一种具有蓄热-导热双功能电绝缘凝胶及其制备方法

1.本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种具有蓄热-导热双功能电绝缘凝胶及其制备方法。


背景技术：

2.为了防止设备局部过热以及长期热疲劳，减少热量的产生对电子器件的损害，使产生的热量通过散热器传递至外部环境是目前电子元件主要的散热方式之一，由于电子元器件和散热器之间为刚性接触，因表面微观粗糙度的存在，两固体表面间大约仅有1-2％的实际接触面积，当热流经过接触界面时，空气间隙的存在对热传导产生很大的阻碍(空气热导率仅为0.023w/m
·
k)，界面热阻较大，需要使用热界面材料改善散热效果，亟需一种技术来解决电子元器件和散热器之间界面祖热大、散热效果差的问题。


技术实现要素：

3.综上所述，本发明的目的在于提供一种具有蓄热-导热双功能电绝缘凝胶及其制备方法，将该凝胶涂覆填充于电子元器件和散热器之间，能够有效将电子元器件产生的热量通过导热凝胶传导至散热器，有效减小了电子元器件和散热器之间的界面热阻率，提高了散热效率。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有蓄热-导热双功能电绝缘凝胶，所述凝胶重量百分比计包括：氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：15％、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡60-85％、氮化硼5-20％、表面处理剂：1-5％。
5.优选的，所述氮化硼为导热粉末氮化硼，粒径1-3μm。
6.优选的，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
7.所述凝胶的制备方法，包括如下步骤：
8.s1将5份～20份氮化硼粉末、1-5份硅烷偶联剂均匀混合，得到第一混料；
9.s2将15份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、60-85份乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡混合，得到第二混料；
10.s3将所述第一混料和所述第二混料混合均匀，烘干后得到所述双功能电绝缘凝胶。
11.优选的，步骤s1中混合方式为喷洒混合，加入二氯甲烷作为挥发剂、高频超声，超声时间为30min，频率为40khz。
12.优选的，步骤s2混合方式为溶液共混，搅拌环境为水浴搅拌，将氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡置于水浴锅中，加入挥发剂二氯甲烷，搅拌温度为25℃，搅拌时间为30min，将搅拌均匀的溶液倒入表面皿中，用保鲜膜封装，放入30℃烘箱中除去多余的挥发剂，一天后成型。
13.优选的，步骤s3烘干方式为烘箱处理，烘箱温度设定为30℃。
14.优选的，步骤s3烘干时盖上一层保鲜膜减缓凝胶速度，避免气泡影响凝胶导热性
能，保证导热凝胶均一性，烘干的时间为12h。
15.所述电绝缘凝胶应用于涂覆填充于电子元器件和散热器之间。
16.本发明的有益效果在于：
17.1、本发明制备的导热凝胶，通过在高焓值凝胶基体中加入高导热粒子进行复配，得到同时具有高焓值、高导热系数的凝胶，熔融晗可达到162.8j/g，导热系数可达到0.639w/m
·
k，可在一定环境温度范围内将与其连接的电子器件温度保持在80-105℃范围内。
18.2、本发明提供上述高焓值的导热凝胶的制备方法，该制备方法保证了其热稳定性，保证了导热凝胶中各组分在体系中的均一性，从而进一步减小导热凝胶各组分的接触导热，提高其导热性能。
具体实施方式
19.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.实验材料：
21.氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(简称：sebs)
22.聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡(简称：聚合物蜡)
23.氮化硼粉末(简称：bn)
24.kh-550硅烷偶联剂(简称：kh-550)
25.实施例各成分重量百分比计如下表：
[0026][0027][0028]
实验步骤：
[0029]
s1，取4个烧杯，分别称取氮化硼粉末，使用喷壶加入kh-550，加入20g二氯甲烷作为挥发剂，高频超声30min，使氮化硼粉末在溶液中均匀分散；
[0030]
s2，将sebs和聚合物蜡加入挥发剂二氯甲烷30g，在25℃水浴锅中溶液搅拌30min，将搅拌均匀的溶液倒入表面皿中，用保鲜膜封装，放入30℃烘箱中除去多余的挥发剂，一天后成型；
[0031]
s3，将步骤s2成型品置于步骤s1的溶液中，搅拌均匀后倒入表面皿中，用保鲜膜封装，放入30摄氏度烘箱中除去多余的挥发剂，12小时后成型。
[0032]
为保证薄膜厚度及测量准确度，本发明所测量样品的总质量皆为20g。各实施例性
能如下表：
[0033][0034]
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限。


技术特征：
1.一种具有蓄热-导热双功能电绝缘凝胶，其特征在于，所述凝胶重量百分比计包括：氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：15％、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡60-85％、氮化硼5-20％、表面处理剂：1-5％。2.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于，所述氮化硼为导热粉末氮化硼，粒径1-3μm。3.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。4.根据权利要求1-3所述凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1将5份～20份氮化硼粉末、1-5份硅烷偶联剂均匀混合，得到第一混料；s2将15份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、60-85份乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡混合，得到第二混料；s3将所述第一混料和所述第二混料混合均匀，烘干后得到所述双功能电绝缘凝胶。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤s1中混合方式为喷洒混合，加入二氯甲烷作为挥发剂、高频超声，超声时间为30min，频率为40khz。6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤s2混合方式为溶液共混，搅拌环境为水浴搅拌，将氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡置于水浴锅中，加入挥发剂二氯甲烷，搅拌温度为25℃，搅拌时间为30min，将搅拌均匀的溶液倒入表面皿中，用保鲜膜封装，放入30℃烘箱中除去多余的挥发剂。7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤s3烘干方式为烘箱处理，烘箱温度设定为30℃。8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，步骤s3烘干时盖上一层保鲜膜，烘干的时间为12h。9.根据权利要求1-8所述电绝缘凝胶，其特征在于，所述电绝缘凝胶应用于涂覆填充于电子元器件和散热器之间。

技术总结
本发明公开了一种具有蓄热-导热双功能电绝缘凝胶及其制备方法，所述凝胶重量百分比计包括：氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：15%、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡60-85%、氮化硼5-20%、表面处理剂：1-5%，即通过在高焓值凝胶基体中加入高导热粒子进行复配，得到同时具有高焓值、高导热系数的凝胶，将该凝胶涂覆填充于电子元器件和散热器之间，可在一定环境温度范围内将与其连接的电子器件温度保持在80-105℃范围内，能够有效将电子元器件产生的热量通过导热凝胶传导至散热器，有效减小了电子元器件和散热器之间的界面热阻率，提高了散热效率。提高了散热效率。


技术研发人员：龚维 姜明 李珍珍
受保护的技术使用者：武汉纺织大学
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/21