[發明專利]一種壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011388339.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112538270B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 徐衛兵;張帥;周正發;任鳳梅;馬海紅
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/38;C08K7/10;C08K7/28
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發明公開了一種壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料及其制備方法，其中，所述壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料包括：硅橡膠；壓縮顆粒，分布于所述硅橡膠中，所述壓縮顆粒用于壓縮所述硅橡膠內部的反應空間；填料粒子，排列于所述壓縮顆粒的周圍；其中，所述填料粒子由具有氨基結構的碳化硅晶須和具有環氧基結構的氮化硼反應而成的分子構成。本發明有利于導熱聲子在導熱網絡內傳遞，從而進一步提升導熱硅橡膠復合材料的導熱系數，且空心玻璃微球的加入降低了硅橡膠復合材料的總體密度，成為了輕質的硅橡膠復合材料。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著微電子集成技術和電子工業的高速發展，電子元件及設備日益向著輕、薄、小方向發展，這使得其工作環境日益趨于高溫。如若電子器件想要正常工作，及時的散熱能力的要求就凸顯出來。高導熱絕緣材料在電子元器件散熱、發光二極管（LED）照明、太陽能、交通運輸、航空航天、國防軍工等現代高科技領域具有愈來愈重要作用。高分子材料是熱和電的不良導體，導熱系數遠低于傳統的陶瓷、金屬等導熱材料。填充型導熱高分子和本征導熱高分子是兩種主要的導熱高分子。填充型導熱高分子常用的導熱填料包括金屬粒子、碳系粒子以及無機導熱粒子等。但過多的導熱填料會影響材料的力學和電學性能。而汽車行業、共享單車等行業對整車質量、電池電量、續航里程要求的提高，車身降重成為必要趨勢。輕質的復合材料越來越受到汽車行業、共享單車行業的青睞。

發明內容

本發明旨在提供一種壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料，能解決硅橡膠復合材料在導熱填料低裝載量時導熱系數較低的缺陷，并且降低了硅橡膠復合材料的總體密度。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：本發明提供一種壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料，包括：

硅橡膠，所述硅橡膠為分子量為50-70萬的甲基乙烯基聚硅氧烷；

壓縮顆粒，分布于所述硅橡膠中，所述壓縮顆粒用于壓縮所述硅橡膠內部的反應空間；填料粒子，排列于所述壓縮顆粒的周圍；

其中，所述壓縮顆粒的平均粒徑為60微米-80微米；

其中，所述填料粒子由具有氨基結構的碳化硅晶須和具有環氧基結構的氮化硼自組裝而成；

其中，所述填料粒子間呈網絡狀結構填充于所述硅橡膠中。

在一實施例中，所述具有氨基結構的碳化硅晶須的結構式為：

，其中，A表示碳化硅晶須表面。

在一實施例中，具有環氧基結構的氮化硼的結構式為：

，其中，B表示氮化硼表面。

本發明的另一目的還在于提供一種壓縮空間內的自組裝輕質導熱硅橡膠復合材料的制備方法，至少包括以下步驟：

利用環氧基硅烷偶聯劑對粉末狀的氮化硼進行改性處理，獲得具有環氧基結構的氮化硼；

利用氨基硅烷偶聯劑對粉末狀的碳化硅晶須進行改性處理，獲得具有氨基結構的碳化硅晶須；

將所述具有環氧基結構的氮化硼、所述具有氨基結構的碳化硅晶須、壓縮顆粒和硅橡膠，進行混合反應，獲得所述輕質導熱硅橡膠復合材料；

其中，所述具有氨基結構的碳化硅晶須和所述具有環氧基結構的氮化硼之間，發生自組裝反應，形成填料粒子；

所述填料粒子間呈網絡狀結構填充于所述硅橡膠中；其中，所述硅橡膠為分子量為50-70萬的甲基乙烯基聚硅氧烷；所述壓縮顆粒的平均粒徑為60微米-80微米。

在一實施例中，所述粉末狀的氮化硼為粒徑10-15微米的六方氮化硼粉末。