绝缘导热高分子复合材料研究.pdf

第33卷增刊塑料工业
2005年5月CHINAPIAICsINDUSTRY·99·

绝缘导热高分子复合材料研究

周文英，齐暑华，涂春潮，邱华
(西北工业大学应用化学系，陕西西安710072)

摘要：介绍了导热绝缘高分子复合材料的导热性能、导热机理，综述了各类导热绝缘高分子如复合型导热塑料、
橡胶、胶粘剂、涂层等的研究，并展望了其应用前景及未来发展方向。
关键词：导热绝缘；热导率；导热塑料；导热橡胶；导热胶粘剂

StudyofInsulatingThermalConductivePolymerComposites

ZHOUWen—ying。QIShu-hua，TUChun—chao，QIUHua
(Dept．ofAppliedChemistry，NorthwesternPdytechrdcalUniversity，Xi，an710072，China)
Abstract：Thethermalconductingpropertyandthermalconductingmechanismofinsulatingthermal
conductivepolymercompositeareintroduced，Theprogressinthestudyofinsulatingthermalconductive

compositeplastics，rubbersandadhesivesisrenewed，andtheprospectoftheapplicationsanddevelopment
trendofthermalconductingandinsulationpolymercomtx)sitesareforecasted．

KeywordS：InsulatingThermalConductivity；ThermalConductingPlastics：ThermalconductingRub—

her；ThermalconductingAdhesive

工业生产和科学技术发展对导热材料提出了更高行。所以高导热绝缘高分子复合材料则是散热设计中
要求，除导热性外，希望材料具有优良的综合性能，必不可少的关键环节，它的研究开发具有重要意义。
如质轻、易加工成型、抗冲击、耐化学腐蚀、热疲劳l聚合物的导热性能
性能优异、优良电绝缘性能及化学稳定性等。传统导聚合物热导率很小，要拓展其在导热领域的应
热材料如金属和金属氧化物及其它非金属材料已无法用，提高导热性能是关键。实现聚合物导热的途径有
满足一些特殊场合的绝缘导热使用要求，如电磁屏两种：一是合成具有高热导率的结构聚合物。如用具
蔽、电子信息、热工测量技术领域广泛使用的功率有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等对材料
管、集成块、热管、集成电路、覆铜板的绝缘导热，进行掺杂2，通过电子导热机制实现导热；或具有完
也无法作为武器装备、航空航天电子设备、电机、通整结晶性，通过声子实现导热的聚合物，如平行高倍
讯、电器设备、仪器所需的导热绝缘材料使用[1l。拉伸HDPE室温下拉伸倍数为25倍时，平行于分子
随着微电子集成技术和组装技术高速发展，组装链的热导率可达13．4w／(m·K)L3l。二是用高导热无
密度迅速提高，电子元件、逻辑电路体积成千上万倍机物填充聚合物制备无机物僳合物导热复合材料，
地缩小，电子仪器日益轻薄短小化，而工作频率急剧如石墨、氮化铝填充高密度聚乙烯导热复合塑料。目
增加，半导体热环境向高温方向迅速变化。此时电子前对第一类聚合物的研究更多地关注其导电性，其导
设备所产生的热量迅速积累、增加，在使用环境温度热性能研究还未引起足够重视；完整结晶高度取向聚
下要使电子元器件仍能高可靠性地正常工作，及时散合物工艺复杂，难以实现规模化生产；用无机填料对
热能力成为影响其使用寿命的重要限制因素，为保障聚合物填充得到的材料有不错的热导率，因价格低
元器件运行的可靠性，急需研制具有高可靠性、高散廉、易加工成型，经过适当工艺处理可以应用于某些
热性的综合性能优异的导热绝缘高分子复合材料替代特殊领域。
传统高分子材料，作为热界面和封装材料，迅速将发对填充型导热绝缘高分子，热导率取决于高分子
热元件热量传递给散热设备，保障电子设备正常运和导热填料协同作用。分散于树脂中的导热填料，有

作者简介：周文英，男，1971年生，博士研究生，研究方向为功能高分子。wyzhou2004@163．~xl'n

100·塑料工业2005钽
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粒状、片状、球形、纤维等形状，常用部分填料热导且PS粒子为2rnn3时体系的热导率为纯PS的5倍；
率见表1。填料用量较小时，填料虽均匀分散于树脂用Agari导热模型讨论了A1N用量与材料热导率之间
中，但彼此间未能形成相互接触和相互作用，导热性的关系，