CN110218449A - 一种导热绝缘复合材料的制备方法 - Google Patents

一种导热绝缘复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110218449A
CN110218449A CN201910416586.2A CN201910416586A CN110218449A CN 110218449 A CN110218449 A CN 110218449A CN 201910416586 A CN201910416586 A CN 201910416586A CN 110218449 A CN110218449 A CN 110218449A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixed
composite material
heat conductive
conductive insulating
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910416586.2A
Other languages
English (en)
Inventor
陈朝明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201910416586.2A priority Critical patent/CN110218449A/zh
Publication of CN110218449A publication Critical patent/CN110218449A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14—Peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/12—Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种导热绝缘复合材料的制备方法，属于绝缘材料技术领域。本发明通过原位还原合成法，在石墨纤维表面负载单质银，将载银纤维和六方氮化硼作为填料，填料间互相搭桥接触，在高聚物基材内形成了类似三维网状或长链状的结构形态，称为导热网络，对提高高分子复合材料的热导率有较为明显的作用；本发明采用硅烷偶联剂对填料表面进行改性，硅烷偶联剂分子链中除含有亲水官能团外还含有疏水官能团，无机填料表面经偶联剂改性处理后，无机填料表面疏水亲油性增加，疏水亲油性的增加，有利于无机填料与硅橡胶基体相容性，最终使无机粉体分散更加均匀，对提高复合材料的导热及力学性能有较为明显的作用。

Description

一种导热绝缘复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种导热绝缘复合材料的制备方法，属于绝缘材料技术领域。
背景技术
工业需求和科学技术的高速发展对各类导热材料提出了更新、更高的要求。除导热性外，还希望材料具有成本低、轻质、易加工成型、力学性能良好、电绝缘等综合优势。
导热绝缘高分子材料可分为本体型导热绝缘高分子材料和填充型导热绝缘高分子材料。本体型导热绝缘高分子的制备成本高、工艺复杂并且导热系数低，并不适合工业化。填充型导热绝缘高分子是通过物理共混的方法制备的导热绝缘聚合物该方法成本低、便于加工，且改性后的材料导热性能能满足使用，是目前制备导热绝缘高分子材料的主要方法。
相比于金属和无机材料，高聚物通常为饱和体系，无自由电子，热传导载体主要为声子，因此，高分子材料的导热系数较低。结晶高聚物导热率大小与结晶度高低有关，增加聚合物结构的有序性可以提高其导热系数。所以，可以通过定向拉伸等加工方法提高材料的结晶性能进而提高其导热系数，但是这种方法工艺过程复杂，不适合工业化。
填充型导热绝缘高分子就是将既有绝缘性能又有导热性能的填料填充到高分子基体中来获得的导热绝缘高分子。导热系数是材料通过其自身传递热量的能力的量度。热量传播在固体中最快，在液体中较慢，在气体中最慢填充型导热绝缘高分子材料的导热性能的改善主要与填料的体积分数、导热系数、导热填料的类型（包括其尺寸，形状、分散）以及填料和基体的相互作用有关。导热绝缘填料一般为金属氧化物、氮化物和碳化物等。填充型导热绝缘高分子主要分为导热绝缘橡胶、导热绝缘塑料、导热绝缘胶粘剂、导热绝缘涂层等。
导热绝缘复合材料基体本身的导热系数影响复合材料的导热系数，材料的结晶性、材料中的极性基团的数量和这些极性基团偶极化的程度决定了其导热系数的大小。除此之外，导热绝缘复合材料的基体应该具有良好的绝缘性能、加工性能和力学性能，并且能够被导热填料高体积分数填充。目前常用的树脂有PP、PC、PS、HDPE、LLDPE、PET、PAC、POM、PU、酚醛树脂、有机硅树脂、丁腈橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、环氧树脂等，一般主要根据树脂的用途（塑料、橡胶、胶粘剂等）来选择树脂基体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有复合绝缘材料力学性能较差的问题，提供了一种导热绝缘复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应，过滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀至中性，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；
（2）将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理，即得混合液，在混合液中滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，继续搅拌1～2h，即得悬浮液，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次，置于温度为50～60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得载银纤维；按质量比1∶1将载银纤维和六方氮化硼混合均匀，即得混合填料；
（3）取硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液，将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理，即得混合液B，并调节混合液B的pH值，即得混合液C，过滤得沉淀A，将沉淀A进行洗涤并干燥处理，即得改性混合填料；
（4）将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理，即得混炼胶，将混炼胶进行硫化处理，冷却至室温，即得导热绝缘复合材料。
步骤（1）所述的将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应的步骤为：按质量比1∶8将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，在水浴温度为70～80℃下恒温1～2h。
步骤（2）所述的将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理步骤为：按质量比1∶5将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，在搅拌速度为100～150r/min下搅拌4～6h。
步骤（2）所述的0.5mol/L的硼氢化钠溶液和混合液的质量比为1∶10。
步骤（3）所述的硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取0.1～0.3份硅烷偶联剂、10～20份混合填料、50～60份质量分数为90%的乙醇水溶液。
步骤（3）所述的将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理步骤为：将硅烷偶联剂和质量分数为90%的乙醇水溶液混合，在水浴温度为30～40℃下搅拌20～30min，即得混合液A，在混合液A中加入混合填料，在水浴温度为60～80℃下搅拌4～6h。
步骤（3）所述的调节混合液B的pH值的步骤为：用质量分数为3%盐酸调节混合液B的pH值为4～5。
步骤（3）所述的将沉淀A进行洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水洗涤沉淀A2～4次，置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温。
步骤（4）所述的将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理步骤为：按质量比3∶10∶0.2将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂混合，在搅拌速度为500～600r/min下混炼30～40min。
步骤（4）所述的将混炼胶进行硫化处理步骤为：将混炼胶置于温度为160～170℃、压力为10～20MPa下硫化20～30min，即得半成品，升温至200～220℃保温1～2h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过原位还原合成法，在石墨纤维表面负载单质银，石墨纤维是含碳量在99%以上具有层状六方晶格石墨结构的高强度高模量纤维，具有良好的耐热冲击性、抗燃性、导电性和耐腐蚀性，将载银纤维和六方氮化硼作为填料，填料间互相搭桥接触，在高聚物基材内形成了类似三维网状或长链状的结构形态，称为导热网络，对提高高分子复合材料的热导率有较为明显的作用；氮化硼表现出更高的热导率(约300W/(m·K))，且具有较低的热膨胀系数和电阻系数，良好的化学稳定性等优点；因此，氮化硼不仅可有效提高聚合物基体的导热性，同时还能保持材料的电绝缘性；硅橡胶硫化前是以Si-O-Si为主链的一种具有很高分子量的线型结构有机硅氧烷，硫化后形成具有三维网状结构的弹性体；由于其主链由硅氧键构成，硅氧键具有较大的键能，因而硅橡胶制品具有良好的耐氧抗老化性、耐光抗老化性、介电性以及防霉性、化学稳定性等；其突出的有点是具有较广的温度使用范围，在-90℃～280℃时仍具有较好的弹性与强度，且具有优良的可塑性；
（2）本发明制备的导热绝缘复合材料的热导率不仅与高分子基体的导热系数有关，而且还与填料的导热系数、粒径、形貌、相对含量及与基体间的相互作用等诸多因素有关。对导热填料而言，其本身导热性远优于基体材料，无论其以粒状、片状或纤维状等何种形貌填充，复合材料的导热性能都会较纯高分子基体的高；只是当填料用量较少时，大部分填料被聚合物基体包裹，彼此之间不能形成真正的相互接触和作用，对高分子复合材料导热性贡献不大；只有当填料用量达到某一临界值时，即“逾渗”阈值，导热填料之间达到真正意义上的接触和相互作用时，体系中才能形成类似链状或网状的结构形态-导热链(网)，复合材料热导率才会显著提高；
（3）本发明采用硅烷偶联剂对填料表面进行改性，硅烷偶联剂分子链中除含有亲水官能团外还含有疏水官能团，无机填料表面经偶联剂改性处理后，无机填料表面疏水亲油性增加，疏水亲油性的增加，有利于无机填料与硅橡胶基体相容性，最终使无机粉体分散更加均匀，对提高复合材料的导热及力学性能有较为明显的作用；
（4）本发明中硅橡胶在硫化过程中橡胶分子链热效应较小，并且使用范围较宽（即在很宽的温度范围内长期保持弹性），同时还有良好的介电性、耐氧抗老化性、耐腐蚀以及热稳定性等，使得制备的导热绝缘复合材料具有良好的力学性能和导热性能。
具体实施方式
按质量比1∶8将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，在水浴温度为70～80℃下恒温1～2h，过滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀至中性，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；按质量比1∶5将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，在搅拌速度为100～150r/min下搅拌4～6h，即得混合液，按质量比1∶10在混合液中滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，继续搅拌1～2h，即得悬浮液，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次，置于温度为50～60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得载银纤维；按质量比1∶1将载银纤维和六方氮化硼混合均匀，即得混合填料，按重量份数计，分别称取0.1～0.3份硅烷偶联剂、10～20份混合填料、50～60份质量分数为90%的乙醇水溶液，将硅烷偶联剂和质量分数为90%的乙醇水溶液混合，在水浴温度为30～40℃下搅拌20～30min，即得混合液A，在混合液A中加入混合填料，在水浴温度为60～80℃下搅拌4～6h，即得混合液B，并用质量分数为3%盐酸调节混合液B的pH值为4～5，即得混合液C，过滤得沉淀A，用去离子水洗涤沉淀A2～4次，置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得改性混合填料；按质量比3∶10∶0.2将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂混合，在搅拌速度为500～600r/min下混炼30～40min，即得混炼胶，将混炼胶置于温度为160～170℃、压力为10～20MPa下硫化20～30min，即得半成品，升温至200～220℃保温1～2h，冷却至室温，即得导热绝缘复合材料。
实例1
将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应，过滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀至中性，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理，即得混合液，在混合液中滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，继续搅拌1h，即得悬浮液，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3次，置于温度为50℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得载银纤维；按质量比1∶1将载银纤维和六方氮化硼混合均匀，即得混合填料；取硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液，将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理，即得混合液B，并调节混合液B的pH值，即得混合液C，过滤得沉淀A，将沉淀A进行洗涤并干燥处理，即得改性混合填料；将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理，即得混炼胶，将混炼胶进行硫化处理，冷却至室温，即得导热绝缘复合材料。将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应的步骤为：按质量比1∶8将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，在水浴温度为70℃下恒温1h。将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理步骤为：按质量比1∶5将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，在搅拌速度为100r/min下搅拌4h。0.5mol/L的硼氢化钠溶液和混合液的质量比为1∶10。硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取0.1份硅烷偶联剂、10份混合填料、50份质量分数为90%的乙醇水溶液。将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理步骤为：将硅烷偶联剂和质量分数为90%的乙醇水溶液混合，在水浴温度为30℃下搅拌20min，即得混合液A，在混合液A中加入混合填料，在水浴温度为60℃下搅拌4h。调节混合液B的pH值的步骤为：用质量分数为3%盐酸调节混合液B的pH值为4。将沉淀A进行洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水洗涤沉淀A2次，置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温。将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理步骤为：按质量比3∶10∶0.2将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂混合，在搅拌速度为500r/min下混炼30min。将混炼胶进行硫化处理步骤为：将混炼胶置于温度为160℃、压力为10MPa下硫化20min，即得半成品，升温至200℃保温1h。
实例2
将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应，过滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀至中性，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理，即得混合液，在混合液中滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，继续搅拌1h，即得悬浮液，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣4次，置于温度为55℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得载银纤维；按质量比1∶1将载银纤维和六方氮化硼混合均匀，即得混合填料；取硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液，将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理，即得混合液B，并调节混合液B的pH值，即得混合液C，过滤得沉淀A，将沉淀A进行洗涤并干燥处理，即得改性混合填料；将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理，即得混炼胶，将混炼胶进行硫化处理，冷却至室温，即得导热绝缘复合材料。将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应的步骤为：按质量比1∶8将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，在水浴温度为75℃下恒温1h。将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理步骤为：按质量比1∶5将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，在搅拌速度为125r/min下搅拌5h。0.5mol/L的硼氢化钠溶液和混合液的质量比为1∶10。硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取0.2份硅烷偶联剂、15份混合填料、55份质量分数为90%的乙醇水溶液。将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理步骤为：将硅烷偶联剂和质量分数为90%的乙醇水溶液混合，在水浴温度为35℃下搅拌25min，即得混合液A，在混合液A中加入混合填料，在水浴温度为70℃下搅拌5h。调节混合液B的pH值的步骤为：用质量分数为3%盐酸调节混合液B的pH值为4。将沉淀A进行洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水洗涤沉淀A3次，置于温度为70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温。将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理步骤为：按质量比3∶10∶0.2将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂混合，在搅拌速度为550r/min下混炼35min。将混炼胶进行硫化处理步骤为：将混炼胶置于温度为165℃、压力为15MPa下硫化25min，即得半成品，升温至210℃保温1h。
实例3
将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应，过滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀至中性，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理，即得混合液，在混合液中滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，继续搅拌2h，即得悬浮液，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣5次，置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得载银纤维；按质量比1∶1将载银纤维和六方氮化硼混合均匀，即得混合填料；取硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液，将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理，即得混合液B，并调节混合液B的pH值，即得混合液C，过滤得沉淀A，将沉淀A进行洗涤并干燥处理，即得改性混合填料；将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理，即得混炼胶，将混炼胶进行硫化处理，冷却至室温，即得导热绝缘复合材料。将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应的步骤为：按质量比1∶8将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，在水浴温度为80℃下恒温2h。将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理步骤为：按质量比1∶5将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，在搅拌速度为150r/min下搅拌6h。0.5mol/L的硼氢化钠溶液和混合液的质量比为1∶10。硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取0.3份硅烷偶联剂、20份混合填料、60份质量分数为90%的乙醇水溶液。将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理步骤为：将硅烷偶联剂和质量分数为90%的乙醇水溶液混合，在水浴温度为40℃下搅拌30min，即得混合液A，在混合液A中加入混合填料，在水浴温度为80℃下搅拌6h。调节混合液B的pH值的步骤为：用质量分数为3%盐酸调节混合液B的pH值为5。将沉淀A进行洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水洗涤沉淀A4次，置于温度为80℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温。将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理步骤为：按质量比3∶10∶0.2将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂混合，在搅拌速度为600r/min下混炼40min。将混炼胶进行硫化处理步骤为：将混炼胶置于温度为170℃、压力为20MPa下硫化30min，即得半成品，升温至220℃保温2h。
对照例：东莞某公司生产的导热绝缘复合材料。
将实例及对照例制备得到的导热绝缘复合材料进行检测，具体检测如下：
拉伸强度：测试执行的标准为GB/T1040，拉伸速率设定为50mm/min。
弯曲强度：测试执行的标准为GB/T9341，弯曲速率设定为2mm/min。
缺口冲击强度：测试执行的标准为GB/T1043，缺口深度为2mm。实验测试五个样条，并将结果求平均值。
具体测试结果如表1。
表1性能表征对比表
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
拉伸强度/MPa 60.71 59.63 59.22 25.24
弯曲强度/MPa 76.63 75.23 76.74 54.12
冲击强度/kJ/m<sup>2</sup> 4.5 4.91 4.66 1.54
由表1可知，本发明制备的导热绝缘复合材料具有良好的力学性能。

Claims (10)

1.一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应，过滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀至中性，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；
（2）将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理，即得混合液，在混合液中滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，继续搅拌1～2h，即得悬浮液，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次，置于温度为50～60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得载银纤维；按质量比1∶1将载银纤维和六方氮化硼混合均匀，即得混合填料；
（3）取硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液，将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理，即得混合液B，并调节混合液B的pH值，即得混合液C，过滤得沉淀A，将沉淀A进行洗涤并干燥处理，即得改性混合填料；
（4）将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理，即得混炼胶，将混炼胶进行硫化处理，冷却至室温，即得导热绝缘复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，进行恒温反应的步骤为：按质量比1∶8将石墨纤维浸泡在5g/L的氢氧化钠溶液中，在水浴温度为70～80℃下恒温1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，进行搅拌处理步骤为：按质量比1∶5将预处理纤维和0.2mol/L的硝酸银溶液混合，在搅拌速度为100～150r/min下搅拌4～6h。
4.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的0.5mol/L的硼氢化钠溶液和混合液的质量比为1∶10。
5.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取0.1～0.3份硅烷偶联剂、10～20份混合填料、50～60份质量分数为90%的乙醇水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的将硅烷偶联剂、混合填料、质量分数为90%的乙醇水溶液进行混合搅拌处理步骤为：将硅烷偶联剂和质量分数为90%的乙醇水溶液混合，在水浴温度为30～40℃下搅拌20～30min，即得混合液A，在混合液A中加入混合填料，在水浴温度为60～80℃下搅拌4～6h。
7.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的调节混合液B的pH值的步骤为：用质量分数为3%盐酸调节混合液B的pH值为4～5。
8.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的将沉淀A进行洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水洗涤沉淀A2～4次，置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温。
9.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂进行混炼处理步骤为：按质量比3∶10∶0.2将改性混合填料、硅橡胶和过氧化物硫化剂混合，在搅拌速度为500～600r/min下混炼30～40min。
10.根据权利要求1所述的一种导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的将混炼胶进行硫化处理步骤为：将混炼胶置于温度为160～170℃、压力为10～20MPa下硫化20～30min，即得半成品，升温至200～220℃保温1～2h。
CN201910416586.2A 2019-05-20 2019-05-20 一种导热绝缘复合材料的制备方法 Withdrawn CN110218449A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910416586.2A CN110218449A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种导热绝缘复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910416586.2A CN110218449A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种导热绝缘复合材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110218449A true CN110218449A (zh) 2019-09-10

Family

ID=67821469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910416586.2A Withdrawn CN110218449A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种导热绝缘复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110218449A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57112463A (en) * 1980-11-14 1982-07-13 Materiaru Konseputsu Inc Fiber selected from glass, ceramic and metal and treatment of optional fiber coated therewith
CN106221227A (zh) * 2016-08-18 2016-12-14 安徽省和翰光电科技有限公司 一种led用高性能导热硅橡胶热界面材料以及制备方法
CN106280470A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 蚌埠市英路光电有限公司 一种led用具有防紫外线性能的导热硅橡胶热界面材料以及制备方法
CN107011617A (zh) * 2017-04-13 2017-08-04 长沙天科知识产权代理有限公司 一种掺石墨烯、碳纤维和氮化硼纳米片3d打印用改性abs材料及其制备方法
CN107868475A (zh) * 2017-12-21 2018-04-03 姜莉 一种乙烯‑醋酸乙烯酯共混改性的导热绝缘硅橡胶复合材料的制备方法
CN108752760A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 田秋珍 一种变压器用密封橡胶的制备方法
CN108943921A (zh) * 2018-07-20 2018-12-07 四川大学 一种多层绝缘热界面材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57112463A (en) * 1980-11-14 1982-07-13 Materiaru Konseputsu Inc Fiber selected from glass, ceramic and metal and treatment of optional fiber coated therewith
CN106221227A (zh) * 2016-08-18 2016-12-14 安徽省和翰光电科技有限公司 一种led用高性能导热硅橡胶热界面材料以及制备方法
CN106280470A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 蚌埠市英路光电有限公司 一种led用具有防紫外线性能的导热硅橡胶热界面材料以及制备方法
CN107011617A (zh) * 2017-04-13 2017-08-04 长沙天科知识产权代理有限公司 一种掺石墨烯、碳纤维和氮化硼纳米片3d打印用改性abs材料及其制备方法
CN107868475A (zh) * 2017-12-21 2018-04-03 姜莉 一种乙烯‑醋酸乙烯酯共混改性的导热绝缘硅橡胶复合材料的制备方法
CN108752760A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 田秋珍 一种变压器用密封橡胶的制备方法
CN108943921A (zh) * 2018-07-20 2018-12-07 四川大学 一种多层绝缘热界面材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈杰等: "c-BN对绝缘高导热硅橡胶性能的影响", 《广州化学》 *
黄文润: "《热硫化硅橡胶》", 30 September 2009, 四川科学技术出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109265986A (zh) 一种高导热尼龙复合材料
CN114031943B (zh) 一种面间高导热复合材料及其制备方法
CN108892471B (zh) 一种复合隔热保温毡的制备方法
CN106398223A (zh) 一种采用硅烷改性石墨烯制备石墨烯/硅橡胶材料的方法
CN109294236A (zh) 一种高分散石墨烯基导热硅胶的制备方法
CN106380848A (zh) 一种低介电常数高导热系数硅橡胶复合材料及其制备方法
CN110157389A (zh) 一种高强度导热硅胶垫片及其制备方法
CN107474354A (zh) 一种高分散石墨烯导热塑料制备方法及其产品和应用
CN109233288A (zh) 一种改性碳纤维补强的硅橡胶绝热材料及其制备方法
CN114621721A (zh) 一种低密度隔热动力电池聚氨酯灌封胶
CN108929536A (zh) 一种导热电子设备用石墨烯/聚酰胺复合材料及制备方法
CN108624280A (zh) 一种高功率光纤激光器用导热胶的制备方法
CN115584129A (zh) 一种导热硅胶片及其制备方法
CN108238602A (zh) 一种复合二氧化硅气凝胶材料的制备方法及该方法制备的气凝胶材料
CN107266864A (zh) 一种用于发光二极管封装的绝缘材料及其制备方法
CN112961468B (zh) 一种改性环氧树脂复合材料及其制作方法
CN110218449A (zh) 一种导热绝缘复合材料的制备方法
CN106565198A (zh) 一种常压干燥制备柔性二氧化硅气凝胶的方法
CN103524995A (zh) 一种高导热绝缘塑料
CN107011631B (zh) 一种含鳞片石墨导热填料及其制备方法与应用
CN105419724A (zh) 多种碳材料掺杂高导热有机硅胶粘剂及其制备方法
CN109161051A (zh) 改性六方氮化硼及其制备方法和用途
CN110499013A (zh) 一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料及其制备方法
CN109467937A (zh) 一种低密度高导热硅胶垫片及其制备方法
CN109233714A (zh) 一种导热填充胶

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190910

WW01 Invention patent application withdrawn after publication