[發(fā)明專利]一種磁性金屬粉/硅橡膠導熱復合材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102876044A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 朱琳;李景奎;沈湘黔;呂峰和
• 申請（專利權）人: 蘇州市普鑫特高分子材料科技有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/08;C08K9/06;C08K3/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發(fā)明屬于復合材料技術領域，涉及一種導熱高分子復合材料，尤其涉及一種磁性金屬粉/硅橡膠導熱復合材料及其制備方法。

背景技術

熱一直是電子元件和集成電路如影隨形且無法避免的問題，也是影響電子元件或系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性的重要因素。根據統(tǒng)計，由熱所產生的損壞占電子元件故障因素的一半以上。溫度過高除了會造成半導體元件損毀，也會造成電子元件可靠性降低及運作性能下降。因此，電子產品的散熱問題成為相關產品的技術瓶頸與不可或缺的一環(huán)。用無機填料對聚合物填充得到的材料有較好的導熱性能，且價格低廉、易加工成型，經過適當工藝處理可以應用于某些特殊領域，近年來得到了廣泛重視和研究。

硅橡膠是一種特種合成橡膠，以硅氧鍵為主鏈，而一般的橡膠是以碳碳鍵為主鏈的結構。由于其結構的特殊性決定了它具有耐高溫、耐低溫、耐高電壓、耐臭氧老化、耐輻射性、耐侯、生理惰性、高透氣性、以及對潤滑油等介質表現出優(yōu)異的化學惰性。此外，使用溫度范圍(-50℃~300℃)寬廣，彈性好、耐漏電起痕與電蝕損性能好，尤其是在其表面積污后仍具有良好的憎水性等特點。但是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硅橡膠的研究較多，有些硅橡膠復合材料熱導率也確實提高不少，但是在這些研究中，只有當填料的填充分數很高時才能顯著提高復合材料的熱導率。而大量填料的填充必然使聚合物的加工性能如體系黏度、機械性能等降低，這也就限制了導熱復合材料的應用。因此，在提高聚合物基復合材料熱導率的同時，保持基體樹脂的其他優(yōu)異性能就成為高導熱聚合物基復合材料研究中一個亟待解決的問題。相關文獻中提到使連續(xù)碳納米管在硅膠中定向排列，制備的復合材料導熱率比隨機排列的碳納米管的有效導熱率提高了一倍。因此如何使體系中形成與熱流方向平行的導熱網鏈是提高導熱性能的關鍵之一。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種磁性金屬粉/硅橡膠導熱復合材料及其制備方法，制備過程中利用磁場誘導磁性金屬粉在硅橡膠基體中形成有效的導熱鏈，從而得到導熱性能各向異性的高導熱硅橡膠復合材料。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

本發(fā)明提供了一種磁性金屬粉填充硅橡膠導熱復合材料，其原料的組成及質量份數如下：

其中，雙組份液體硅橡膠是現有的一類產品，A組份為未交聯(lián)硫化的粘稠狀硅橡膠流體，B組份為硫化劑、交聯(lián)劑和增粘劑等組成的液體混合物。

所述的雙組份液體硅橡膠為室溫固化型。

所述的磁性金屬粉為鐵、鎳、鈷粉中一種或二種以上的混合粉。

所述的磁性金屬粉的粒徑為0.5μm~30μm。

所述的硅烷偶聯(lián)劑為氨基系列、烷基系列、乙烯基系列、含硫硅烷系列。

本發(fā)明還提供了一種制備上述磁性金屬粉填充硅橡膠導熱復合材料的方法，包括以下步驟：

1、磁性金屬粉的處理：稱取經過干燥后的磁性金屬粉，加入硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液中，常溫下超聲振蕩，然后干燥去除乙醇；

2、將經過處理的磁性金屬粉加入到雙組份液體硅橡膠A組份中，攪拌5~10h；

3、在步驟2所得的混合液中加入適量雙組份液體硅橡膠B組份，快速攪拌使其混合均勻；

4、將步驟3所得的混合液注入到施加了磁場的模具中室溫固化20~25h，干燥后得磁性金屬粉/硅橡膠導熱復合材料。

本發(fā)明制得的磁性金屬粉/硅橡膠導熱復合材料，通過施加外加磁場可以使磁性金屬粉在硅橡膠基體中規(guī)則排列成有效的導熱鏈，使填料在低填充含量不影響材料的力學性能下而大幅提高復合材料的導熱性能，其導熱系數在磁性金屬粉取向方向上比未加磁場制備得到的復合材料提高20%左右。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例1中制備的鎳粉/硅橡膠導熱復合材料的光學顯微鏡圖。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種磁性金屬粉填充硅橡膠導熱復合材料，其原料的組成及質量份數如下：