[發明專利]一種環氧樹脂基高導熱導電復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611011687.4
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN108070214A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 高啟新
• 申請（專利權）人: 成都市創斯德機電設備有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L79/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K7/06;C08K3/04;C09K5/14;H01B1/24
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本發明公開了一種環氧樹脂基高導熱導電復合材料及其制備方法，包括以下重量份原材料制備而成：30?60份的環氧樹脂，5?10份的乙烯基正丁醚，10?25份的聚吡咯，2?5份的磺酸鈉，2?5份的納米氧化鋁，3?6份的納米碳纖維，2?5份的納米石墨，1?3份的偶聯劑，1?5份的交聯劑；本發明利用高分子的交聯和有機?無機雜化原理，使復合材料具有導熱常數大，導電性能高的優點，促進了導熱導電復合材料在需要快速散熱電子器件上的應用。

技術領域

本發明涉及電子材料領域，具體涉及一種環氧樹脂基高導熱導電復合材料及其制備方法。

背景技術

目前電子產品的電路設計越來越復雜，呈密集化、小型化趨勢。這些電子電器設備會產生大量熱量，這些熱量若不能及時排出，積聚到一定程度勢必會對電子電器的元器件及設備本身造成損害。所以必須將其產生的多余熱量及時、有效地傳遞到周圍環境中去。在散熱工業中傳統的金屬材料，因其制品的幾何形狀受到很大限制，并且此種散熱裝置與電子元件表面存在一定間隙，從而越來越容易地被一些熱界面材料替代。

高分子材料電絕緣性能優異，但導熱系數非常低，一般為0.2W/m.K，僅是金屬材料的百分之一到千分之一。對于一些既要有高導熱、同時又有導電性要求的應用場合目前比較常規的方法是在高分子基材料中添加具有高導熱系數和高導電性的填料(金屬、碳等)。但采用這種方法制備的材料，由于導熱填料的大量添加使復合材料的導電性能受到了嚴重的損害，同時導熱導電性能的提高也不顯著，一般很難高于2W/m.K。對于LED散熱器、電器散熱器等需要利用散熱器面積快速傳熱的情況，如果材料的導熱系數小，則其在長度方向上的熱傳導就非常困難，熱量都集中在很小的區域中無法擴散，導致散熱器的有效面積沒有充分利用，影響了散熱效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有導熱導電復合材料存在的導熱系數低、導電性能差的缺陷，提供一種環氧樹脂基高導熱導電復合材料及其制備方法；本發明利用高分子的交聯和有機-無機雜化原理，使其具有導熱系數大，導電性能好的優點，促進了導熱導電材料在需要快速散熱的電子器件上的應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種環氧樹脂基高導熱導電復合材料，包括以下重量份原材料制備而成：30-60份的環氧樹脂，5-10份的乙烯基正丁醚，10-25份的聚吡咯，2-5份的磺酸鈉，2-5份的納米氧化鋁，3-6份的納米碳纖維，2-5份的納米石墨，1-3份的偶聯劑，1-5份的交聯劑。

一種環氧樹脂基高導熱導電復合材料，利用多種有機物的相互交聯聚合，形成結構穩定，導電性能優異的高分子三維網絡結構，同時在三維網絡結構中雜化不同導熱導電材料，氧化鋁-碳纖維-石墨三者形成一個立體散熱導電結構，導電性能和散熱速度增加，導熱導電性能增大；同時，三維網絡結構使聚合物力學性能增加，其工作溫度更高；該導熱導電復合材料使用范圍更大，有利于電子行業的發展。

優選的，其中所述的環氧樹脂聚合度為200-500，聚合度太大，分子鏈太長，形成的三維網絡結構穩定差，復合材料熔點降低；聚合度太小，分子鏈太短，不利于導熱導電材料的雜化和嵌入，導熱導電材料分散不規則，可能產生團聚現象，產品導熱導電性能降低。

優選的，其中所述的聚吡咯聚合度為40-80，聚合度太大，分子鏈太長，形成的三維網絡結構穩定差，復合材料力學性能降低；聚合度太小，分子鏈太短，不利于導熱導電材料的雜化和嵌入，導熱導電材料分散不規則，可能產生團聚現象，產品導熱導電性能降低。

優選的，其中所述的納米氧化鋁的粒徑為20-60納米，粒徑太大，不利于導熱導電材料的在三維網絡結構中的雜化和嵌入，導熱導電材料分散不規則，可能產生團聚現象，產品導熱導電性能降低，粒徑太小，分散困難，容易團聚。