一种散热涂料及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105062359 A (43)申请公布日 2015.11.18

(21)申请号 201510493283.2(22)申请日 2015.08.12

(71)申请人深圳亚信昌科技有限公司

地址518107 广东省深圳市光明新区光明街

道白花社区创轩光明白花厂区C栋1、2楼(72)发明人赵坤 程康

(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理

事务所(普通合伙) 11371

代理人栾波(51)Int.Cl.

C09D 183/06(2006.01)C09D 5/08(2006.01)C09D 7/12(2006.01)

权利要求书1页 说明书7页

(54)发明名称

一种散热涂料及其制备方法(57)摘要

本发明提供了一种散热涂料及其制备方法。散热涂料主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，填料24-43份，偶联剂1-3份；所述填料为氧化铝，或者氧化钙、氧化锆、氧化镁、云母中的一种或多种与氧化铝的组合。其制备方法为：按照配方，将所有原料混合在一起，再研磨，得到散热涂料。与传统的散热涂料相比，本发明显著提高了击穿电压、导热系数、附着力和稳定性四个性能，还兼顾了耐高温低温、耐化学腐蚀等性能，并且应用领域广，不仅适用于LED相关的设备，还可用于CPU、电器、机柜、电线电缆、暖气片、风机风扇、热力管道、真空炉、真空暖气片等的散热器件上。 C N 1 0 5 0 6 2 3 5 9 A CN 105062359 A

权 利 要 求 书

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1.一种散热涂料，其特征在于，主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，填料24-43份，偶联剂1-3份；所述填料为氧化铝，或者氧化钙、氧化锆、氧化镁、云母中的一种或多种与氧化铝的组合。

2.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，氧化铝19-30份、氧化钙3-7份、氧化镁1-3份，云母1-3份，偶联剂1-3份。

3.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述氧化铝的粒度大小为1-3μm，纯度为99％以上。

5.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述云母纯度为99％以上。6.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述氧化钙纯度为95％以上。7.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述氧化锆的纯度为99％以上。8.权利要求1-7任一项所述的散热涂料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：按照配方，将所有原料混合在一起，再研磨，得到散热涂料。9.根据权利要求8所述的散热涂料的制备方法，其特征在于，所述研磨时间为40min以上。

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CN 105062359 A

说 明 书

一种散热涂料及其制备方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及散热涂料领域，具体而言，涉及一种散热涂料及其制备方法。

背景技术

电子技术的工业化在目前这个时代有着极强的生命力，随着LED灯的应用范围的扩大，其散热不良，耐高压低等技术问题开始显现，使用寿命也随之受到限制，使得人们对散热涂料的要求越发严苛。[0003] 有鉴于此，特提出本发明。

[0002]

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种散热涂料，所述的散热涂料有高导热系数、绝缘性优越、附着力好、耐高温低温、耐化学腐蚀、与其它材料匹配性好等诸多优点。[0005] 本发明的第二目的在于提供一种所述的散热涂料的制备方法，该方法具有工艺简单、生产效率高等优点。

[0006] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：[0007] 一种散热涂料，主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，填料24-43份，偶联剂1-3份；所述填料为氧化铝，或者氧化钙、氧化钙、氧化镁、云母中的一种或多种与氧化铝的组合。

[0008] 上述散热涂料是以含甲氧基的有机硅树脂为粘合剂，并选用特定的比例将填料与偶联剂粘结在一起而形成，其具有高导热系数、绝缘性优越、附着力好、耐高温低温、耐化学腐蚀、热稳定性好等特点，尤其是导热性、绝缘性、热稳定性和附着力四个性能显著突出。其中填料不仅起填充效果，而且可以提高涂料的绝缘性；偶联剂可以提高涂料的分散程度，从而提高其散热性。填料中氧化铝占主导作用，其它填料在一定程度上改善涂料的性能。[0009] 经验证，上述散热涂料的导热系数可以达到15W/m·K以上，击穿电压可达到2-4.2kV，剥离强度可以达到1.8N/mm以上。可见，将该涂料用于LED设备的散热，可以延长LED器件的使用寿命，提高安全性。[0010] 优选地，按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，氧化铝19-30份、氧化钙3-7份、氧化镁1-3份，云母1-3份，偶联剂1-3份。[0011] 以上涂料的绝缘效果和散热性更优异，其导热系数可以达到18W/m·K以上，击穿电压可达到4.2kV以上。[0012] 优选地，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)。该偶联剂是具有氨基、环氧丙基的氧基硅烷，与含甲氧基的有机硅树脂的匹配性高；而采用其他偶联剂会或多或少破坏含甲氧基的有机硅树脂的化学结构，降低涂料的粘性。

[0004]

优选地，所述氧化铝的粒度大小为1-3μm，纯度为99％以上。[0014] 不同纯度、不同粒径的氧化铝对涂料的性能有着不同影响。纯度越高，涂料的稳定性也就越好。合理粒径的氧化铝绝缘性能和填充效果更佳，优选采用1-3μm的氧化铝。

[0013]

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说 明 书

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基于上述理由，所述云母优选采用纯度为99％以上，所述氧化钙优选采用纯度为95％以上，所述氧化镁优选采用纯度为85％以上，所述氧化锆的纯度为99％以上。[0016] 上文所述的散热涂料的制备方法，包括下列步骤：[0017] 按照配方，将所有原料混合在一起，再研磨，得到散热涂料。[0018] 上述制备方法只需混合研磨两步即可制得涂料，具有工艺简单、生产效率高等优点。

[0019] 优选地，所述研磨时间为40min以上；以保证所有原料均为细粉。研磨时，优选采用球磨设备研磨，且优选转速为300rpm以上。[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：[0021] (1)与传统的散热涂料相比，本发明显著提高了击穿电压、导热系数、附着力和稳定性四个性能，还兼顾了耐高温低温、耐化学腐蚀等性能。[0022] (2)应用范围广：本发明的散热涂料适用于LED相关的设备，尤其与铝基板的匹配性好；还可用于CPU、电器、机柜、电线电缆、暖气片、风机风扇、热力管道、真空炉、真空暖气片等的散热器件上。

具体实施方式

[0023] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。[0024] 实施例1：

[0025] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂58.9％，氧化铝28.9％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。[0026] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。[0027] 使用喷枪将此涂料均匀喷涂在1系铝板表面在230℃下烧结成型。[0028] 实施例2：

[0029] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂58.9％，氧化铝28.9％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。[0030] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨，得到涂料。[0031] 使用喷枪将此涂料均匀喷涂在3系铝板表面，在230℃下烧结成型，测试涂料用在该基板上的性能。[0032] 实施例3：

[0033] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂65.5％，氧化铝22.7％，氧化钙6.6％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。[0034] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨，将得到的涂料封存。

使用喷枪将此涂料均匀喷涂在5系铝板表面，在230℃下烧结成型，测试涂料用在

该基板上的性能。[0036] 实施例4：

[0035]

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说 明 书

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按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂74.1％，氧化铝13.7％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。[0038] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。[0039] 使用喷枪将此涂料均匀喷涂在6系铝板表面，在230℃下烧结成型，测试涂料用在该基板上的性能。

[0040] 上述实施例1-4的涂料的测试结果如表1所示。[0041] 表中附着力测试按照《GB/T9286-1998》的标准测定；[0042] 表中二次附着力测试按照《GB/T9286-1998》的标准测定；[0043] 表中铅笔硬度测试按照《GB/T6739-1996》的标准测定；[0044] 表中高温测试测试按照《GB/T2423.33-2002》的标准测定；[0045] 表中耐温水性实验测试按照《GB/T1733-1993》的标准测定；[0046] 表中冷热循环试验测试按照《CNCIA-HG/T 0004-2012》的标准测定；[0047] 表中耐药品实验测试按照《GB/T3857-1987》的标准测定；[0048] 表中耐溶剂性实验测试按照《GB/T23989-2009》的标准测定；[0049] 表中耐磨耗性实验测试按照《GB/T12721-2007》的标准测定；[0050] 表中耐候性实验测试按照《GB/T9276-1996》的标准测定；[0051] 表中耐盐雾性实验测试按照《GB/T2423.17-1993》的标准测定；[0052] 表中耐碱性实验测试按照《GB/T5556-2003》的标准测定；[0053] 表中耐酸性实验测试按照《GB/T5555-2003》的标准测定；[0054] 表中撞击实验测试按照《GB/T5095.5-1997》的标准测定；[0055] 表中绝缘性实验测试按照《GB/T8754-2006》的标准测定；[0056] 表中贴片粘着力实验测试按照《IOS4624:2002》的标准测定；[0057] 表中导热系数测试按照《GB/T 10297-1998》的标准测定。[0058] 表1实施例1-4的涂料的性能测试结果

[0059]

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说 明 书

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[0060]

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说 明 书

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实施例5

[0062] 按照质量百分数的配比，称取含甲氧基的有机硅树脂58.9％，氧化铝28.9％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(即硅烷偶联剂kh560)2％，云母1％。

[0063] 将以上所有原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。由此可得到散热涂料。

[0064] 该涂料采用涂装技术与经阳极处理过的铝板形成散热基板后，测试性能，结果如表2所示。

[0065] 表2实施例5提供的铝基板的性能测试结果

[0061] [0066]

测试项目剥离强度N/mm表面电阻MΩ

实施例51.804.5×1067

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说 明 书

体积电阻率MΩ·m热阻℃/w导热系数W/m·K1MHz介电常数热应力min击穿电压kV燃烧性

5.3×1060.1255.8

288℃，2min不起泡不分层4.2FV-0

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[0067]

实施例6

[0068] 按照质量百分数的配比，称取含甲氧基的有机硅树脂65.5％，氧化铝22.7％，氧化钙6.6％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。[0069] 将以上所有原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。由此可得到散热涂料。

[0070] 该涂料采用涂装技术与5系铝板形成散热基板后，测试性能，结果如表3所示。[0071] 表3实施例6提供的铝基板的性能测试结果

[0072]

测试项目剥离强度N/mm表面电阻MΩ体积电阻率MΩ·m热阻℃/w导热系数W/m·K1MHz介电常数热应力min击穿电压kV燃烧性

实施例61.802.4×1062.5×1060.15184.8

288℃，2min不起泡不分层2FV-0

[0073]

从表2-3的数据可知，本发明的涂料与其它产品相比，绝缘效果、热导率、热稳定

性和附着力有显著改进。[0074] 实施例7

8

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说 明 书

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按照质量百分数的配比，称取含甲氧基的有机硅树脂50g，氧化铝24g，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1g。

[0076] 将所有原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨，由此可得到散热涂料。

[0077] 实施例8

[0078] 按照质量百分数的配比，称取含甲氧基的有机硅树脂75g，氧化铝43g，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3g。

[0079] 将所有原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨，由此可得到散热涂料。

[0080] 实施例1-8中的含甲氧基的有机硅树脂均为东莞市俊怡化工科技有限公司生产的GY7200-20产品。

[0081] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

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