CN103497411B - 一种柔性高导热绝缘高分子复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性高导热绝缘高分子复合材料及其制备方法。现有商品化的导热高分子复合材料很难实现高热导率和柔性的统一。本发明柔性高导热绝缘高分子复合材料为共混物,该共混物包括乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、过氧化物硫化剂、离子液体、导热填料。该方法是将EVM、EVA与硫化剂混合,30~200℃动态硫化,干燥,制得基料;在基料中加入离子液体和导热填料,160℃下熔融共混,出料。本发明复合材料具有柔性好,优异的导热性能和绝缘性能,工业制备简单,加工经济绿色环保等优点,可望在太阳能硅电池和LED灯等亟需解决散热问题的电子、电器领域中应用制备各种导热器件。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种导热高分子复合材料,具体是一种柔性高、导热好且绝缘的高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
在电子工业领域,散热是一个至关重要的问题。对于电子元器件,如果热量来不及散出将导致其工作温度升高,这样不仅会降低其使用寿命而且也将大大降低它的稳定性和工作效率。传统的导热材料多为金属如Ag,Cu,Al和金属氧化物如Al2O3,MgO,BeO以及其它非金属材料如石墨,炭黑,Si3N4等。随着工业生产和科学技术的发展,人们对导热材料提出了新的要求,希望材料具有优良的综合性能。如用于制造与电子电气元件接触的制品,既需要材料提供系统所需要的高弹性、耐热性,又必须将系统的热量迅速传递出去;对于用作封装和热界面材料的导热粘合剂尤其是导热绝缘粘合剂的需求也越来越高。显然,传统的导热材料在电子工业领域中的应用受到了极大的限制,因此亟需一种新型的兼具高导热和优异力学性能的材料。
在近几十年来,高分子材料的应用领域不断拓展,但是在导热材料领域,纯的高分子材料不能直接应用,因其大多是热的不良导体。要提高高分子材料的导热性能通常有两种方法:一种是通过制备自身能够具有良好导热性的结构型导热高分子材料,如具有共轭结构的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等材料;或者是提高聚合物的结晶性,通过声子导热机理实现导热目的。然而,这种方法对设备、工艺条件的要求都很高,较难实现工业化生产。另一种是通过向高分子基体中添加具有高导热性填料的方法制备填充型高分子复合材料。这种方法工艺简单,相对于前者来说更加容易控制和实现,成本也较低,所以被广泛采纳,是目前提高高分子材料导热性的主要手段。然而,要实现高分子复合材料较好的导热效果,必须具有足够大的导热填料填充量,大量无机导热填料的加入不但大大的降低了材料的力学性能(包括柔性、断裂伸长、力学强度等),而且影响材料的加工性能。对于材料的实际应用,又有了很多的困难与限制。
随着电子器件的小型化、轻量化、柔性化以及太阳能光伏产业的发展,具有导热、绝缘、柔性等多种性能的高分子材料受到极大的关注,成为这些产业发展的瓶颈。我们在长期的工作积累中发现,要制备兼具柔性、导热和绝缘等多种性能的高分子材料,关键在于基体和导热填料的选择。基体的选择主要由以下两个方面的要求:一方面,基体自身应该是一种热塑性弹性体,以保证材料的柔性。热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。热塑性弹性体可以采用类似热塑性树脂的加工工艺来反复加工和回收再利用。热塑性弹性体通常由热塑性树脂与橡胶经动态硫化制备而成,在熔融加工过程中橡胶发生硫化并作为分散粒子均匀地分散在热塑性树脂的连续相中。这样,硫化后的橡胶分散相提供材料的弹性和柔性,而热塑性树脂基体提供材料的熔融加工性能。另一方面,填料与基体应有良好的相容性,填料能均匀分散在基体中,形成一个导热网络通路。
填料是影响聚合物基复合材料热导率的主要因素,主要包括填料自身热导率、含量、粒径、外形等。导热填料主要有金属、无机非金属、以及少量的高分子材料,一般来说,高分子复合材料的热导率随着导热填料含量的增加而提高,当填料含量超过一定值时,形成贯穿整个体系的导热网络通路,此时复合材料热导率迅速提高。
为此,本发明创新的选择热塑性弹性体的基体和合适的导热填料,成功实现了导热高分子复合材料柔性、导热性和绝缘性的结合,制备了一种新型的柔性高导热绝缘高分子复合材料。
发明内容
本发明的一个目的是针对现有导热高分子复合材料导热和良好机械性能(特别是柔性)难以统一的缺点,提供了一种柔性高导热绝缘高分子复合材料,该高分子复合材料具有力学性能好、柔性优良、高热导率、绝缘的特质。
为了达到上述目的,我们选用一种具有多相形态结构的、动态硫化的EVA-EVM热塑性弹性体作为基体,使用规则的球形氧化铝、氧化镁、氮化硅、碳化硅等作为导热填料,通过适当的组合,并加入适量的离子液体,成功实现了上述目标。
本发明柔性高导热绝缘高分子复合材料为共混物,该共混物包括乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、导热填料、离子液体;其中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、导热填料、离子液体的质量比为(100~100.5):100:(0~0.5):(100~1403.5):(0.5~100.25);
作为优选,柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、导热填料、离子液体的质量比为(100~100.5):100:(0~0.5):(1000~1403.5):(5~10);
所述的乙烯醋酸乙烯酯交联物为通式Ⅰ或通式Ⅱ所示结构的不规则共聚物:
通式Ⅰ:
通式Ⅱ:
其中m、n、p、q均为10~5000;R基团为硫、硅烷基或含有环氧基的苯酚齐聚物基团。
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5~40﹪。
过氧化物硫化剂为所有过氧化物硫化剂。
所述的导热填料为球形氧化铝粉末、氧化镁粉末、氮化硅粉末、碳化硅粉末中的一种或多种,导热填料的粒径为10nm~100μm。导热填料可为上述各种无机导热填料中的一种或几种的组合,也可为一种上述无机导热填料中具有不同形状的填料的组合(如规则的球形氧化铝与不规则的氧化铝的组合)或不同粒径大小的填料的组合(如粒径为2μm与7μm的规则球形氧化铝的组合)。
作为优选,导热填料为球形氧化铝粉末。
所述的离子液体是指在常温或接近常温下呈现液体的、完全由阴阳离子所组成的盐,进一步,所述离子液体的通式为A+B-,其中A+的结构式为式Ⅰ或式Ⅱ所示,如下:
式Ⅰ,
式Ⅱ,
其中R5~R7各自独立为C1~C16的烷基;
B-为F-、Cl-、Br-、I-、四氟硼酸或六氟磷酸根。
作为优选,所述的离子液体中的A+为如式Ⅰ所示的咪唑类阳离子;更为优选,所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
本发明的另一个目的是提供制备该柔性高导热绝缘高分子复合材料的方法,本发明通过将导热填料、离子液体与EVA-EVM基料熔融共混制备具有高导热性的柔性高导热绝缘高分子复合材料。该方法具体步骤是:
步骤(1).将乙烯醋酸乙烯酯EVM、乙烯醋酸乙烯酯EVA与硫化剂按照质量比为1000:1000:0.1~5,在30℃~200℃下动态硫化1~7分钟,干燥,制得基料;
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50~80﹪;所述的乙烯醋酸乙烯酯EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5~40﹪;
所述的硫化剂为硫磺、过氧化物硫化剂、含氢硅烷硫化剂、树脂类硫化剂中的一种;其中过氧化物硫化剂为所有过氧化物硫化剂,含氢硅烷硫化剂为所有含氢硅烷硫化剂,树脂类硫化剂为所有树脂类硫化剂;
当硫化剂为过氧化物硫化剂,过氧化物硫化剂只是单纯起到提供自由基的作用,乙烯醋酸乙烯酯EVM之间形成网状结构的乙烯醋酸乙烯酯交联物;当硫化剂为硫磺、树脂类硫化剂或含氢硅烷硫化剂,该硫化剂与乙烯醋酸乙烯酯EVM发生接枝反应,进而形成网状结构的乙烯醋酸乙烯酯交联物;
作为优选,所述的动态硫化温度为50℃~180℃。
步骤(2).在步骤(1)制得的基料中加入导热填料、离子液体,160℃下熔融共混7~8min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料;其中导热填料与步骤(1)中制得的EVA-EVM基料的质量比为0.5~7:1;离子液体与步骤(1)中制得的EVA-EVM基料的质量比为0.005~1:2;
所述的导热填料为球形氧化铝粉末、氧化镁粉末、氮化硅粉末、碳化硅粉末中的一种或几种,导热填料的粒径为100nm-100μm。导热填料可为各种无机导热填料中的一种或几种的组合,也可为一种无机导热填料中具有不同形状的填料的组合(如规则的球形氧化铝与不规则的氧化铝的组合)或不同粒径大小的填料的组合(如粒径为2μm与7μm的规则球形氧化铝的组合)。
作为优选,导热填料为球形氧化铝粉末。
所述的熔融共混与动态硫化均采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机或往复式单螺杆销钉挤出机(简称Buss机),螺杆挤出机的螺杆转速为10r/min~500r/min,密炼机的转子转速为10r/min~500r/min,往复式单螺杆销钉挤出机(简称Buss机)的螺杆转速为10r/min~500r/min。
作为优选,步骤(2)导热填料的加入量与步骤(1)制得的EVA-EVM基料的质量比为5~7:1;
作为优选,步骤(2)离子液体与步骤(1)中制得的EVA-EVM基料的质量比为0.45~0.9:18;
在本发明材料中也可以加入一些对主要功能没有影响的添加剂,如抗氧化剂、抗紫外剂、颜料、增塑剂等。
本发明得到的柔性高导热绝缘高分子复合材料兼具高导热、柔性、绝缘等特性,其原理在于:导热填料外形规则,且密度大,为实现氧化铝在EVA-EVM基体中的高填充起到了巨大的作用。导热填料在EVA-EVM基体中均匀分布,在原本不导热的EVA-EVM基体中形成了一个导热通路,实现了材料的高热导率。然而,随着EVA-EVM基体中导热填料的大量填充,其柔性,断裂伸长率不断下降,离子液体的加入增强了填料与EVA-EVM基体的界面相容性,有利于填料在EVA-EVM基体中的分散,在提高材料的断裂伸长率的同时,分散在EVA-EVM基体中的离子液体与导热填料形成了新的导热通路,进一步提高了复合材料的热导率。最后,由于导热填料和EVA-EVM基体均不导电,所得复合材料具有良好的绝缘性能。
按照本发明,熔融共混制备的复合材料可直接挤出成型、注射成型或压延成型制得最终制品,也可二次熔融成型。
在实际应用中,上述经过熔融混炼后的产物可根据实际需要通过各种成型工艺(如挤出成型、注射成型、吹塑成型或压延成型等)制备相应的柔性高导热绝缘高分子复合材料制品,例如薄膜、管、棒、纤维丝、塑料部件等。上述柔性高导热绝缘高分子复合材料制品可以用于电子、电器材料等领域,用作导热的各种器件。
附图说明
图1为对比例1的扫描电镜照片;
图2为对比例2的SEM电镜照片;
图3为对比例2的TEM电镜照片;
图4为实施例4的SEM电镜照片;
图5为实施例5的SEM电镜照片;
图6为对比例1和对比例2的导热系数比较图;
图7为对比例1与实施例1、2、3、4的导热系数比较图;
图8为实施例4和实施例5的导热系数对比图;
图9为实施例1、2、3、4的应力-应变图;
图10为实施例4和实施例5的应力-应变图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的分析。
将EVM、EVA在60℃的真空干燥箱里过夜干燥,氧化铝粉末和离子液体在80℃的真空干燥箱里过夜干燥,备用。
对比例1
将干燥后的50gEVM、50gEVA与0.1g过氧化二异丙苯DCP加入密炼机中,密炼温度为160℃,在密炼机转子转速为20rmp/min时,密炼2min;紧接着将转速提高到50rmp/min,并密炼5min后出料,出料制得EVA-EVM基体。
对比例1制得的EVA-EVM基体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:50:0.1。
对比例2
步骤(1).与对比例1的实验条件相同,制得基料;
步骤(2).160℃下,将40g基料与10g离子液体分批加入到密炼机中,在密炼机转子转速为20rmp/min时,密炼2min;紧接着将转速提高到50rmp/min,并密炼5min后出料制得复合材料。
对比例2制得的复合材料中离子液体与基体的质量比为1:4;离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
实施例1
步骤(1).与对比例1的实验条件相同,制得基料;
步骤(2).160℃下,将25g基料与50g导热填料分批加入到密炼机中,在密炼机转子转速为10mp/min时,密炼1min;紧接着将转速提高到20rmp/min,密炼1min;再接着将转速提高到30rmp/min,密炼0.5min;继续将并转速提高到40rmp/min,密炼0.5min;最后将转速提高为50rmp/min,密炼5min后出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料;
实施例1制得的柔性高导热绝缘高分子复合材料中基体EVA-EVM与导热填料的质量比为1:2;该导热填料为粒径为2μm的球形氧化铝CBP02。
实施例2
步骤(1).与对比例1的实验条件相同,制得基料;
步骤(2).160℃下,将20g基料与100g导热填料分批加入到密炼机中,在密炼机转子转速为10mp/min时,密炼1min;紧接着将转速提高到20rmp/min,密炼1min;再接着将转速提高到30rmp/min,密炼0.5min;继续将并转速提高到40rmp/min,密炼0.5min;最后将转速提高为50rmp/min,密炼5min后出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料;
实施例2制得的柔性高导热绝缘高分子复合材料中基体EVA-EVM与导热填料的质量比为1:5。该导热填料为粒径为2μm的球形氧化铝CBP02。
实施例3
步骤(1).与对比例1的实验条件相同,制得基料;
步骤(2).160℃下,将20g基料与120g导热填料分批加入到密炼机中,在密炼机转子转速为10mp/min时,密炼1min;紧接着将转速提高到20rmp/min,密炼1min;再接着将转速提高到30rmp/min,密炼0.5min;继续将并转速提高到40rmp/min,密炼0.5min;最后将转速提高为50rmp/min,密炼5min后出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料;
实施例3制得的柔性高导热绝缘高分子复合材料中基体EVA-EVM与导热填料的质量比为1:6。该导热填料为粒径为2μm的球形氧化铝CBP02。
实施例4
步骤(1).与对比例2的实验条件相同,制得基料;
步骤(2).160℃下,将18g基料与126g导热填料分批加入到密炼机中,在密炼机转子转速为10mp/min时,密炼1min;紧接着将转速提高到20rmp/min,密炼1min;再接着将转速提高到30rmp/min,密炼0.5min;继续将并转速提高到40rmp/min,密炼0.5min;最后将转速提高为50rmp/min,密炼5min后出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料;
实施例4制得的柔性高导热绝缘高分子复合材料中基体EVA-EVM与导热填料的质量比为1:7;该导热填料为粒径为2μm的球形氧化铝CBP02。
实施例5
步骤(1).与实施例1的实验条件相同,制得基料;
步骤(2).160℃下,将18g基料、126g导热填料和0.45g离子液体分批加入到密炼机中,在密炼机转子转速为10mp/min时,密炼1min;紧接着将转速提高到20rmp/min,密炼1min;再接着将转速提高到30rmp/min,密炼0.5min;继续将并转速提高到40rmp/min,密炼0.5min;最后将转速提高为50rmp/min,密炼5min后出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料;
实施例5制得的柔性高导热绝缘高分子复合材料中基体EVA-EVM与导热填料、离子液体的质量比为18:126:0.45;
该导热填料为粒径为2μm的球形氧化铝CBP02、离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
将对比例1、2,实施例1、2、3、4、5制得的材料在160℃~200℃的热压机中热压成2mm的厚片,进行导热性能测试。
将对比例1、2,实施例1、2、3、4、5制得的材料在160℃~200℃的热压机中热压成0.5mm的样片,用标准哑铃型冲压刀制备标准试验样条进行力学性能测试。
将对比例1、2,实施例1、2、3、4、5制得的材料在160℃~200℃的热压机中热压成0.5mm的样片,用电阻测量仪进行绝缘性能测定。
表一对比例1~2、实施例1~5制得材料的断裂应力和表面电阻表
样品测试分析结果:
图1为对比例1的扫描电镜照片,从图中可以看出,EVA与EVM具有良好的相容性。
图2、图3分别为对比例2的SEM电镜照片和TEM电镜照片,从图中可以看出离子液体与EVA-EVM基体中具有良好的相容性。
图4为实施例4的SEM电镜照片,从图中我们可以看出,氧化铝填料为十分规则的球状,且在基体中的填充量非常大,填料之间的排列十分紧密,在原本不导热的基体中形成一个导热的通路。
图5为实施例5的SEM电镜照片,对比图4和图5我们可以发现,离子液体的加入,使氧化铝在聚合物基体中的分散更为均匀,离子液体具有能分散氧化铝的作用。
图6为对比例1和对比例2的导热系数比较图。从图中我们可以发现,基体EVA-EVM的导热系数不高,离子液体的加入可以提高材料的导热性能。
图7为对比例1与实施例1、2、3、4的导热系数比较图;图9为实施例1、2、3、4的应力-应变图。从图中我们可以发现,随着基体导热填料的增加,复合材料的导热性能明显提高,从对比例1的0.277(W/(m·k))提高到实施例4的2.078(W/(m·k)),导热性能提高了将近7倍。从对比例1到实施例3,材料的导热性能明显提高;从实施例3到实施例4的导热性能提高不明显,这说明,在实施例3中,导热填料在基体中已经形成了一个导热网络,继续添加填料对材料导热性能的影响不大。另一方面,随着基体中导热填料的增加,材料的断裂伸长率明显下降。
图8为实施例4和实施例5的导热系数对比图;图10为实施例4和实施例5的应力-应变图。结合两图,我们发现,离子液体的引入既提高了材料的导热性能又提高了材料的断裂伸长率,一举两得,解决了材料的导热性能和断裂伸长率不能同时提高的矛盾。与实施例4相比,增加了0.45g离子液体,实施例5的导热系数由实施例4的2.078(W/(m·k))提高到了2.401(W/(m·k)),断裂伸长率实施例4的57﹪提高到了实施例5的76﹪。实现了在一定条件下材料的导热系数和断裂伸长率的同时提高。
表一为对比例1~2、实施例1~5制得材料的断裂应力和表面电阻表。从表一可知,不管是离子液体和导热填料单独加入到EVA-EVM基体中,还是二者一起加入到EVA-EVM基体中,复合材料的表面电阻都有所降低,特别是离子液体对材料的表面电阻影响更大。在18gEVA-EVM基体中添加了126g导热填料、0.45g离子液体时,复合材料的表面电阻由对比例1的8.53×1012(Ω·spuare-1)下降到2.20×108,但总的来说,材料还是复合绝缘的特性。
实施例1~5与对比例所用的EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX750,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为9﹪,熔体流动速率为7g/min;导热填料的型号为CBP02,是日本昭和电工株式会社研发的一种外形规则,粒径均匀,密度大的导热填料;离子液体的型号为SA-3,佳华高分子公司产品;所用对比例和实施例中所得复合材料力学性能测试使用仪器为InstronUniversalTestingMachine;使用哑铃型样品,按GB/T-528-98标准进行测试;所用对比例和实施例中所得复合材料导热性能测试使用仪器为NetzschLFA447闪光导热仪,使用Pyrex7740作为标样进行测试;所用对比例和实施例中所得复合材料绝缘性能测试使用仪器为MistubishichemicalanalytechMCP-T610电阻测量仪;所用对比例离子液体和EVA-EVM基体的相容性和实施例中所得复合材料填料的分散情况使用仪器为HitachiS4800扫描电镜;所用对比例离子液体与EVA-EVM基体的相容性使用HitachiHT7700透射电镜。
实施例6
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.01g硫磺加入到单螺杆挤出机在200℃下动态硫化1分钟,螺杆转速为500r/min,干燥,制得200.01g基料;
步骤(2).在100g基料中加入50g粒径为100nm球形氧化铝粉末、0.25g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到单螺杆挤出机中160℃下熔融共混7min,螺杆转速为500r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例6制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、氧化铝、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100.01:100:100:0.5。
实施例7
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.05g环氧树脂加入到单螺杆挤出机在30℃下动态硫化7分钟,螺杆转速为10r/min,干燥,制得200.05g基料;
步骤(2).在100g基料中加入100g粒径为100μm球形氧化铝粉末、50g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到单螺杆挤出机中160℃下熔融共混8min,螺杆转速为10r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例7制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、氧化铝、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100.05:100:200.05:100。
实施例8
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.1g烷基化三亚乙基四胺二硫化秋兰姆TATD加入到双螺杆挤出机在50℃下动态硫化4分钟,螺杆转速为10r/min,干燥,制得200.1g基料;
步骤(2).在100g基料中加入200g粒径为100μm氧化镁粉末、5g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到双螺杆挤出机中160℃下熔融共混8min,螺杆转速为10r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例8制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、氧化镁、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100.1:100:200.2:10。
实施例9
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.4g硫磺加入到双螺杆挤出机在180℃下动态硫化2分钟,螺杆转速为500r/min,干燥,制得200.4g基料;
步骤(2).在100g基料中加入500g粒径为100μm氮化硅粉末、2.5g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到双螺杆挤出机中160℃下熔融共混7min,螺杆转速为500r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例9制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、氮化硅、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100.4:100:1002:5。
实施例10
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.3g硫磺加入到往复式单螺杆销钉挤出机在100℃下动态硫化3分钟,螺杆转速为500r/min,干燥,制得200.3g基料;
步骤(2).在100g基料中加入300g粒径为100μm碳化硅粉末、0.5g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到往复式单螺杆销钉挤出机中160℃下熔融共混7min,螺杆转速为500r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例10制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、碳化硅、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100.3:100:600.9:1。
实施例11
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.01g硫磺加入到往复式单螺杆销钉挤出机在150℃下动态硫化2分钟,螺杆转速为10r/min,干燥,制得200.5g基料;
步骤(2).在100g基料中加入300g粒径为100μm球形氧化铝、200g粒径为100μm碳化硅粉末、0.5g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到往复式单螺杆销钉挤出机中160℃下熔融共混8min,螺杆转速为10r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例11制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、氧化铝、碳化硅、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100:100:1000:401:1。
实施例12
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.5g硫磺加入到密炼机在150℃下动态硫化2分钟,转子转速为10r/min,干燥,制得200.5g基料;
步骤(2).在100g基料中加入300g粒径为100μm球形氧化铝、200g粒径为50μm碳化硅粉末、0.5g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到密炼机中160℃下熔融共混8min,转子转速为10r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例12制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、氧化铝、碳化硅、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100.5:100:1002.5:401:1。
实施例13
步骤(1).将100g乙烯醋酸乙烯酯EVM、100g乙烯醋酸乙烯酯EVA与0.5g过氧化二异丙苯DCP加入到密炼机在150℃下动态硫化2分钟,转子转速为500r/min,干燥,制得200.5g基料;
步骤(2).在100g基料中加入100g粒径为100μm球形氧化铝、600g粒径为50μm球形氧化铝、50g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,然后加入到密炼机中160℃下熔融共混8min,转子转速为500r/min,出料制得柔性高导热绝缘高分子复合材料。
实施例13制备得到柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、EVA、过氧化二异丙苯DCP、氧化铝、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为100:100:0.5:1403.5:100.25。
上述实施例乙烯醋酸乙烯酯EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50~80﹪;乙烯醋酸乙烯酯EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5~40﹪;
乙烯醋酸乙烯酯交联物为通式Ⅰ或通式Ⅱ所示结构的不规则共聚物:
通式Ⅰ:
通式Ⅱ:
其中m、n、p、q均为10~5000;R基团为硫、硅烷基或含有环氧基的苯酚齐聚物基团。
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为离子液体,符合离子液体的通式为A+B-,其中A+的结构式为式Ⅰ或式Ⅱ所示,如下:
式Ⅰ,
式Ⅱ,
其中R5~R7各自独立为C1~C16的烷基;
B-为F-、Cl-、Br-、I-、四氟硼酸或六氟磷酸根。
上述实施例并非是对于本发明的限制,本发明并非仅限于上述实施例,只要符合本发明要求,均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种柔性高导热绝缘高分子复合材料,为共混物,其特征在于该共混物包括乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、导热填料、离子液体;其中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、导热填料、离子液体的质量比为(100~100.5):100:(0~0.5):(100~1403.5):(0.5~100.25);
所述的乙烯醋酸乙烯酯交联物为通式Ⅰ或通式Ⅱ所示结构的不规则共聚物:
其中m、n、p、q均为10~5000;R基团为硫、硅烷基或含有环氧基的苯酚齐聚物基团;
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5~40﹪;
所述的导热填料为球形氧化铝粉末、氧化镁粉末、氮化硅粉末、碳化硅粉末中的一种或多种,导热填料的粒径为10nm~100μm;
所述的离子液体的通式为A+B-,其中A+的结构式为式Ⅰ或式Ⅱ所示,如下:
其中R5~R7各自独立为C1~C16的烷基;
B-为F-、Cl-、Br-、I-、四氟硼酸或六氟磷酸根。
2.如权利要求1所述的一种柔性高导热绝缘高分子复合材料,其特征在于柔性高导热绝缘高分子复合材料中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、导热填料、离子液体的质量比为(100~100.5):100:(0~0.5):(1000~1403.5):(5~10)。
3.如权利要求1所述的一种柔性高导热绝缘高分子复合材料,其特征在于导热填料为球形氧化铝粉末。
4.如权利要求1所述的一种柔性高导热绝缘高分子复合材料,其特征在于所述的离子液体中的通式为A+B-,其中A+的结构式如式Ⅰ所示的咪唑类阳离子:
5.如权利要求1所述的一种柔性高导热绝缘高分子复合材料,其特征在于所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
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