[發明專利]一種導熱復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811329792.1
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109438984A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 陳繼兵;吳廣松;謝宇
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L69/00;C08L23/12;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/28;C08K3/22;C08L101/00;C08L101/12;C08K7/06;C08L61/16
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開一種導熱復合材料及其制備方法，所述導熱復合材料包括以下質量分數的組分：高分子樹脂68～82％、導熱填料13～28％、阻燃劑3～8％以及相容劑0.8～1.8％，其中，所述導熱填料包括片狀導熱填料和粉末狀導熱填料。本發明以高分子樹脂、片狀導熱填料、粉末狀導熱填料、阻燃劑和相容劑為原料制備而成的導熱復合材料，采用片狀導熱填料和粉末狀導熱填料同時與高分子基材混合，使用不同粒徑的導熱填料間形成最大的堆砌密度，同時通過各種原材料添加量的調控，使體系內最大程度地在熱流方向上形成導熱網鏈，從而提高了材料的導熱性能。

技術領域

本發明涉及導熱材料技術領域，特別涉及一種導熱復合材料及其制備方法。

背景技術

目前大功率器件散熱外殼主要以鋁、銅及其合金等金屬為主，其不僅消耗大量礦產資源和能源，環境破壞和污染嚴重，而且存在加工成型復雜、質量重、成本高的問題，不適合大批量的推廣使用。以高分子材料作為基材制成導熱材料，具有易于加工成型、質輕、成本適中的優點，但是相比于金屬材料而言，高分子材料的導熱性能較差，因而限制了其在導熱材料領域中的應用。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種導熱復合材料及其制備方法，旨在提高以高分子材料為基材制備而成的導熱材料的導熱性能。

為實現上述目的，本發明提出一種導熱復合材料，包括以下質量分數的組分：

高分子樹脂68～82％、導熱填料13～28％、阻燃劑3～8％以及相容劑0.8～1.8％，其中，所述導熱填料包括片狀導熱填料和粉末狀導熱填料。

優選地，所述片狀導熱填料和粉末狀導熱填料的質量分數對應為10～21％和3～7％。

優選地，所述片狀導熱填料包括石墨和鱗片狀高導熱碳粉中的至少一種；和/或，

所述粉末狀導熱填料包括氮化鋁、碳化硅、三氧化二鋁和纖維狀高導熱碳粉中的至少一種。

優選地，所述片狀導熱填料的直徑為15～20μm，厚度為2～4μm；和/或，

所述粉末狀導熱填料的粒徑為12～26nm。

優選地，所述高分子樹脂包括聚苯硫醚、液晶高分子聚合物、熱塑性彈性體、聚碳酸酯、聚丙烯、聚鄰苯二甲酰胺和聚醚醚酮中的至少一種；和/或，

所述高分子樹脂的粒徑為1.5～4mm。

優選地，所述阻燃劑為鋁鎂系阻燃劑、無鹵阻燃劑和PA加纖型環保阻燃劑中的任意一種。

優選地，所述相容劑為環狀馬來酸酐和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的相容劑中的任意一種。

為實現上述目的，本發明還提出一種如上所述的導熱復合材料的制備方法，包括以下步驟：

采用偶聯劑和表面處理劑對片狀導熱填料進行表面處理后，與高分子樹脂混合，得初混物；

向所述初混物中加入粉末狀導熱填料和阻燃劑，混合形成預混物；

將所述預混物加熱至65～75℃后加入相容劑，再次混合形成混合料；

對混合料進行熔融擠出并切割造粒，制得導熱復合材料。

優選地，采用偶聯劑和表面處理劑對片狀導熱填料進行表面處理后，與高分子樹脂混合，得初混物的步驟中：所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑中的任意一種。

優選地，采用偶聯劑和表面處理劑對片狀導熱填料進行表面處理后，與高分子樹脂混合，得初混物的步驟中：所述表面處理劑為金屬表面處理劑、聚四氟表面處理劑和硅膠表面處理劑中的任意一種。