[發明專利]一種軟質導熱聚合物泡沫及其制備工藝

有效

• 申請號: 201710935725.3
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107722167B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 周文英;寇雨佳
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/36;C08F2/44;C08K3/04;C08J9/08;C08J9/00;C09K5/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種軟質導熱聚合物泡沫及其制備工藝，將丙烯酸丁酯、二乙烯苯及偶氮二異庚腈加入到容器內攪拌，混合均勻；然后在攪拌下逐滴加入水，滴畢后繼續攪拌0.5～1小時；再加入金剛石粒子，超聲后攪拌8～10小時；最后采用高速剪切乳化機分散，得到混合液，密封；將密封的混合液于78～82℃下加熱24～28小時，烘干水分，得到導熱聚合物軟質泡沫。本發明制作的導熱絕緣聚合物泡沫材料具有輕質、高強和較高熱導率特點，顯著降低了目前填充導熱聚合物的質量和密度。該導熱聚合物泡沫材料制備工藝相對簡便，加工性能良好。

技術領域

本發明屬于功能材料和化工領域，涉及一種導熱聚合物軟泡沫材料，具體涉及一種軟質導熱聚合物泡沫及其制備工藝。

背景技術

聚合物基泡沫復合材料因其獨特的多空結構，具有輕質、高強及其他許多功能，聚合物泡沫常因極低的熱導率被作絕熱材料，在保溫和采暖等工程領域獲得廣泛應用；此外，因為輕質和高強等優勢，聚合物泡沫在航空、航天領域也獲得廣泛應用。

填充有陶瓷、金屬等導熱填料的導熱聚合物復合材料，因含大量導熱粒子(通常高于65％)呈現出比聚合物大得多的高密度，目前制備的導熱聚合物均屬于密實結構材料，因為空氣對聲子的熱傳遞的散失使得聚合物泡沫的導熱性能極低。因此，填充型導熱聚合物密度大，在被用作航空及航天器件的散熱及熱控制器件材料時，因為自身高密度缺陷而受到很大限制。眾所周知，航天器件的飛行速度和航程與自身重量及密度密切相關，因此，減少航天器的重量利于提高飛行速度和航程。對于航天和航空領域使用廣泛的各類導熱聚合物，需要在保持熱導率情況下，盡可能降低密度和質量。如果有效降低導熱聚合物的重量和密度，保持導熱性能，這類新型輕質導熱聚合物則可有效代替當前的密實結構導熱聚合物。相比密實聚合物，泡沫聚合物的密度僅為前者幾分之幾。因此，制備導熱聚合物軟質泡沫材料可滿足熱界面材料需求，替代導熱橡膠及其他彈性體，滿足輕質、易形變和導熱需求，在飛行器和航天熱控制領域具有重要潛在應用和價值。

為適應航天及飛行器的電子器件等散熱、傳熱需求，有效降低器件和材料密度和質量，有必要提供一種同時具有輕質和導熱絕緣性能的聚合物軟質泡沫復合材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種軟質導熱聚合物泡沫及其制備工藝。

為達到上述目的，本發明可通過以下方案來實現：

一種軟質導熱聚合物泡沫，包括A組分和B組分：

A組分按重量百分比計，包括

B組分

金剛石粒子

金剛石粒子占丙烯酸丁酯、二乙烯苯以及偶氮二異庚腈的總質量的30-35％。

本發明進一步的改進在于，金剛石粒子的粒徑為1～2微米。

一種軟質導熱聚合物泡沫的制備工藝，包括以下步驟：

1)混合液制備

將丙烯酸丁酯、二乙烯苯及偶氮二異庚腈加入到容器內，磁力攪拌，混合均勻；然后在攪拌下逐滴加入水，滴畢后繼續攪拌0.5～1小時；再加入金剛石粒子，超聲后，持續攪拌8～10小時；最后采用高速剪切乳化機分散，得到混合液，其中，所有攪拌的過程均在密封下進行；

2)凝膠、交聯及發泡

將混合液密封并于78～82℃下加熱24～28小時；

3)烘干后處理

取試樣，烘干水分，得到導熱聚合物軟質泡沫。

本發明進一步的改進在于，在300～400rpm速度下繼續攪拌0.5～1小時。

本發明進一步的改進在于，超聲的功率為50W，時間為1～2小時。