一种高绝缘性导热垫片的制备方法

技术领域

本发明涉及导热垫片的制备领域，特别涉及一种高绝缘性导热垫片的制备方法。

背景技术

导热垫片是填充发热器件和散热片或金属底座之间的空气间隙，它们的柔性、弹性特征使其能够用于覆盖非常不平整的表面，热量从分离器件或整个PCB传导到金属外壳或扩散板上，从而能提高发热电子组件的效率和使用寿命，在垫片的使用中，压力和温度二者是相互制约的，随着温度的升高，在设备运转一段时间后，垫片材料发生软化、蠕变、应力松弛现象，机械强度也会下降，密封的压力降低，现有的导热垫片大多采用透明的离型膜进行贴附，进行使用时不易剥离，不方便目视区分，同时耐温性较低，且现有导热垫片的制作工艺繁多，生产成本也较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高绝缘性导热垫片的制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高绝缘性导热垫片的制备方法，包括以下操作步骤：

S1：准备制备用的原材料：包括甲基乙烯基硅橡胶、双2，5-硫化剂、AB双组份加成型液体硅橡胶、球形氧化铝粒子、碳化硅粒子、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、无水乙醇、羟基硅油；

S2：准备制备用的设备和仪器：机械搅拌机、三口瓶、烘箱、双辊开炼机、模具、平板硫化机、油压机、马弗炉；

S3：导热粒子的制备：将AB双组份加成型液体硅橡胶、球形氧化铝粒子、碳化硅粒子以此放置到机械搅拌机内进行搅拌混匀处理，使其完成混合后制成导热粒子，放置备用；

S4：导热粒子的表面处理：将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中，在三口瓶中，通过机械搅拌一段时间，使其充分分散后加入导热粒子，边超声振荡边搅拌30min左右，将处理好的导热粒子进行过滤，过滤完成后将其放入60度的烘箱中烘干备用，烘干时间不能超过15分钟；

S5：双棍混炼：预先用溶剂清洗好轮筒，转动调整好辐距，将基乙烯基硅橡胶、放入开炼机中塑化五次，再依次加入双2，5-硫化剂，羟基硅油，导热粒子进行混炼，混炼次数最少五次，直至材料成薄通状后下片；

S6：平板硫化：将混炼制品放入模具中，在平板硫化机中热压成型，温度17O℃，压力10MPa，泄压3次，再保压10min，压制成厚度均一的制品；

S7：二次硫化：将制品放入马弗炉中，从室温逐渐升温至220℃，之后随炉冷却，以此完成垫片的制备；

S8：离型膜的制备：准备HDPE、PVC、PP、PS、PE，将其放入机械搅拌机内进行搅拌，搅拌混匀后对其放入至挤出机内腔进行塑化挤出，形成管坏吹胀成型、冷却牵引、卷曲步骤，将其通过平挤上吹法进行成型工艺，使用直角机头，即机头出料方向与挤出机垂直，挤出管环向上，牵引至一定距离后，由人字板夹拢，所挤管状由底部引入的压缩空气将它吹胀成泡管，并以压缩空气气量多少来控制它的横向尺寸，以牵引速度控制纵向尺寸，泡管经冷却定型就可以得到吹塑薄膜，在进行制备时对其进行染色，放入蓝色染料使其成型后为蓝色；

S9：将制备好的离型膜粘粘在垫片的正面和背面，即可进行包装使用。

优选的，所述AB双组份加成型液体硅橡胶硫化后的密度需为0.95g/cm3，所述球形氧化铝粒子的密度为3.8g/cm3，平均粒径为40um，10um，纯度为99.9％，所述碳化硅粒子的密度为3.2g/cm3，平均粒度为80um，40um，2um，纯度为99.9％，所述硅烷偶联剂有两种，型号分别为KH-550和KH-570。

优选的，所述硅烷偶联剂KH-550和KH-570与与无水乙醇的比例为1:100。

优选的，所述甲基乙烯基硅橡胶的份额为50-60份、双2，5-硫化剂的份额为1-4份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为20-35份、球形氧化铝粒子的份额为15-18份、碳化硅粒子的份额为5-9份、铝酸酯偶联剂的份额为3-7份、无水乙醇的份额为10-13份、羟基硅油的份额为1-4份。

优选的，所述甲基乙烯基硅橡胶的份额为55份、双2，5-硫化剂的份额为2份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为30份、球形氧化铝粒子的份额为15份、碳化硅粒子的份额为7份、铝酸酯偶联剂的份额为4份、无水乙醇的份额为11份、羟基硅油的份额为2份。

优选的，所述甲基乙烯基硅橡胶的份额为58份、双2，5-硫化剂的份额为4份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为32份、球形氧化铝粒子的份额为17份、碳化硅粒子的份额为5份、铝酸酯偶联剂的份额为6份、无水乙醇的份额为13份、羟基硅油的份额为4份。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中，通过粘粘的蓝色离型膜，在进行使用时具有可目视区分和耐温性高的优点，同时能减少工艺的工序，同时此制备方法操作简单，制备方便，同时成品更加柔软有韧性，材料中有更大的添加量，成本也较低，在进行使用时导热率增加较快，后续导热率也能得到提升，在材料与导热粒子结合时，其联结会更为紧密，减少空隙带来的热阻，使得分散性提高，从而导热率会提升。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例一：

本发明涉及一种高绝缘性导热垫片的制备方法，包括以下操作步骤：

S1：准备制备用的原材料：包括甲基乙烯基硅橡胶、双2，5-硫化剂、AB双组份加成型液体硅橡胶、球形氧化铝粒子、碳化硅粒子、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、无水乙醇、羟基硅油，AB双组份加成型液体硅橡胶硫化后的密度需为0.95g/cm3，球形氧化铝粒子的密度为3.8g/cm3，平均粒径为40um，10um，纯度为99.9％，碳化硅粒子的密度为3.2g/cm3，平均粒度为80um，40um，2um，纯度为99.9％，硅烷偶联剂有两种，型号分别为KH-550和KH-570，甲基乙烯基硅橡胶的份额为50-60份、双2，5-硫化剂的份额为1-4份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为20-35份、球形氧化铝粒子的份额为15-18份、碳化硅粒子的份额为5-9份、铝酸酯偶联剂的份额为3-7份、无水乙醇的份额为10-13份、羟基硅油的份额为1-4份。

S2：准备制备用的设备和仪器：机械搅拌机、三口瓶、烘箱、双辊开炼机、模具、平板硫化机、油压机、马弗炉。

S3：导热粒子的制备：将AB双组份加成型液体硅橡胶、球形氧化铝粒子、碳化硅粒子以此放置到机械搅拌机内进行搅拌混匀处理，使其完成混合后制成导热粒子，放置备用，甲基乙烯基硅橡胶的份额为55份、双2，5-硫化剂的份额为2份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为30份、球形氧化铝粒子的份额为15份、碳化硅粒子的份额为7份、铝酸酯偶联剂的份额为4份、无水乙醇的份额为11份、羟基硅油的份额为2份。

S4：导热粒子的表面处理：将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中，在三口瓶中，通过机械搅拌一段时间，使其充分分散后加入导热粒子，边超声振荡边搅拌30min左右，将处理好的导热粒子进行过滤，过滤完成后将其放入60度的烘箱中烘干备用，烘干时间不能超过15分钟，硅烷偶联剂KH-550和KH-570与与无水乙醇的比例为1:100。

S5：双棍混炼：预先用溶剂清洗好轮筒，转动调整好辐距，将基乙烯基硅橡胶、放入开炼机中塑化五次，再依次加入双2，5-硫化剂，羟基硅油，导热粒子进行混炼，混炼次数最少五次，直至材料成薄通状后下片。

S6：平板硫化：将混炼制品放入模具中，在平板硫化机中热压成型，温度17O℃，压力10MPa，泄压3次，再保压10min，压制成厚度均一的制品。

S7：二次硫化：将制品放入马弗炉中，从室温逐渐升温至220℃，之后随炉冷却，以此完成垫片的制备。

S8：离型膜的制备：准备HDPE、PVC、PP、PS、PE，将其放入机械搅拌机内进行搅拌，搅拌混匀后对其放入至挤出机内腔进行塑化挤出，形成管坏吹胀成型、冷却牵引、卷曲步骤，将其通过平挤上吹法进行成型工艺，使用直角机头，即机头出料方向与挤出机垂直，挤出管环向上，牵引至一定距离后，由人字板夹拢，所挤管状由底部引入的压缩空气将它吹胀成泡管，并以压缩空气气量多少来控制它的横向尺寸，以牵引速度控制纵向尺寸，泡管经冷却定型就可以得到吹塑薄膜，在进行制备时对其进行染色，放入蓝色染料使其成型后为蓝色。

S9：将制备好的离型膜粘粘在垫片的正面和背面，即可进行包装使用。

具体实施例二：

一种高绝缘性导热垫片的制备方法，包括以下操作步骤：

S1：准备制备用的原材料：包括甲基乙烯基硅橡胶、双2，5-硫化剂、AB双组份加成型液体硅橡胶、球形氧化铝粒子、碳化硅粒子、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、无水乙醇、羟基硅油，AB双组份加成型液体硅橡胶硫化后的密度需为0.95g/cm3，球形氧化铝粒子的密度为3.8g/cm3，平均粒径为40um，10um，纯度为99.9％，碳化硅粒子的密度为3.2g/cm3，平均粒度为80um，40um，2um，纯度为99.9％，硅烷偶联剂有两种，型号分别为KH-550和KH-570，甲基乙烯基硅橡胶的份额为50-60份、双2，5-硫化剂的份额为1-4份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为20-35份、球形氧化铝粒子的份额为15-18份、碳化硅粒子的份额为5-9份、铝酸酯偶联剂的份额为3-7份、无水乙醇的份额为10-13份、羟基硅油的份额为1-4份。

S2：准备制备用的设备和仪器：机械搅拌机、三口瓶、烘箱、双辊开炼机、模具、平板硫化机、油压机、马弗炉。

S3：导热粒子的制备：将AB双组份加成型液体硅橡胶、球形氧化铝粒子、碳化硅粒子以此放置到机械搅拌机内进行搅拌混匀处理，使其完成混合后制成导热粒子，放置备用，甲基乙烯基硅橡胶的份额为58份、双2，5-硫化剂的份额为4份、AB双组份加成型液体硅橡胶的份额为32份、球形氧化铝粒子的份额为17份、碳化硅粒子的份额为5份、铝酸酯偶联剂的份额为6份、无水乙醇的份额为13份、羟基硅油的份额为4份。

S4：导热粒子的表面处理：将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中，在三口瓶中，通过机械搅拌一段时间，使其充分分散后加入导热粒子，边超声振荡边搅拌30min左右，将处理好的导热粒子进行过滤，过滤完成后将其放入60度的烘箱中烘干备用，烘干时间不能超过15分钟，硅烷偶联剂KH-550和KH-570与与无水乙醇的比例为1:100。

S5：双棍混炼：预先用溶剂清洗好轮筒，转动调整好辐距，将基乙烯基硅橡胶、放入开炼机中塑化五次，再依次加入双2，5-硫化剂，羟基硅油，导热粒子进行混炼，混炼次数最少五次，直至材料成薄通状后下片。

S6：平板硫化：将混炼制品放入模具中，在平板硫化机中热压成型，温度17O℃，压力10MPa，泄压3次，再保压10min，压制成厚度均一的制品。

S7：二次硫化：将制品放入马弗炉中，从室温逐渐升温至220℃，之后随炉冷却，以此完成垫片的制备。

S8：离型膜的制备：准备HDPE、PVC、PP、PS、PE，将其放入机械搅拌机内进行搅拌，搅拌混匀后对其放入至挤出机内腔进行塑化挤出，形成管坏吹胀成型、冷却牵引、卷曲步骤，将其通过平挤上吹法进行成型工艺，使用直角机头，即机头出料方向与挤出机垂直，挤出管环向上，牵引至一定距离后，由人字板夹拢，所挤管状由底部引入的压缩空气将它吹胀成泡管，并以压缩空气气量多少来控制它的横向尺寸，以牵引速度控制纵向尺寸，泡管经冷却定型就可以得到吹塑薄膜，在进行制备时对其进行染色，放入蓝色染料使其成型后为蓝色。

S9：将制备好的离型膜粘粘在垫片的正面和背面，即可进行包装使用。

本发明通过粘粘的蓝色离型膜，在进行使用时具有可目视区分和耐温性高的优点，同时能减少工艺的工序，同时此制备方法操作简单，制备方便，同时成品更加柔软有韧性，材料中有更大的添加量，成本也较低，在进行使用时导热率增加较快，后续导热率也能得到提升，在材料与导热粒子结合时，其联结会更为紧密，减少空隙带来的热阻，使得分散性提高，从而导热率会提升。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。