[發(fā)明專利]高導熱絕緣硅橡膠復合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710103362.3
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101067044A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 李繼彥;吳伯麟
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林工學院
• 主分類號: C08L83/08
• 分類號: C08L83/08;C08K3/22;C08J3/24;C08L83/06
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技術領域

本發(fā)明涉及高導熱絕緣硅橡膠復合材料的制備方法。

背景技術

導熱橡膠是側(cè)重導熱性能的一類橡膠基復合材料，導熱性能的提高通常伴隨著散熱性能的優(yōu)化。散熱對電子產(chǎn)品極其重要，統(tǒng)計資料表明，電子元器件溫度每升高2℃，其可靠性下降10％；50℃時的壽命只有25℃時的1/6。導熱橡膠廣泛應用于航空、航天、電子、電氣領域中需要散熱和傳熱的部位，隨工業(yè)生產(chǎn)和科學技術的進步，對其性能提出了更高的要求，希望其既能為電子元器件提供安全可靠的散熱途徑，又能起到絕緣、減震的作用。導熱橡膠多是以硅橡膠為基體，用于制造與電子電器元件接觸的部件，它既提供了系統(tǒng)所需的高彈性和耐熱性，又可將系統(tǒng)的熱量迅速傳遞出去。這對于航空、航天電子設備的小型化、密集化及提高其精度和壽命起到關鍵作用。

未填充的硅橡膠導熱性能很差，導熱率一般只有0.165W/(m·K)，通過填充導熱填料可提高其導熱性能。目前對于填充型高導熱室溫硫化硅橡膠的研究較多，而對高溫硫化體系的導熱性能研究很少。無機填料方面主要集中于纖維狀和粒狀填料，較少研究片狀填料對復合體系性能的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種成本低、制備具有高導熱絕緣性能的硅橡膠復合材料的方法。

具體步驟如下：

(1)將50～600質(zhì)量份的片狀氧化鋁與占氧化鋁質(zhì)量0.5～5％的聚乙二醇酒精溶液混合均勻，制成氧化鋁漿料或氧化鋁干粉；

(2)將100質(zhì)量份的高溫硫化硅橡膠、含50～600質(zhì)量份氧化鋁的漿料(或氧化鋁干粉)、占氧化鋁質(zhì)量0～30％的羥基硅油和占氧化鋁質(zhì)量0.5～2％的硫化劑按需要進行配比，混合均勻；

(3)硫化溫度100～180℃，壓力6～10MPa，硫化時間5～120min條件下，采用模壓法硫化成型，根據(jù)需要制成相應形狀的產(chǎn)品；

(4)一段硫化成型后的樣品在鼓風干燥箱中進行二段硫化，硫化制度根據(jù)實際情況具體確定，即用1小時從常溫升至100～150℃，然后逐步升溫達200～250℃，保持恒溫2～20小時。

片狀氧化鋁平均粒度介于：70nm～5μm。硫化劑的種類和用量根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際情況進行選擇。聚乙二醇可選用：PEG400、PEG1000、PEG1500、PEG6000、PEG10000，單獨使用或幾種配合使用。

本方法有別于一般制備高導熱絕緣硅橡膠的方法，采用片狀氧化鋁漿料與高溫硅橡膠混合，可使片狀氧化鋁更均勻的在硅橡膠基體內(nèi)鋪展，從而形成有效導熱通道，提高復合材料的導熱系數(shù)。以價格低廉的聚乙二醇為表面活性劑，不但可以增強氧化鋁與硅橡膠基體的相容性，還可有效降低成本。

具體實施方式

實施例1：

(1)2克平均粒徑為250nm的片狀α-Al₂O₃與聚乙二醇的乙醇溶液(含0.04克PEG6000)混合研磨均勻，制成氧化鋁漿料；

(2)1克甲基乙烯基硅橡膠、0.1克過氧化苯甲酰、0.3克羥基硅油和處理好的氧化鋁漿料混合研磨均勻；

(3)膠料放置4小時后放入已預熱到125℃的模具中，合模加壓至6MPa，保溫保壓10min，等待模具冷卻至90℃后啟模取出樣品，樣品為35mm×35mm×1mm的方形薄片；

(4)一段硫化后的樣品放在玻璃布上，置于鼓風的干燥箱中經(jīng)1小時從常溫升至150℃，再經(jīng)1小時升至200℃，200℃下保溫2小時，待烘箱冷卻后取出樣品；

(5)經(jīng)UNITHERM^TM?MODEL2022型導熱儀測試，樣品的導熱系數(shù)為0.920W/(m·K)。

實施例2：

(1)3克平均粒徑為250nm的片狀α-Al₂O₃與聚乙二醇的乙醇溶液(含0.06克PEG6000)混合研磨均勻，制成氧化鋁漿料；

(2)1克甲基乙烯基硅橡膠、0.1克過氧化苯甲酰、0.45克羥基硅油和處理好的氧化鋁漿料混合研磨均勻；

(3)膠料放置4小時后放入已預熱到125℃的模具中，合模加壓至6MPa，保溫保壓10min，等待模具冷卻至90℃后啟模取出樣品，樣品為35mm×35mm×1mm的方形薄片；

(4)一段硫化后的樣品放在玻璃布上，置于鼓風的干燥箱中經(jīng)1小時從常溫升至150℃，再經(jīng)1小時升至200℃，200℃下保溫2小時，待烘箱冷卻后取出樣品；