
東莞東超新材料科技有限公司

已認(rèn)證
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隨著電子設(shè)備向高性能、小型化方向發(fā)展,散熱問題日益突出。聚氨酯膠粘劑因其優(yōu)異的粘接性能、柔韌性和可加工性,在電子封裝、汽車電子、LED照明等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱性能較差,難以滿足高功率器件的散熱需求。近年來,通過在聚氨酯基體中添加導(dǎo)熱粉體填料,開發(fā)高導(dǎo)熱聚氨酯膠粘劑成為研究熱點。本文將探討導(dǎo)熱粉體填料在聚氨酯膠粘劑中的協(xié)同效應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,并介紹東超導(dǎo)熱粉體在4W/m·K聚氨酯灌封膠/導(dǎo)熱凝膠中的應(yīng)用方案。
隨著5G通信、新能源汽車、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展,電子設(shè)備的功率密度不斷提高,散熱需求日益迫切。傳統(tǒng)散熱材料如金屬和陶瓷雖然導(dǎo)熱性能優(yōu)異,但其重量大、加工難度高、成本昂貴,難以滿足現(xiàn)代電子設(shè)備的需求。聚氨酯膠粘劑因其輕質(zhì)、柔韌、易加工等優(yōu)點,成為導(dǎo)熱材料的理想基體。然而,純聚氨酯的導(dǎo)熱系數(shù)較低(約0.2W/m·K),無法滿足高功率器件的散熱需求。因此,通過在聚氨酯基體中添加導(dǎo)熱粉體填料,開發(fā)高導(dǎo)熱聚氨酯膠粘劑成為市場的主流方向。
導(dǎo)熱粉體填料的協(xié)同效應(yīng)
導(dǎo)熱粉體填料的種類、形狀、粒徑及填充量對聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱性能有顯著影響。常見的導(dǎo)熱粉體填料包括金屬氧化物(如氧化鋁、氧化鋅)、氮化物(如氮化硼、氮化鋁)、碳基材料(如石墨烯、碳納米管)等。不同填料在聚氨酯基體中的協(xié)同效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 導(dǎo)熱路徑的構(gòu)建:導(dǎo)熱粉體填料在聚氨酯基體中形成連續(xù)的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),是提高導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵。通過優(yōu)化填料的形狀(如片狀、纖維狀)和粒徑分布,可以有效降低界面熱阻,提高導(dǎo)熱效率。
2. 界面相容性:導(dǎo)熱粉體填料與聚氨酯基體的界面相容性直接影響材料的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能。通過表面改性(如硅烷偶聯(lián)劑處理),可以提高填料與基體的界面結(jié)合力,減少界面熱阻。
3. 協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng):不同導(dǎo)熱粉體填料的組合使用可以發(fā)揮協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng)。例如,將高導(dǎo)熱但昂貴的氮化硼與低成本氧化鋁混合使用,可以在保證導(dǎo)熱性能的同時降低成本。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與導(dǎo)熱性能優(yōu)化
導(dǎo)熱粉體填料在聚氨酯基體中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是提高導(dǎo)熱性能的核心。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的優(yōu)化策略包括:
1. 填料分散性:填料的均勻分散是構(gòu)建高效導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的前提。通過超聲分散、機(jī)械攪拌等方法,可以改善填料的分散性,避免團(tuán)聚現(xiàn)象。
2. 填充量優(yōu)化:填料的填充量對導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能有顯著影響。過低的填充量難以形成連續(xù)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),而過高的填充量會導(dǎo)致材料脆性增加。通過實驗優(yōu)化填充量,可以在保證導(dǎo)熱性能的同時維持材料的力學(xué)性能。
3. 多尺度填料設(shè)計:采用多尺度填料(如微米級和納米級填料混合)可以進(jìn)一步提高導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的密度和連續(xù)性,降低界面熱阻。
東超導(dǎo)熱粉體在聚氨酯膠粘劑中的應(yīng)用
東超導(dǎo)熱粉體以其高導(dǎo)熱系數(shù)(4W/m·K)和優(yōu)異的分散性,成為聚氨酯導(dǎo)熱膠粘劑的理想填料。其應(yīng)用方案包括:
1. 導(dǎo)熱灌封膠:東超導(dǎo)熱粉體在聚氨酯灌封膠中的應(yīng)用,可以有效提高材料的導(dǎo)熱性能,滿足高功率電子器件的散熱需求。通過優(yōu)化填料的分散性和填充量,可以制備出導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)4W/m·K的灌封膠。
2. 導(dǎo)熱凝膠:東超導(dǎo)熱粉體在聚氨酯導(dǎo)熱凝膠中的應(yīng)用,可以提供優(yōu)異的界面接觸和熱傳導(dǎo)性能,適用于柔性電子器件的散熱。導(dǎo)熱凝膠的高柔韌性和可壓縮性,使其在復(fù)雜形狀的散熱場景中具有獨特優(yōu)勢。
隨著電子設(shè)備散熱需求的不斷增加,高導(dǎo)熱聚氨酯膠粘劑的市場前景廣闊。通過在聚氨酯基體中添加導(dǎo)熱粉體填料,并優(yōu)化填料的協(xié)同效應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,可以顯著提高材料的導(dǎo)熱性能。東超導(dǎo)熱粉體以其高導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異的分散性,為聚氨酯灌封膠和導(dǎo)熱凝膠的開發(fā)提供了理想的解決方案。未來,隨著導(dǎo)熱粉體填料技術(shù)的不斷進(jìn)步,高導(dǎo)熱聚氨酯膠粘劑將在電子封裝、新能源汽車、LED照明等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
未來,隨著電子設(shè)備向更高功率密度和更小尺寸發(fā)展,對導(dǎo)熱材料的性能要求將進(jìn)一步提高。通過開發(fā)新型導(dǎo)熱粉體填料、優(yōu)化填料與基體的界面相容性、探索多尺度填料設(shè)計,有望實現(xiàn)聚氨酯膠粘劑導(dǎo)熱性能的進(jìn)一步提升。同時,環(huán)保型、低成本導(dǎo)熱粉體填料的開發(fā)也將成為未來的研究重點。
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