[發明專利]一種高導熱三元橡膠

有效

• 申請號: 201210573974.X
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103044784A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 楊高林;孫向紅;江志鑫
• 申請（專利權）人: 青島華仁信息技術開發有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/38;C08K3/28;C08K3/30;C08J3/24
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及納米新材料技術領域，特別是涉及一種高導熱三元橡膠。

背景技術

現在，由于電子產品越來越趨于小型化，因此那些容易集成化和小型化而且柔韌性好的復合橡膠基板被廣泛應用，但因為集成電路的高集成化和層板的多層化必然產生放熱問題，因此對這些材料的導熱性能的要求就成了當務之急。

三元乙丙橡膠(EPDM)是乙烯、丙烯和二烯類單體的三元共聚物，二烯的引入是為了實現硫化，二烯的類型有:雙環戊二烯(DCPD)、l，4一己二烯。EPDM比普通的乙丙橡膠韌性更好。

近年來人們用非導電性的金屬氧化物和其他化合物填充聚合物，已初步解決了這一問題。絕緣型導熱橡膠的填料主要包括:金屬氧化物如BeO，MgO，A1₂O₃，CaO，NIO;金屬氮化物如AlN，BN等;碳化物如SiC，B₄C₃等。它們有較高的導熱系數，而且更為重要的是同金屬粉相比有優異的電絕緣性，因此它們能保證最終制品具有良好的電絕緣性，這在電子電器工業中是至關重要的。

對于導熱橡膠的研究和應用很多，可以對其進行簡單的分類，按照基體材料種類可以分為熱塑性導熱樹脂和熱固性導熱樹脂；按填充粒子的種類可分為:金屬填充型、金屬氧化物填充型、金屬氮化物填充型、無機非金屬填充型、纖維填充型導熱橡膠；也可以按照導熱橡膠的某一種性質來劃分，比如根據其電絕緣性能可以分為絕緣型導熱橡膠和非絕緣型導熱橡膠。

由于橡膠本身具有絕緣性，因此絕大多數導熱橡膠的電絕緣性能，最終是由填充粒子的絕緣性能決定的。用于非絕緣型導熱橡膠的填料常常是金屬粉、石墨、炭黑、碳纖維等，這類填料的特點是具有很好的導熱性，能夠容易地使材料得到高的導熱性能，但是同時也使得材料的絕緣性能下降甚至成為導電材料。因此在材料的工作環境對于電絕緣性要求不高的情況下，都可以應用上述填料。而且在某些條件下還必須要求導熱橡膠具有低的電絕緣性以滿足特定的要求，如電磁屏蔽材料等。

近些年來蓬勃發展的信息產業，對高分子材料的性能提出了新的要求，尤其為導熱橡膠的發展提供了發展空間，導熱橡膠在電腦配件上的應用將改善電腦的散熱問題并提高其運行速度和穩定性，如CPU、筆記本外殼和各種集成電路板，這些材料都要求導熱絕緣。高分子材料絕緣好，但作為導熱材料，純的高分子材料一般是不能勝任的，因為高分子材料大多是熱的不良導體，高分子材料導熱系數約為金屬的1/500-1/600。必須對高分子材料進行改性。金屬和金屬氧化物的導熱系數見表1-1、表1-2。

表1-1金屬和金屬氧化物的導熱系數

可以用作導熱粒子的金屬和無機填料大體有以下幾種:

(l)金屬粉末填料:銅粉，鋁粉，金粉，銀粉。

(2)金屬氧化物:氧化鋁，氧化秘，氧化鋇，氧化鎂，氧化鋅。

(3)金屬氮化物:氮化鋁，氮化硼。

(4)無機非金屬:石墨，碳化硅。

無機非金屬材料作為導熱填料填充高分子材料基體時，填充效果的好壞主要取決于以下幾個因素:(l)聚合物基體的種類、特性;(2)填料的形狀、粒徑、尺寸分布;(3)填料與基體的界面結合特性及兩相的相互作用。

表1-2一些填充材料的導熱系數

由于填料的加入，使材料的機械性能下降。因此，在復合材料的設計中不僅要考慮到好的傳導性，而且要求材料穩定性好、無毒無害、機械性能良好和價廉。相對于填充型聚合物的另一個選擇是使用本身具有良好導熱性能的聚合物，但是此類材料價格昂貴并且性能上缺乏穩定性，成為他們在使用上的主要缺點。橡膠是高分子材料中產量最大的材料。

傳導性高分子材料的市場需求每年都在增長，其中導熱橡膠的市場需求量增長更快。因此對橡膠導熱性能的研究已引起各國研究者的興趣，并已作了很好的工作。目前填充性導熱橡膠的研究，大部分采用物理填充的方法，導熱性能差，機械性能下降嚴重，生產成本高。但隨著日益擴大的市場和研究的深入，導熱橡膠將有一個大的發展，尤其是納米導熱材料的研究和開發，高導熱本體聚合物材料的制備，聚合物導熱機理的探討應成為導熱高分子材料的發展方向。

發明內容