传导率和比重也相应增大。较大的比重导致可穿戴设备或移动设备的增重幅度增大,不利于设备的轻量化。此外,进一步提升硅树脂热传导材料的热导率,也是硅树脂热传导材料的基本研发方向。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷,提供一种硅树脂热传导组合物,在云母表面负载硅酸铝,提升云母片的比表面积,避并增加云母片与其他导热填料之间直接接触并有效传热的几率,提升硅树脂热传导组合物的导热性能。
2、为了实现上述技术效果,本发明的技术方案为:一种硅树脂热传导组合物,按重量份数计,主要组分包括:硅树脂100份、粒径为30~80μm的球状第一导热填料30~50份、粒径不大于5μm的第二导热填料45~75份、粒径为20~40μm的第三导热填料23~40份;
3、所述第三导热填料为云母表面负载有硅酸钠的复合粉体。
4、进一步的,按重量份数计,硅树脂热传导组合物的主要组分包括:硅树脂100份、粒径为30~80μm的球状第一导热填料36~42份、粒径不大于5μm的第二导热填料52~63份、粒径为20~40μm的第三导热填料28~33份;
5、优选的技术方案为,所述云母复合粉体中云母与硅酸铝的质量之比为1:(0.65~1)。硅酸铝的质量为硅酸钠和硫酸铝反应得到的理论值。云母复合粉体中云母与硅酸铝的质量之比可选为1:0.65、1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:0.95、1:1点值以及以其中两点值作为最大值和最小值的区间。
6、优选的技术方案为,所述云母复合粉体中云母的径厚比为30~60,进一步的,云母的径厚比为30~45。
7、优选的技术方案为,所述第一导热填料为二氧化硅或氮化硅,和/或所述第二导热填料为氧化铝或氧化锌。
8、本发明的目的之二在于提供一种硅树脂热传导组合物的制备方法,基于上述的硅树脂热传导组合物,包括所述复合粉体的制备步骤:
9、s01:将云母粉体超声分散于水中得云母分散液,加热至60~80℃;
10、s02:按照铝硅摩尔比1:1同时向云母分散液中滴加硫酸铝溶液和硅酸钠溶液,保温反应0.5~2h,依次经离心、洗涤、干燥、煅烧、冷却,得复合粉体。
11、优选的技术方案为,s02中煅烧气氛为氮气,煅烧温度为500~600℃,煅烧时间为0.5~2h。煅烧温度具体可选为500℃、520℃、550℃、580℃、600℃点值以及以其中两点值作为最大值和最小值的区间,进一步优选为550~600℃;
12、优选的技术方案为,s02后包括以下步骤:
13、s03:复合粉体与第二导热填料预混合,再与第一导热填料混匀,得导热填料混合粉体;
14、s04:将导热填料混合粉体与硅树脂混合均匀,得硅树脂热传导组合物。
15、优选的技术方案为,s01还包括:向云母分散液滴加氨水,将云母分散液的ph值调节至为10.5~12。进一步的,云母分散液的ph值可选为10.5、11、11.5、12点值以及以其中两点值作为最大值和最小值的区间。
16、优选的技术方案为,s02中所述硅酸钠溶液的质量浓度为3%~10%,硅酸钠的滴加速度为0.5~2ml/min,云母粉体与水的固液比为1:(12~20)。进一步的,s02中所述硅酸钠溶液的质量浓度为4%~7%,硅酸钠的滴加速度为1~2ml/min,云母粉体与水的固液比为1:(12~17)。云母粉体与水的固液比均指质量之比。
17、优选的技术方案为,s03预混合采用新型球磨机,球磨工艺为:负压氮气气氛,球磨机转速100~200转/min,球料比为(12~20):1,球磨时间0.5~2h。进一步的,球料比为(14~17):1。
18、本发明的优点和有益效果在于:
19、该硅树脂热传导组合物中导热填料采用三种导热填料的组合,其中二维云母表面负载有硅酸铝,确保绝缘性能的同时,硅酸铝在相对光滑的云母表面形成粗糙结构,利于增加云母的散热面积;
20、硅酸铝的粗糙结构还利于增加与粒径更小的第二导热填料、粒径较大的第一导热填料的接触几率,降低接触热阻;
21、通过优选不同粒径大小形状的导热填料级配,提升导热填料在硅树脂内的填充致密程度,提升硅树脂热传导组合物的导热性能。
1.一种硅树脂热传导组合物,其特征在于,按重量份数计,主要组分包括:硅树脂100份、粒径为30~80μm的球状第一导热填料30~50份、粒径不大于5μm的第二导热填料45~75份、粒径为20~40μm的第三导热填料23~40份;
2.根据权利要求1所述的硅树脂热传导组合物,其特征在于,所述云母复合粉体中云母与硅酸铝的质量之比为1:(0.65~1)。
3.根据权利要求1所述的硅树脂热传导组合物,其特征在于,所述云母复合粉体中云母的径厚比为30~60。
4.根据权利要求1所述的硅树脂热传导组合物,其特征在于,所述第一导热填料为二氧化硅或氮化硅,和/或所述第二导热填料为氧化铝或氧化锌。
5.一种硅树脂热传导组合物的制备方法,其特征在于,基于权利要求1至4中任意一项所述的硅树脂热传导组合物,包括所述复合粉体的制备步骤:
6.根据权利要求5所述的硅树脂热传导组合物的制备方法,其特征在于,s02中煅烧气氛为氮气,煅烧温度为500~600℃,煅烧时间为0.5~2h。
7.根据权利要求5所述的硅树脂热传导组合物的制备方法,其特征在于,s02后包括以下步骤:
8.根据权利要求5所述的硅树脂热传导组合物的制备方法,其特征在于,s01还包括:向云母分散液滴加氨水,将云母分散液的ph值调节至为10.5~12。
9.根据权利要求5所述的硅树脂热传导组合物的制备方法,其特征在于,s02中所述硅酸钠溶液的质量浓度为3%~10%,硅酸钠的滴加速度为0.5~2ml/min,云母粉体与水的固液比为1:(12~20)。
10.根据权利要求7所述的硅树脂热传导组合物的制备方法,其特征在于,s03预混合采用新型球磨机,球磨工艺为:负压氮气气氛,球磨机转速100~200转/min,球料比为(12~20):1,球磨时间0.5~2h。
