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一种抗疲劳导热凝胶及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-20 16:14:38

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-31 16:40:25
本发明提供一种抗疲劳导热凝胶及其制备方法,属于高分子结构技术领域。本发明的抗疲劳导热凝胶,按重量份,由以下原料组份制成:1~20份侧链乙烯基硅油,1~20份双端含氢硅油;1~20份双端乙烯基硅油,0.01~1.0份催化剂,0.01~0.5份抑制剂和0~95份导热填料。本发明还提供一种抗疲劳导热凝胶的制备方法。本发明从导热凝胶分子链结构的设计出发,通过在导热凝胶中引入扩链剂增加分子链网络中交联点之间分子量,在不影响导热凝胶热导率的前提下,大幅提高导热凝胶的抗疲劳性能,在导热系数为6~7W·m‑1K‑1的情况下,通过调节上述三种硅油的组分含量使凝胶的疲劳阈值在50~1000J·m‑2进行调控。
1.一种抗疲劳导热凝胶,其特征在于,按重量份,由以下原料组份制成:1~20份侧链乙烯基硅油,1~20份双端含氢硅油;1~20份双端乙烯基硅油,0.01~1.0份催化剂,0.01~0.5份抑制剂和0~95份导热填料; 其中,所述双端含氢硅油作为基胶成分,用于构成分子链网络的主体骨架;所述侧链乙烯基硅油作为交联剂,用于将基胶连接起来组成分子链网络;所述双端乙烯基硅油作为扩链剂,用于延长两个交联点之间分子链长度。 2.根据权利要求1所述的抗疲劳导热凝胶,其特征在于,所述侧链乙烯基硅油中乙烯基含量为0.1~1mmol/g。 3.根据权利要求1所述的抗疲劳导热凝胶,其特征在于,所述双端含氢硅油中氢基含量为0.1~1mmol/g。 4.根据权利要求1所述的抗疲劳导热凝胶,其特征在于,所述双端乙烯基硅油中乙烯基含量为0.1~1mmol/g。 5.根据权利要求1所述的抗疲劳导热凝胶,其特征在于,所述催化剂为氯铂酸-异丙醇络合物。

随着电子产品元器件不断的朝着微型化和集成化的方向发展,工业界为了确保电子元器件的稳定性、可靠性和耐用性首先要解决的就是散热问题。由于制造工艺问题,热源和散热器之间粗糙的表面接触后会产生大量的气孔,空气热导率过低严重阻碍的热量的传输。为了解决这一问题,人们提出了一种填充热界面材料(Thermal interfere materials,TIMs)以取代原本的空气间隙,大大提高了热传输效率。同时,由于材料的热膨胀系数不匹配,导致电子元器件在使用过程中会受到各个方向的应力,常常出现热界面材料流失、脱落、翘曲等失效的现象,这就要求热界面材料需要良好的抗疲劳性能来应对这种情况的发生。利用无机/有机复合技术,通过向有机硅材料中填充无机导热填料是提高其热导性能的有效方法,但目前普遍面临的难题是,无法同时提高热界面材料的热导率和抗疲劳性。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明的抗疲劳导热凝胶,组分采用双端含氢硅油作为基胶成分构成分子链网络的主体骨架,采用侧链乙烯基硅油作为交联剂将基胶连接起来组成分子链网络,采用双端乙烯基硅油作为扩链剂延长两个交联点之间分子链长度,从导热凝胶分子链结构的设计出发,通过在导热凝胶中引入扩链剂增加分子链网络中交联点之间分子量,实现在不影响导热凝胶热导率的前提下能大幅提高导热凝胶的抗疲劳性能,制备得到的抗疲劳导热凝胶的导热系数在6~7W·m-1K-1的情况下,通过调节上述三种硅油的组分含量使凝胶的疲劳阈值在50~1000J·m-2进行调控。本发明的抗疲劳导热凝胶的制备方法,工艺简单,可工业化生产。

技术合作

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。