1.本发明涉及导热材料技术领域，特别涉及一种导热垫片。


背景技术：

2.导热垫片是电子、工业产品中常见的热量传导产品，其一般是一种利用带导热性能的硅橡胶材质压制而成的薄片；导热垫片通过填充发热器件(热源)和散热片/金属底座(散热部件)之间的间隙来避免空气阻隔热量传导，并基于本身的材质起到沿垂直方向导出热量到散热部件的作用，从而能提高发热电子组件的效率和使用寿命。且导热垫片的柔性、弹性特征使其能够用于覆盖非常不平整的表面，因此可以加快热量传输，加强散热。现有的导热垫片通常应用在垂直方向导热领域中，如将芯片(热源)产生的热量向外部散热片(heat sink)传导，而较少涉及水平方向导热或水平+垂直复合方向导热。而且，传统的硅橡胶材质的导热垫片在覆盖不平整表面时，仍不能完全贴合，从而使用效果不佳。
3.随着电子产品的设计愈加复杂，体积尺寸日渐变小(如便携、佩戴式的电子产品)，内部元器件及电路板结构日趋向轻薄、小体积发展，芯片，尤其是cpu的功率却在日渐提高，于是在带来高速计算和通讯能力的同时，电子产品内部的散热设计成为一大难点。较占空间的散热方案如散热片等不适用小尺寸电子产品，因此需要体积更小、散热性能更好的散热材料。此外，由于小尺寸电子产品内部较为狭小复杂，热量如何以期望或设计的方向进行传导也是需解决问题。目前较为有效的方法为采用超薄型vc板(均热板)；热量将通过vc板内部介质的物象转换进行沿vc板形状的方向传导。但目前较薄的vc板厚度为0.3-0.5mm左右，vc板体积仍然偏大，且还可能需要搭配导热硅胶垫片来进行工作，更加增大了体积。
4.此外，现有的导热垫片填充于发热器件和散热部件之间的间隙中时，容易产生脱落，使用可靠性较差。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种导热垫片，其结构简单，整体厚度较薄，使用可靠性好，可反复使用，且在垂直方向和水平方向均具有较好的散热功能。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种导热垫片，包括至少一层复合导热层，该复合导热层是由导热双面胶带和石墨片组成；当复合导热层的数量为两层以上时，相邻两层复合导热层之间通过所述导热双面胶带粘接；所述导热双面胶带为无基材导热胶带，其是由导热胶构成；所述导热胶是采用侧链羧基官能化改性的橡胶共聚物与高导热纳米粉体交联制备而成；在该导热胶中，所述高导热纳米粉体与橡胶共聚物的侧链交联，使导热胶形成能够进行垂直方向导热的多孔隙交联网状结构；该多孔隙交联网状结构可以在大气压作用下形成界面贴合力，以形成导热双面胶带的粘接力，并使导热双面胶带可进行反复剥离。
7.进一步的，该导热垫片的顶层还设有贴合在石墨片表面的单面有胶pi胶带。
8.进一步的，所述导热胶的制备原料按照质量份数包括以下组分：侧链羧基官能化
改性的橡胶共聚物45～60份、增粘剂10～15份、溶剂100～120份、高导热纳米粉体3～5份。
9.更进一步的，所述橡胶共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
10.进一步的，所述高导热纳米粉体包括纳米陶瓷粉体、纳米二氧化钛和纳米石墨烯，纳米陶瓷粉体、纳米二氧化钛和纳米石墨烯的粒径均为1-2nm。
11.更进一步的，所述纳米石墨烯为羟基化石墨烯。
12.进一步的，所述导热双面胶带的厚度为10-15μm。
13.更进一步的，所述导热双面胶带的粘接力为5～7n/cm以上。
14.更进一步的，所述导热双面胶带在垂直方向上的导热系数为25w/mk以上。
15.进一步的，所述石墨片的厚度为10-30μm。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的导热垫片的复合导热层是由一层导热双面胶带和一层石墨片构成；包括两层以上复合导热层的导热垫片，其相邻两层复合导热层之间则通过其中的导热双面胶带粘接；其中的导热双面胶带是利用高导热纳米粉体与橡胶共聚物配合形成的导热胶构成，使得双面胶带在具备较好的粘接性的同时，又兼具较好的导热效果；导热胶中的高导热纳米粉体可以与侧链羧基官能化改性后的橡胶共聚物中的羧基产生络合交联，在赋予橡胶共聚物较优异的导热性能的同时，也使得导热胶形成多孔隙的交联网状结构；这种交联网状结构具有较好的弹性，在使用导热双面胶带粘贴石墨片的过程中，交联网状结构中的孔隙受到挤压，孔隙中的空气排出，大气压形成界面间的贴合力，并产生一定的内聚力；两层石墨片之间通过导热双面胶带的这种大气压形成的贴合力和胶带的内聚力可以实现较好的粘接效果；
18.该导热垫片可以通过导热双面胶带粘贴于器件上，不易脱落和移动，且对于不平整表面，可以进行完全贴合，提高了使用可靠性；同时由于导热双面胶带的交联网状结构具有较好的弹性，当空气进入交联网状结构的孔隙时，该导热双面胶带可以恢复形状，且贴合力减小甚至消失，从而可以比较方便的将导热垫片进行剥离，即该导热垫片具有可以反复多次剥离并使用的优点，且剥离后无残胶残留。
19.相较于现有技术，本发明的导热双面胶带基于导热胶的交联网状结构，其粘接力是通过大气压形成的，而非通过一般胶带的界面间分子作用力形成，粘接力较稳定，且能够达到反复多次剥离并重复使用的效果。
20.再有，本发明的导热双面胶带中，高导热粉体络合交联于橡胶共聚物的侧链上，如此形成的交联网状结构为三维结构，可以实现较好的垂直方向的导热效果。而其中的石墨片则在水平方向具有较好的散热导热效果；导热双面胶带和石墨片形成的复合导热层使得整个导热垫片兼具垂直方向和水平方向的较优异的导热功能，散热及导热效果更好。
21.此外，本发明的导热垫片还包括有一单面有胶pi胶带，其粘贴在多层复合导热层形成的叠加结构的顶层；该单面有胶pi胶带可以起到控制热量走向的作用，可以阻绝热量向某一方向传导，进而使热量向期望或设计的方向进行传导。
22.本发明的导热垫片厚度较薄，而且可以实现垂直方向和水平方向的较优异的导热功能，应用于电子元器件间，不仅可以大大节省空间，满足电子产品轻薄、体积小的要求，而且可以对电子元器件实现较好的散热效果。
附图说明
23.图1是本发明的导热垫片的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合具体实施例对本发明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。
25.本发明提供了一种导热垫片，包括至少一层复合导热层1，该复合导热层1是由一层导热双面胶带11和一层石墨片12组成；当复合导热层1的数量为两层以上时，相邻两层复合导热层1之间通过所述导热双面胶带11粘接；所述导热双面胶带11为无基材导热胶带，其是由导热胶构成；所述导热胶是采用侧链羧基官能化改性的橡胶共聚物与高导热纳米粉体交联制备而成；在该导热胶中，所述高导热纳米粉体与橡胶共聚物的侧链交联，使导热胶形成能够进行垂直方向导热的多孔隙交联网状结构；该多孔隙交联网状结构可以在大气压作用下形成界面贴合力，以形成导热双面胶带的粘接力，并使导热双面胶带可进行反复剥离。
26.该导热垫片的顶层还设有贴合在石墨片12表面的单面有胶pi胶带2。该单面有胶pi胶带2的厚度为10-30μm。
27.其中，所述导热胶的制备原料按照质量份数包括以下组分：侧链羧基官能化改性的橡胶共聚物45～60份、增粘剂10～15份、溶剂100～120份、高导热纳米粉体3～5份。
28.其中的橡胶共聚物优选为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；增粘剂优选为松香树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或两种的混合；溶剂优选为甲苯、二甲苯中的一种或两种的混合。
29.其中的侧链羧基官能化改性的橡胶共聚物是利用改性剂和引发剂对橡胶共聚物进行改性反应制得；对于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物而言，其具体是以3-巯基丙酸为改性剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行侧链羧基官能化改性，使得苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的侧链具有羧基。
30.其中的高导热纳米粉体包括纳米陶瓷粉体、纳米二氧化钛和纳米石墨烯，纳米陶瓷粉体、纳米二氧化钛和纳米石墨烯的粒径均为1-2nm；纳米陶瓷粉体的质量百分比为50-90％，纳米二氧化钛的质量百分比为9-40％，纳米石墨烯的质量百分比为1-10％。其中的纳米石墨烯为羟基化石墨烯；其中的纳米陶瓷粉体优选为活性纳米氧化铝导热粉体或纳米氧化锆粉体。
31.纳米陶瓷粉体表面的羟基、纳米二氧化钛表面的羟基以及石墨烯表面的羟基与改性后的橡胶共聚物的侧链上的羧基形成络合交联，使得导热胶形成多孔隙的交联网状结构。
32.其中的导热双面胶带11的厚度为10-15μm；形成该导热双面胶带的导热胶的黏度为3000～5000cps；该导热双面胶带11的粘接力为5～7n/cm以上；该导热双面胶带11在垂直方向上的导热系数为25w/mk以上；其中的石墨片12的厚度为10-30μm。
33.实施例1
34.一种导热垫片，包括两层复合导热层1，每层复合导热层1是由一层导热双面胶带
11和一层石墨片12组成；该两层复合导热层1之间通过其中的导热双面胶带11粘接；所述导热双面胶带11为无基材导热胶带，其是由导热胶构成；导热胶的制备原料按照质量份数包括以下组分：侧链羧基官能化改性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45份、松香树脂10份、二甲苯100份、高导热纳米粉体3份；其中的高导热纳米粉体包括活性纳米氧化铝粉体60％，纳米二氧化钛35％，羟基化纳米石墨烯5％。在该导热胶中，所述高导热纳米粉体与橡胶共聚物的侧链交联，使导热胶形成能够进行垂直方向导热的多孔隙交联网状结构；该多孔隙交联网状结构可以在大气压作用下形成界面贴合力，以形成导热双面胶带的粘接力，并使导热双面胶带可进行反复剥离。
35.该导热垫片的顶层还设有贴合在石墨片12表面的单面有胶pi胶带2。该单面有胶pi胶带2的厚度为10μm。
36.经过测试，该实施例1的导热双面胶带在垂直方向上的导热系数为25.5w/mk。
37.在该实施例1中，导热双面胶带11的厚度为10μm，石墨片12的厚度为15μm，单面有胶pi胶带2的厚度为10μm；该导热垫片的整体厚度为60μm左右；相较于传统的导热硅胶垫片或vp板+垫片的结构，本实施例1的导热垫片厚度较薄，应用于电子产品后，可以极大的节省空间。
38.实施例2
39.一种导热垫片，包括三层复合导热层，每层复合导热层是由一层导热双面胶带和一层石墨片组成；相邻两层复合导热层之间通过其中的导热双面胶带粘接；所述导热双面胶带为无基材导热胶带，其是由导热胶构成；导热胶的制备原料按照质量份数包括以下组分：侧链羧基官能化改性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物50份、松香树脂12份、二甲苯105份、高导热纳米粉体3份；其中的高导热纳米粉体包括活性纳米氧化铝粉体60％，纳米二氧化钛35％，羟基化纳米石墨烯5％。在该导热胶中，所述高导热纳米粉体与橡胶共聚物的侧链交联，使导热胶形成能够进行垂直方向导热的多孔隙交联网状结构；该多孔隙交联网状结构可以在大气压作用下形成界面贴合力，以形成导热双面胶带的粘接力，并使导热双面胶带可进行反复剥离。
40.该导热垫片的顶层还设有贴合在石墨片表面的单面有胶pi胶带。该单面有胶pi胶带的厚度为10μm。
41.经过测试，该实施例2的导热双面胶带在垂直方向上的导热系数为28.5w/mk。
42.在该实施例2中，导热双面胶带的厚度为11μm，石墨片的厚度为15μm，单面有胶pi胶带的厚度为10μm；该导热垫片的整体厚度为88μm左右；相较于传统的导热硅胶垫片或vp板+垫片的结构，本实施例2的导热垫片厚度较薄，应用于电子产品后，可以极大的节省空间。
43.实施例3
44.一种导热垫片，包括三层复合导热层，每层复合导热层是由一层导热双面胶带和一层石墨片组成；相邻两层复合导热层之间通过其中的导热双面胶带粘接；所述导热双面胶带为无基材导热胶带，其是由导热胶构成；导热胶的制备原料按照质量份数包括以下组分：侧链羧基官能化改性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物60份、松香树脂15份、二甲苯110份、高导热纳米粉体5份；其中的高导热纳米粉体包括活性纳米氧化铝粉体60％，纳米二氧化钛35％，羟基化纳米石墨烯5％。在该导热胶中，所述高导热纳米粉体与橡胶共聚物的
侧链交联，使导热胶形成能够进行垂直方向导热的多孔隙交联网状结构；该多孔隙交联网状结构可以在大气压作用下形成界面贴合力，以形成导热双面胶带的粘接力，并使导热双面胶带可进行反复剥离。
45.该导热垫片的顶层还设有贴合在石墨片表面的单面有胶pi胶带。该单面有胶pi胶带的厚度为10μm。
46.经过测试，该实施例3的导热双面胶带在垂直方向上的导热系数为30w/mk。
47.在该实施例3中，导热双面胶带的厚度为12μm，石墨片的厚度为15μm，单面有胶pi胶带的厚度为10μm；该导热垫片的整体厚度为91μm左右；相较于传统的导热硅胶垫片或vp板+垫片的结构，本实施例3的导热垫片厚度较薄，应用于电子产品后，可以极大的节省空间。
48.本发明实施例1-3的导热垫片厚度较薄，可以通过其中的导热双面胶带粘贴于发热器件上，对发热器件和散热部件之间的间隙进行填充，可以对发热器件产生的热量进行有效导出，实现较好的散热效果。而且，该导热垫片比较容易剥离，且剥离后无残胶残留。
49.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。