[發(fā)明專利]一種氮化硼-硅橡膠復(fù)合材料的制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2011-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN102717454A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧賢生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳江朗科化纖有限公司
• 主分類號(hào): B29C35/02
• 分類號(hào): B29C35/02;C08L83/04;C08K3/38
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氮化硼-硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，屬新材料技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

導(dǎo)熱硅橡膠能有效地散除電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量，提高電子設(shè)備的使用壽命及工作效率。填充型導(dǎo)熱橡膠由高分子基體和高導(dǎo)熱填充物組成，其中導(dǎo)熱填料是主要的導(dǎo)熱載體。當(dāng)填料的量比較小時(shí)，彼此能夠均勻分散在基體中，填料之間不發(fā)生接觸和相互作用；當(dāng)填料量達(dá)到一定程度時(shí)，填料之間間距減小并發(fā)生相互作用，在基體中形成了類似鏈狀和網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，稱為導(dǎo)熱網(wǎng)鏈。當(dāng)填料在體系內(nèi)部形成與熱流方向平行的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈后，由于填料的熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高分子基體，熱流會(huì)通過(guò)形成的網(wǎng)鏈傳遞。因此整個(gè)體系的熱阻變小，導(dǎo)熱性能提高。相關(guān)文獻(xiàn)中提到使連續(xù)碳納米管在硅膠中定向排列，制備的復(fù)合材料導(dǎo)熱率比隨機(jī)排列的碳納米管的有效導(dǎo)熱率提高了一倍。因此如何使體系中的形成與熱流方向平行的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈?zhǔn)翘岣邔?dǎo)熱性能的關(guān)鍵之一。?

氮化硼是一種具有高導(dǎo)熱率的填料，被廣泛的用于制備具有高導(dǎo)熱性質(zhì)的導(dǎo)熱材料。周文英等將氮化硼粒子填充到高密聚乙烯，研究結(jié)果表明填料粒子圍繞在聚乙烯周圍，形成了特殊的網(wǎng)體系熱導(dǎo)率隨填料含量而增加，填料體積用量為30％時(shí)體系熱導(dǎo)率達(dá)0.96W/m·K；涂春潮等人以氮化硼填充甲基乙烯基硅橡膠，考察了氮化硼用量、粒徑等對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能、物理性能和工藝性能的影響。與其他填料相比，氮化硼為片狀，同時(shí)具有形狀各向異性和導(dǎo)熱各向異性，如果高導(dǎo)熱的晶面沿電場(chǎng)取向那么電場(chǎng)方向的導(dǎo)熱率會(huì)大幅提高。當(dāng)施加外加電場(chǎng)時(shí)，介電顆粒在感應(yīng)偶極距與電場(chǎng)的相互作用下，會(huì)沿電場(chǎng)方向形成鏈狀、柱狀結(jié)構(gòu)。張毅等報(bào)道了直流電場(chǎng)下制備的氫氧化鋁和氧化鋁復(fù)合硅橡膠導(dǎo)熱率得到一定程度提高。?

但經(jīng)過(guò)檢索，我們沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān)外加電場(chǎng)制備氮化硼與硅橡膠復(fù)合材料得到成功的報(bào)道。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種氮化硼-硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。?

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種氮化硼-硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征為：將一定量的填料分批加入硅橡膠中，充分真空攪拌后倒入不銹鋼模具(模具上下面由一定厚度的橡膠片絕緣隔離)，將模具上下面分別與高壓直流電源的正負(fù)極相接，于70-90℃溫度區(qū)間固化10-60min。?

上述技術(shù)方案中，直流電源也可以被交流電源取代，效果更佳。?

本發(fā)明的有益有效果體現(xiàn)在：通過(guò)施加外加電場(chǎng)可以提高整個(gè)體系的有效導(dǎo)熱率，交流電場(chǎng)比直流電場(chǎng)更加有利于填料粒子的取向。氮化硼在電場(chǎng)作用下其高導(dǎo)熱的晶面沿電場(chǎng)方向取向，使得平行電場(chǎng)方向的導(dǎo)熱率大大提高，增幅達(dá)到1.5倍以上。電場(chǎng)輔助固化制備復(fù)合導(dǎo)熱材料可以有效提高導(dǎo)熱性能，降低填料用量，節(jié)約成本，降低導(dǎo)熱材料自身重量。?

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)講述本發(fā)明。?

主要原料及儀器設(shè)備包括：?

●六方氮化硼(SGP)，日本電氣化學(xué)工業(yè)有限公司，層狀方向?qū)崧?0W/mK，垂直方向?qū)崧?W/mK；?

●雙組份硅橡(R-657)，廣州標(biāo)美精細(xì)化工有限公司。?

●材料導(dǎo)熱率的測(cè)試選用穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)法(ASTM5470)，采用LW-9091IR導(dǎo)熱儀(臺(tái)灣瑞領(lǐng))。樣品一般準(zhǔn)備3份，測(cè)量后取平均值。?

●XRD在ThermoARLX’TRA上測(cè)得，斷面照片用在日S-4800掃描電鏡上獲得。?

將一定量的填料分批加入硅橡膠R-657中，充分真空攪拌后倒入自制不銹鋼模具(模具上下面由一定厚度的橡膠片絕緣隔離)，將模具上下面分別與高壓直流電源的正負(fù)極相接，于80℃固化20min。?