超高导热复合填料如何设计搭配配方获得高导热率

文章出处：常见问题责任编辑：东莞东超新材料科技有限公司发表时间：2022-07-15

　　 高分子导热材料具有密度小、易加工、电绝缘性好等优点，在生活中得到广泛应用。但由于高分子导热材料是热的不良导体，导热性能差，在散热要求高的微电子集成领域使用受限。导热性能要求越来越高，单一的粉体导热无法实现高导热低成本等因素，导致导热性能不够理想、项目停止不前。为此，东超新材料厂家会采取“复配”、“改性”的形式在高分子导热材料中加入两种或两种以上的高导热填料。为了增强高分子导热材料的导热性能，生产厂商一般会在其中加入高导热填料。东超新新材料针对高导热灌封胶填料、高导热凝胶填料、高导热双面胶填料、高导热覆铜板导热粉，广泛应用5G通讯、新能量电池、光伏发电、半导体等。可根据客户需求定制导热系数、老化、耐高温、阻燃等技术指标定制生产，免费开发设计配方，提供样板。主要的“复配”方式有：不同材料的混合、不同粒径的混合以及不同形状的混合。

1.不同形状的填料复配

导热填料主要有不规则形、类球形、球形、片状、纤维状等形态，它们在基体树脂中的分布状态及导热网链的形成对体系的热导率有重要影响。

2.不同粒径的填料复配

填料粒径大小对体系的热导率有一定影响。高分子导热材料的导热性能通过导热填料在其中相互接触实现。当填料填充量较低时，由于小粒径导热填料具有较大的比表面积，使得在同等填料用量下，小粒子被基材包裹，无法相互接触，彼此间接触热阻较大。相反，大粒子由于粒径较大，彼此间容易接触，接触热阻较小，使高分子材料更容易形成稳定的导热通道。

当填料填充量较高时，大、小粒径的导热填料粒子堆积已很紧密，此时材料导热系数与填料堆积度相关，而大粒径导热填料更容易存在间隙，小粒径堆积更紧密，所以小粒径导热填料填充的导热系数更高。然而填料粒径并不是越小就越好，因为这会限制填料的填充量，无法实现高填充高导热。可采用不同粒径的填料搭配，小颗粒填充于大颗粒之间的间隙中，与大颗粒形成更紧密的堆积，增加填料之间的接触，从而提高材料的导热性能。

3.不同种类的导热材料复配

不同的导热材料进行搭配，可以得到不同导热系数的产品。目前常用的导热填料有Al2O3、MgO、ZnO、AlN、BN、SiC等；其中，市场使用占有率大多是以微米级Al2O3、硅微粉（结晶二氧化硅）等为主，纳米Al2O3、氮化物则多作为高导热领域的填充粉体；而ZnO大多做为导热膏（导热硅脂）填料用。通过将以上无机陶瓷填料填充到高分子基质中，可制取具有良好的导热性、绝缘性，以及物理机械性能的复合材料。但有时候采用单一填料无法满足应用需求，就需要采用复配填料来达到应用需求，像Al2O3的热导率较低但价格适中，可混入一些价格较高但热导率也高的填料一起使用，这样既能控制成本，又能提高复合材料的综合性能。

其中，球形导热填料流动性好，在聚合物中填充性好，可实现高填充高导热；而片状填料由于拥有较高的径厚比，有效搭接面积较大，有利于热量的传导；纤维状填料由于具有极高的长径比，使其更容易搭接从而实现导热作用，此外，由于其特殊的结构，在提高力学性能方面也有其独特的优势。在实际应用中，往往会根据不同形态导热填料的优缺点进行搭配，常将球形填料和不规则形或片状/晶须填料配合使用，由于混杂效应，填料间相互接触几率增大，容易形成导热通路，比单一微观形态的粒子更能提高体系的导热性能。

综合上述，想要获得高导热率的导热填料，可以通过不同粒径、不同形貌、不同类型的导热填料复合搭配来实现。这需要专业公司来花费大量时间、精力去实验验证。东超新材料已有10多年研发、生产高导热填料复合粉设计设计配方的经验，可为您提供个性化定制导热阻燃解决方案，只要您有需求，我们即可给您一个满意的结果。

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