一种高导热复合硅脂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高导热复合硅脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展进步与电子设备功率的增加,对研宄热管理材料的需求也有所增加。热界面材料用于增强两个连接界面的热传导效果,当两连接面互相接触时,接触面间的空隙中充满的空气对于热量的散失起着副作用,通常用的膏状热界面材料一一导热硅脂能够有效地填补两个连接界面的空隙,从而提供更好的散热性能。导热硅脂由硅油以及导热填料组成,具有导热率高、稳定性高、粘度适中以及电绝缘性等特点,是目前为止最为合适的用于电脑CPU、太阳能板以及其他大功率器件散热的高效热界面材料。
[0003]随着电子元器件集成度的提高和功率密度的增加,元器件发热也大幅升上。目前的导热硅脂已逐渐难以满足电子工业对散热的要求。因此,提高导热硅脂的导热性能日益重要。石墨烯作为材料中最薄、导热率最高和稳定性优良的纳米材料,是目前最为理想的二维纳米材料。它的热导率高达5300W/(m*K),远高于目前导热硅脂中所用的其他导热填料。然而,国内外对于用亚微米级的片层状石墨烯制备导热硅脂的研宄很少。
【发明内容】
[0004]本发明是要解决现有导热硅脂导热系数低的问题,而提供一种高导热复合硅脂及其制备方法。
[0005]一种高导热复合硅脂按质量分数由0.5%?5%石墨烯和95%?99.5%导热硅脂组成。
[0006]一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0007]一、称料:按质量分数称取0.5%?5%石墨烯和95%?99.5%导热硅脂;
[0008]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取的0.5%?5%石墨烯加入乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为10°c?60°C的条件下超声分散0.5min?30min后转移到磁力搅拌器上,在温度为10°C?60°C的条件下磁力搅拌0.5h?2h,得到悬浊液;
[0009]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的95%?99.5%导热硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为40°C?90°C的条件下机械搅拌2h?5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为50°C?95°C的条件下烘干2.5h?5h,得到高导热复合硅脂。
[0010]本发明优点:
[0011]本发明采用了高导热率石墨烯,在导热硅脂中形成了三维导热网络,制备出了高导热复合硅脂,石墨烯质量分数在0.5%?5.0%之间,复合硅脂导热系数显著提高,提高率为?%?60%。
【具体实施方式】
[0012]【具体实施方式】一:本实施方式一种高导热复合娃脂按质量分数由0.5%?5%石墨烯和95%?99.5%导热硅脂组成。
[0013]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述高导热复合硅脂按质量分数由1%石墨烯和99%导热硅脂组成。其他与【具体实施方式】一相同。
[0014]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述高导热复合硅脂按质量分数由2%石墨烯和98%导热硅脂组成。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0015]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:高导热复合硅脂按质量分数由3%石墨烯和97%导热硅脂组成。其他与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0016]【具体实施方式】五:本实施方式一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0017]一、称料:按质量分数称取0.5%?5%石墨烯和95%?99.5%导热硅脂;
[0018]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取的0.5%?5%石墨烯加入乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为10°c?60°C的条件下超声分散0.5min?30min后转移到磁力搅拌器上,在温度为10°C?60°C的条件下磁力搅拌0.5h?2h,得到悬浊液;
[0019]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的95%?99.5%导热硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为40°C?90°C的条件下机械搅拌2h?5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为50°C?95°C的条件下烘干2.5h?5h,得到高导热复合硅脂。
[0020]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】五不同的是:步骤一中按质量分数称取1%石墨烯和99%导热硅脂。其他与【具体实施方式】六相同。
[0021]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】五或六不同的是:步骤一中按质量分数称取2%石墨烯和98%导热硅脂。其他与【具体实施方式】五或六相同。
[0022]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】五至七之一不同的是:步骤一中按质量分数称取3%石墨烯和97%导热硅脂。其他与【具体实施方式】五至七之一相同。
[0023]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】五至八之一不同的是:步骤二中在温度为30°C的条件下超声分散1min后转移到磁力搅拌器上。其他与【具体实施方式】五至八之一相同。
[0024]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】五至九之一不同的是:步骤三中在温度为50°C的条件下机械搅拌3h。其他与【具体实施方式】五至九之一相同。
[0025]采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0026]实施例一:一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0027]一、称料:按质量分数称取03g石墨稀和30g 二甲基娃脂;
[0028]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取0.3g石墨烯加入50mL乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为20°C的条件下超声分散Imin后转移到磁力搅拌器上,在温度为30°C的条件下磁力搅拌0.5h,得到悬浊液;
[0029]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的30g 二甲基硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为70°C的条件下机械搅拌3h,然后置入恒温干燥箱中在温度为80°C的条件下烘干2.5h,得到高导热复合硅脂。
[0030]经测试,高导热复合硅脂的导热系数较未添加石墨烯的原始导热硅脂的导热系数提高率为7.2%。
[0031]实施例二:一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0032]—、称料:按质量分数称取0.3g石墨稀和30g 二甲基娃脂;
[0033]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取0.3g石墨烯加入50mL乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为25°C的条件下超声分散2min后转移到磁力搅拌器上,在温度为35°C的条件下磁力搅拌lh,得到悬浊液;
[0034]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤
一称取的30g 二甲基硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为80°C的条件下机械搅拌3h,然后置入恒温干燥箱中在温度为80°C的条件下烘干3h,得到高导热复合硅脂。
[0035]经测试,高导热复合硅脂的导热系数较未添加石墨烯的原始导热硅脂的导热系数提高率为10.3%。
[0036]实施例三:一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0037]—、称料:按质量分数称取0.3g石墨稀和30g 二甲基娃脂;
[0038]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取0.3g石墨烯加入50mL乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为30°C的条件下超声分散5min后转移到磁力搅拌器上,在温度为35°C的条件下磁力搅拌lh,得到悬浊液;
[0039]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的30g 二甲基硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为90°C的条件下机械搅拌5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为95°C的条件下烘干4h,得到高导热复合硅脂。
[0040]经测试,高导热复合硅脂的导热系数较未添加石墨烯的原始导热硅脂的导热系数提高率为24.9%。
[0041]实施例四:一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0042]—、称料:按质量分数称取0.15g石墨稀和30g 二甲基娃脂;
[0043]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取0.15g石墨烯加入50mL乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为25°C的条件下超声分散2min后转移到磁力搅拌器上,在温度为35°C的条件下磁力搅拌lh,得到悬浊液;
[0044]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的30g 二甲基硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为90°C的条件下机械搅拌5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为95°C的条件下烘干4h,得到高导热复合硅脂。
[0045]经测试,高导热复合硅脂的导热系数较未添加石墨烯的原始导热硅脂的导热系数提高率为16.6%。
[0046]实施例五:一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0047]—、称料:按质量分数称取0.45g石墨稀和30g 二甲基娃脂;
[0048]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取0.45g石墨烯加入50mL乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为15°C的条件下超声分散2min后转移到磁力搅拌器上,在温度为35°C的条件下磁力搅拌lh,得到悬浊液;
[0049]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的30g 二甲基硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为90°C的条件下机械搅拌5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为90°C的条件下烘干5h,得到高导热复合硅脂。
[0050]经测试,高导热复合硅脂的导热系数较未添加石墨烯的原始导热硅脂的导热系数提高率为41.5%。
[0051]实施例六:一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的:
[0052]—、称料:按质量分数称取0.6g石墨稀和30g 二甲基娃脂;
[0053]二、石墨烯的前处理:将步骤一称取0.15g石墨烯加入50mL乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为25°C的条件下超声分散4min后转移到磁力搅拌器上,在温度为35°C的条件下磁力搅拌lh,得到悬浊液;
[0054]三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的30g 二甲基硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为80°C的条件下机械搅拌4.5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为80°C的条件下烘干5h,得到高导热复合硅脂。
[0055]经测试,高导热复合硅脂的导热系数较未添加石墨烯的原始导热硅脂的导热系数提高率为59.2%。
【主权项】
1.一种高导热复合硅脂,其特征在于高导热复合硅脂按质量分数由0.5%?5%石墨烯和95%?99.5%导热硅脂组成。2.根据权利要求1所述的一种高导热复合硅脂,其特征在于所述高导热复合硅脂按质量分数由1%石墨烯和99%导热硅脂组成。3.根据权利要求1所述的一种高导热复合硅脂,其特征在于所述高导热复合硅脂按质量分数由2%石墨烯和98%导热硅脂组成。4.根据权利要求1所述的一种高导热复合硅脂,其特征在于高导热复合硅脂按质量分数由3%石墨烯和97%导热硅脂组成。5.如权利要求1所述的一种高导热复合硅脂的制备方法,其特征在于一种高导热复合硅脂的制备方法是按以下步骤完成的: 一、称料:按质量分数称取0.5%?5%石墨烯和95%?99.5%导热硅脂; 二、石墨烯的前处理:将步骤一称取的0.5%?5%石墨烯加入乙醇溶剂中,然后采用超声波粉碎仪,在温度为10°c?60°C的条件下超声分散0.5min?30min后转移到磁力搅拌器上,在温度为10°C?60°C的条件下磁力搅拌0.5h?2h,得到悬浊液; 三、将步骤二得到的悬浊液和步骤一称取的95%?99.5%导热硅脂混合后置于磁力搅拌器上,在温度为40°C?90°C的条件下机械搅拌2h?5h,然后置入恒温干燥箱中在温度为50°C?95°C的条件下烘干2.5h?5h,得到高导热复合硅脂。6.根据权利要求5所述的一种高导热复合硅脂的制备方法,其特征在于步骤一中按质量分数称取I %石墨烯和99%导热硅脂。7.根据权利要求5所述的一种高导热复合硅脂的制备方法,其特征在于步骤一中按质量分数称取2%石墨烯和98%导热硅脂。8.根据权利要求5所述的一种高导热复合硅脂的制备方法,其特征在于步骤一中按质量分数称取3%石墨烯和97%导热硅脂。9.根据权利要求5所述的一种高导热复合硅脂的制备方法,其特征在于步骤二中在温度为30°C的条件下超声分散1min后转移到磁力搅拌器上。10.根据权利要求5所述的一种高导热复合硅脂的制备方法,其特征在于步骤三中在温度为50°C的条件下机械搅拌3h。
【专利摘要】一种高导热复合硅脂及其制备方法,它涉及一种高导热复合硅脂及其制备方法。本发明是要解决现有导热硅脂导热系数低的问题。一种高导热复合硅脂按质量分数由0.5%~5%石墨烯和95%~99.5%导热硅脂组成。方法:一、称料;二、石墨烯的前处理;三、高导热复合硅脂的制备。本发明制备的高导热复合硅脂的导热系数较原始硅脂提高了7%~60%。本发明制备的高导热复合硅脂在电脑CPU、太阳能板以及其它大功率电器元件的散热器件上有广泛的应用前景。
【IPC分类】C08L83/04, C08K3/04, C08K9/00
【公开号】CN104893296
【申请号】CN201510305742
【发明人】修子扬, 武高辉, 祝明, 陈国钦, 张强, 杨文澍
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月5日