CN102717454A - 一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法 - Google Patents

一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法，其特征为：将一定量的填料分批加入硅橡胶中，充分真空搅拌后倒入不锈钢模具(模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离)，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，于70-90℃温度区间固化10-60min。上述技术方案中，直流电源也可以被交流电源取代，效果更佳。通过施加外加电场可以提高整个体系的有效导热率，交流电场比直流电场更加有利于填料粒子的取向。氮化硼在电场作用下其高导热的晶面沿电场方向取向，使得平行电场方向的导热率大大提高，增幅达到1.5倍以上。电场辅助固化制备复合导热材料可以有效提高导热性能，降低填料用量，节约成本，降低导热材料自身重量。

Description

一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法，属新材料技术领域。 
背景技术
导热硅橡胶能有效地散除电子设备产生的热量，提高电子设备的使用寿命及工作效率。填充型导热橡胶由高分子基体和高导热填充物组成，其中导热填料是主要的导热载体。当填料的量比较小时，彼此能够均匀分散在基体中，填料之间不发生接触和相互作用；当填料量达到一定程度时，填料之间间距减小并发生相互作用，在基体中形成了类似链状和网状的结构，称为导热网链。当填料在体系内部形成与热流方向平行的导热网链后，由于填料的热阻远远小于高分子基体，热流会通过形成的网链传递。因此整个体系的热阻变小，导热性能提高。相关文献中提到使连续碳纳米管在硅胶中定向排列，制备的复合材料导热率比随机排列的碳纳米管的有效导热率提高了一倍。因此如何使体系中的形成与热流方向平行的导热网链是提高导热性能的关键之一。 
氮化硼是一种具有高导热率的填料，被广泛的用于制备具有高导热性质的导热材料。周文英等将氮化硼粒子填充到高密聚乙烯，研究结果表明填料粒子围绕在聚乙烯周围，形成了特殊的网体系热导率随填料含量而增加，填料体积用量为30％时体系热导率达0.96W/m·K；涂春潮等人以氮化硼填充甲基乙烯基硅橡胶，考察了氮化硼用量、粒径等对复合材料导热性能、物理性能和工艺性能的影响。与其他填料相比，氮化硼为片状，同时具有形状各向异性和导热各向异性，如果高导热的晶面沿电场取向那么电场方向的导热率会大幅提高。当施加外加电场时，介电颗粒在感应偶极距与电场的相互作用下，会沿电场方向形成链状、柱状结构。张毅等报道了直流电场下制备的氢氧化铝和氧化铝复合硅橡胶导热率得到一定程度提高。 
但经过检索，我们没有发现有关外加电场制备氮化硼与硅橡胶复合材料得到成功的报道。 
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法。 
本发明采取的技术方案为：一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法，其特征为：将一定量的填料分批加入硅橡胶中，充分真空搅拌后倒入不锈钢模具(模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离)，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，于70-90℃温度区间固化10-60min。 
上述技术方案中，直流电源也可以被交流电源取代，效果更佳。 
本发明的有益有效果体现在：通过施加外加电场可以提高整个体系的有效导热率，交流电场比直流电场更加有利于填料粒子的取向。氮化硼在电场作用下其高导热的晶面沿电场方向取向，使得平行电场方向的导热率大大提高，增幅达到1.5倍以上。电场辅助固化制备复合导热材料可以有效提高导热性能，降低填料用量，节约成本，降低导热材料自身重量。 
具体实施方式
以下通过一个具体实施例来详细讲述本发明。 
主要原料及仪器设备包括： 
●六方氮化硼(SGP)，日本电气化学工业有限公司，层状方向导热率60W/mK，垂直方向导热率2W/mK； 
●双组份硅橡(R-657)，广州标美精细化工有限公司。 
●材料导热率的测试选用稳态热传导法(ASTM5470)，采用LW-9091IR导热仪(台湾瑞领)。样品一般准备3份，测量后取平均值。 
●XRD在ThermoARLX’TRA上测得，断面照片用在日S-4800扫描电镜上获得。 
将一定量的填料分批加入硅橡胶R-657中，充分真空搅拌后倒入自制不锈钢模具(模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离)，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，于80℃固化20min。 

Claims (2)

1.一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法，其特征为：将一定量的填料分批加入硅橡胶中，充分真空搅拌后倒入不锈钢模具(模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离)，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，于70-90℃温度区间固化10-60min。
2.如权利要求1所述的一种氮化硼-硅橡胶复合材料的制备方法，其特征为：直流电源也可以被交流电源取代。
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