[發(fā)明專利]一種寬溫域高導(dǎo)熱橡膠基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410360048.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN104130476A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳尚彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃山市尚義橡塑制品有限公司
• 主分類號(hào): C08L9/02
• 分類號(hào): C08L9/02;C08L23/22;C08L23/16;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/06;C08K5/01;C08K3/08;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/47
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及納米新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬溫域高導(dǎo)熱橡膠基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

橡膠為熱的不良導(dǎo)體，其制品在使用過程中，因滯后損失及摩擦而產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不能及時(shí)散出，將導(dǎo)致制品內(nèi)部溫度過高而使其性能下降，提高橡膠材料的導(dǎo)熱性能，可使橡膠材料在使用過程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)散失，減少熱量的積累，保證橡膠制品的正常使用；高導(dǎo)熱橡膠基復(fù)合材料作為一種極具應(yīng)用前景的功能材料，由于有著良好的熱傳導(dǎo)性能，因而在機(jī)械、車輛、航空、航天、軍事裝備等諸多制造業(yè)及高科技領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用，因此開發(fā)具有良好導(dǎo)熱性能，同時(shí)又具有較高的介電性能和可加工性能的聚合物基復(fù)合材料，對(duì)于促進(jìn)機(jī)械、車輛、航空等領(lǐng)域快速發(fā)展有著重要意義。

導(dǎo)熱橡膠材料按制備工藝可以大致分為本征型導(dǎo)熱聚合物和填充型導(dǎo)熱聚合物；本征型導(dǎo)熱聚合物材料是在聚合物合成及成型加工過程中通過改變分子和鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，或者通過外力的作用改變分子和分子鏈的排列來獲得特殊物理結(jié)構(gòu),從而提高材料的導(dǎo)熱性能，但是目前想制備這種本征型導(dǎo)熱高分子材料比較困難且代價(jià)高昂；填充型導(dǎo)熱高分子材料，是通過向聚合物基體中添加高導(dǎo)熱填料的方法來制備,相對(duì)制備本征型導(dǎo)熱聚合物材料來講，其加工工藝簡(jiǎn)單，操作過程容易掌握，加工成本低廉，經(jīng)適當(dāng)工藝處理可用于某些特殊領(lǐng)域，可進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，因此目前國(guó)內(nèi)外導(dǎo)熱橡膠材料的研究主要集中在填充型導(dǎo)熱聚合物材料方向。

由于目前對(duì)導(dǎo)熱橡膠的研究多集中在填充型導(dǎo)熱橡膠方面，因而橡膠材料導(dǎo)熱性能的優(yōu)劣主要取決于橡膠基質(zhì)、填料和加工工藝3個(gè)方面的因素。填料自身的導(dǎo)熱性能及其在基質(zhì)中的分散情況對(duì)橡膠制品的導(dǎo)熱性能有很大的影響；材料成型過程中的溫度、壓力、填料及各種助劑的加料順序也會(huì)在很大程度上影響體系的導(dǎo)熱性能；橡膠基質(zhì)對(duì)材料的導(dǎo)熱性能的影響相對(duì)較小。

對(duì)于導(dǎo)熱橡膠而言,導(dǎo)熱填料有一個(gè)臨界填充體積。當(dāng)所加填料的量小于臨界體積時(shí)，填料粒子彼此之間的接觸比較少，相互作用比較小,此時(shí)填料對(duì)于整個(gè)體系的導(dǎo)熱性貢獻(xiàn)不大。當(dāng)填充量達(dá)到臨界體積以上時(shí)，填料粒子之間發(fā)生了強(qiáng)烈的相互作用，體系中形成了類似鏈狀和網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱網(wǎng)鏈。當(dāng)導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的取向與熱流方向平行時(shí),能在很大程度上提高體系的導(dǎo)熱性能。因此，如何使體系中的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈最大程度地形成，并具有最大有效熱傳導(dǎo)的能力，是制備高性能導(dǎo)熱橡膠需要關(guān)注的問題。

近年來，CoolPolymers公司、LNp工程塑料公司、peregrinel公司、RTP公司等推出各自的新型導(dǎo)熱材料，獲得的絕緣性塑料的熱導(dǎo)率高達(dá)普通塑料的10一50倍高，甚至更高。ChipPoly公司的產(chǎn)品CoolPoly，其熱導(dǎo)率達(dá)到100w/(m.K)，而重量可減少40％，目前主要應(yīng)用于便攜式電腦和移動(dòng)電器的散熱管上。LNP推出了名為Konduit的導(dǎo)熱塑料，熱導(dǎo)率為10w/(m.K)；polyOne公司推出名為ThermaTeeh導(dǎo)熱工程塑料，熱導(dǎo)率達(dá)12一60W/(m.K)，RTP公司推出熱導(dǎo)率達(dá)18w/(m.K)的LcP基導(dǎo)熱塑料。日本科學(xué)冶金公司與大阪市立工業(yè)研究所共同開發(fā)了比一般材料熱導(dǎo)率高100倍的塑料制造技術(shù)，用該技術(shù)制備塑料與一般塑料一樣，可以注射成型復(fù)雜形狀的制品，降低電子設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)熱，防止機(jī)器失誤動(dòng)作。這種新技術(shù)是以塑料PPS(聚苯硫醚)粒料和高熱導(dǎo)率的陶瓷粉末為原料，先在低溫(200-240OC)熔融混合成合金粉末，再加熱成型。由于加熱，合金粉末成液態(tài),在PPS樹脂內(nèi)部與陶瓷粉末相互間形成網(wǎng)狀的回路。