(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211042990.6 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 北京中石伟业科技股份有限公司 地址 100070 北京市亦庄经济技 术开发区 东环中路三 号 (72)发明人 韩杨　陈肖男　李素卿　周占玉　 吴晓宁　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 纪志超 (51)Int.Cl. C09C 1/04(2006.01) C09C 3/08(2006.01) C09C 3/12(2006.01) C09K 5/14(2006.01)C08K 3/22(2006.01) C08K 9/04(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 9/10(2006.01) (54)发明名称 一种改性氧化锌填料的应用 (57)摘要 本发明提供了一种改性氧化锌填料在制备 热界面材料中的应用， 所述改性氧化锌填料包 括： 基体颗 粒； 设置在所述基体表面的包覆层； 所 述改性氧化锌填料的表面能为20～40mJ/m2， 比 表面积为1～15m2/g。 本发明从包覆层结构与性 能对应的基本点着手， 创新性的对 氧化锌粉体包 覆结构做出设计， 然后通过精确界面层调控技 术， 实现高精准包覆， 即控制精细化加工工艺和 选择合适的材料来精确调控粉体包覆层厚度及 包覆层结构。 本发明制备了一种兼具低界面热 阻、 高湿润性、 低团聚、 高稳定性、 高流动性的热 界面材料用微纳米氧化锌填料粉体 。 权利要求书1页 说明书6页 CN 115260793 A 2022.11.01 CN 115260793 A 1.一种改性氧化锌填料在制备 热界面材 料中的应用， 所述改性氧化锌填料包括： 基体颗粒； 设置在所述基 体表面的包覆层； 所述改性氧化锌填料的粒度D50为0.1～2微米， 表面能为20～40mJ/m2， 比表面积为1～ 15m2/g。 2.根据权利要求1所述的应用， 其特 征在于， 所述基 体颗粒的成分为氧化锌； 所述包覆层为由包覆剂与基 体颗粒接枝形成的产物。 3.根据权利要求1所述的应用， 其特征在于， 所述改性氧化锌填料粒度D50的数值和包 覆层的厚度数值的比值 为(50～500)： 1。 4.根据权利要求2所述的应用， 其特征在于， 所述包覆层中包覆剂的有效接枝密度为 0.05～5mmol/g。 5.根据权利要求1所述的应用， 其特 征在于， 所述改性氧化锌填料的制备 方法包括： 将粉体和包覆剂混合后反应并干燥， 得到改性氧化锌填料； 所述粉体为氧化锌； 所述包覆剂选自硅烷偶联剂及其低 聚物、 钛酸酯偶联剂及其低 聚物、 锆酸酯偶联剂及 其低聚物中的一种或几种。 6.根据权利要求5所述的应用， 其特征在于， 所述粉体的含水率为0.1～5％， 所述粉体 的pH值为4～12； 所述包覆剂的反应度为0～10％。 7.根据权利要求5所述的应用， 其特征在于， 所述包覆剂的质量为粉体质量的0.5～ 5％。 8.根据权利要求5所述的应用， 其特征在于， 所述混合过程中粉体的最大运动速度为10 ～60m/s， 所述混合的温度为20～15 0℃。 9.根据权利要求5所述的应用， 其特征在于， 所述改性氧化锌填料粒度D50与粉体粒度 D50相比的变化率为0～200％； 所述改性氧化锌填料的比表面积和粉体的比表面积相比的 变化率为0～5％； 所述改性氧化锌填料中未反应的包覆剂残留率 为0～1000ppm。 10.根据权利要求1所述的应用， 其特 征在于， 所述热界面材 料的制备原料还 包括： 导热填料和高分子基 体； 所述导热填料选自氮化铝、 氧化铝、 氮化硼、 铝粉、 金刚石中的一种或几种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115260793 A 2一种改性氧化锌 填料的应用 技术领域 [0001]本发明属于热界面 技术领域， 尤其涉及一种改性氧化锌填料的应用。 背景技术 [0002]作为信息工业的支撑产业， 半导体技术正面临一个重大的瓶颈与挑战， 热墙， 高速 化和高密度的微/纳电子器件在很小的空间， 产生巨大的热量， 这些热量积聚在极小的范围 内， 使得电子器件的温度急剧升高。 在这种情况下， 电子器件运行 的可靠性和速度降低， 并 最终导致集成电路被烧毁。 因此， 如何将产生的热量及时耗散出去是半导体电子工业发展 所面临的一个重要课题。 [0003]从微观上看， 在不 同材料形成的界面处， 固体表面的粗糙度会使界面附近充满空 气， 从而使实际的接触面积 远小于界面的表面积。 由于空气的导热性能很差， 因此会极大地 增加界面的整体热阻。 为了减小这一不利因素 的影响， 通常在 界面处填充具有较高导热系 数的热界面材料(thermal  interface  materials,TIM)， 这类材料需要具有一定的变形性 和流动性， 从而尽可能地充满界面处的缝隙， 增大接触面积。 比较常见的热界面材料有导热 脂(thermal  grease)， 导热凝胶(thermal  gel)、 导热胶黏剂(thermal  conductive   adhesive)， 导热垫片(thermal  pad)， 相变材料(phase  change material)等， 它们都是将 导热填料， 如氧化锌、 氧化铝等加到聚硅氧烷类高分子基材中或者 碳链烃油中的复合材 料。 [0004]上述填充型TIM材料通常都是体积填充率>70％的高填充体系， 其填料与基胶之间 的界面层占比大， 所以界面层结构对性能会起到重要的作用。 通过对导热填料粉体进行表 面包覆改性可以来改善复合材料填料与基体之 间的界面层， 所以包覆改性技术一直被持续 不断地研究。 而随着电子器件功 率不断升高散热问题越来越严重， 对TIM材料不断地提出新 的挑战与要求， 而如何通过包覆改性技术来制备性能更优异的新型导热填料粉体， 一直是 制约TIM材 料发展待解决的技 术难点。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种改性氧化锌填料的应用， 本发明提供的改 性氧化锌填料具有低界面热阻、 高湿润性、 低团聚性、 高稳定性、 高流动性， 应用于热界面材 料具有较好的效果。 [0006]本发明提供了一种改性氧化锌填料在制备热界面材料中的应用， 所述改性氧化锌 填料包括： [0007]基体颗粒； [0008]设置在所述基 体表面的包覆层； [0009]所述改性氧化锌填料的粒度D50为0.1～2微米， 表面能为20～40mJ/m2， 比表面积 为1～15m2/g。 [0010]优选的， 所述基 体颗粒的成分为氧化锌； [0011]所述包覆层为由包覆剂与基 体颗粒接枝形成的产物。说　明　书 1/6 页 3 CN 115260793 A 3