[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210377222.6
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102876107A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凱;許曼;王曉梅;朱宏;杜靈根;尚保仁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一二研究所
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D5/25;C09D163/00;C09D167/00;C09D179/08;C09D151/10
• 代理公司: 武漢凌達知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 宋國榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料及其制備方法，特別是高導(dǎo)熱無機微納米填料的電絕緣漆復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子復(fù)合技術(shù)領(lǐng)域，

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料大多為金屬和金屬氧化物，以及石墨、炭黑、氮化鋁、碳化硅等無機非金屬材料。隨著科技和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，很多特殊場合對導(dǎo)熱材料提出了更高的要求。雖然高分子材料大都是熱的不良導(dǎo)體，熱導(dǎo)率較低（一般僅為0.10~0.20?W·m^-1·K^-1），但由于它們擁有傳統(tǒng)無機導(dǎo)熱材料所不具備的質(zhì)輕、加工成型簡便、耐化學腐蝕性強、耐沖擊等優(yōu)異性能，人們已逐漸用高分子材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)熱材料。然而，由于無機微、納米填料和高分子基體之間的異質(zhì)異構(gòu)性，二者相容性較差，填料（特別是具有高表面能、大比表面積的納米填料）難以在高分子基體中均勻分散、易出現(xiàn)團聚甚至沉降和板結(jié)現(xiàn)象，最終難以使復(fù)合材料達到預(yù)想中的高性能。

按材料制備工藝可將導(dǎo)熱絕緣高分子大致分為本體型和填充型兩類。前者是在材料合成及成型加工過程中通過設(shè)計材料分子及其鏈節(jié)結(jié)構(gòu)以獲得導(dǎo)熱性能；后者則是在普通高分子中加入導(dǎo)熱絕緣填料，通過一定方式復(fù)合而獲得導(dǎo)熱性能。由于一般純高分子熱導(dǎo)率低，且本體高分子導(dǎo)熱材料制備工藝繁瑣、難度大、成本高，因此，目前制備導(dǎo)熱絕緣高分子主要仍采用導(dǎo)熱絕緣填料如氮化鋁、碳化硅、氧化鈹?shù)忍畛涓叻肿樱ㄟ^物理共混賦予高分子以導(dǎo)熱性能，此法易加工、成本低，經(jīng)適當工藝處理可用于某些特殊領(lǐng)域，容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，是目前國內(nèi)外該類材料的主要制備方法。

一般地，無機填料與有機樹脂基體的界面相容性差，填料在基體中容易聚集成團，難以有效分散。此外，由于無機填料與有機樹脂的表面張力差異，填料表面很難被樹脂潤濕，導(dǎo)致二者界面處留有空隙，增加了復(fù)合材料的界面熱阻。目前，填料表面改性主要是采用傳統(tǒng)的偶聯(lián)劑改性，如硅烷、鈦酸酯偶聯(lián)劑。其目的是為了降低表面能、增加與基體相容性。為了使高導(dǎo)熱絕緣填料在高分子基體中形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)以獲得高熱導(dǎo)率材料，不僅需要從材料整體設(shè)計角度考慮，還需要選擇合適的成型加工的工藝過程。目前，復(fù)合材料的制備方法主要采用共混復(fù)合法（包括粉末混合、溶液混合、雙輥混煉混合和融體混合等方法）和納米復(fù)合法。納米復(fù)合技術(shù)的引入為導(dǎo)熱絕緣高分子材料研究提供了新的機遇和挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種填料在高分子基體中均勻分散性等綜合性能好、固化后能顯著提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能、無氣泡、絕緣強度高、成本低的導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一個主要目的是：提供一種導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料制備方法，它是將納米復(fù)合技術(shù)應(yīng)用于制備導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料，采用真空攪拌技術(shù)，使無機微納米/填料與絕緣漆在攪拌過程中充分浸潤，同時能充分排出氣泡，消除因攪拌不均造成的絕緣強度下降的問題；同時實現(xiàn)高導(dǎo)熱的無機微納米填料在絕緣漆的均勻分散和納米復(fù)合；本方法能簡化制備工序、降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明一種導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料的技術(shù)方案是：它包括絕緣漆基料，還有SiO₂聚合物復(fù)合粒子納米填料，和/或無機微米填料。

進一步的技術(shù)方案是：

所述的導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料，它由絕緣漆基料、SiO₂聚合物復(fù)合粒子納米填料和無機微米填料以及防沉劑組成；按重量計，其中：SiO₂聚合物復(fù)合粒子納米填料為絕緣漆基料的0.1～10％，無機微米填料為絕緣漆基料的0.1～60％，防沉劑為絕緣漆基料的0.05～5%。

所述的導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料，它由絕緣漆基料和?SiO₂聚合物復(fù)合粒子納米填料以及防沉劑組成；按重量計，其中：SiO₂聚合物復(fù)合粒子納米填料為絕緣漆基料的0.1～10％，防沉劑為絕緣漆基料的0.05～5%。

所述的導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料，它由絕緣漆基料和無機微米填料以及防沉劑組成；按重量計，其中：無機微米填料為絕緣漆基料的0.1～60％，防沉劑為絕緣漆基料的0.05～5%。

所述的導(dǎo)熱絕緣漆復(fù)合材料，其SiO₂聚合物復(fù)合粒子納米填料是由表面接枝雙鍵的SiO₂微球經(jīng)乳化并干燥處理所制得；參與處理的物質(zhì)包括乳化劑，引發(fā)劑和單體。