[發(fā)明專利]一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料及其制備方法和應(yīng)用、硅橡膠導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113087971A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任澤明;顧軍渭;嚴(yán)含;阮坤鵬;王號
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東思泉新材料股份有限公司;西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08K13/06
• 分類號: C08K13/06;C08K9/04;C08K3/38;C08K9/06;C08K3/22;C08L83/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王術(shù)娜

本發(fā)明提供了一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料及其制備方法和應(yīng)用、硅橡膠導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料及其制備方法，屬于導(dǎo)熱絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用γ?縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和γ?氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)分別對氮化硼納米片和Al₂O₃進(jìn)行表面功能化改性，使改性氧化鋁接枝于改性氮化硼納米片表面，得到具有“點?面”異質(zhì)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱填料，相比于單一的氮化硼納米片層和氧化鋁顆粒，具有“點?面”異質(zhì)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱填料能夠增大導(dǎo)熱填料在硅橡膠基體中的接觸搭接概率，形成更多導(dǎo)熱通路或網(wǎng)絡(luò)，提高導(dǎo)熱填料在基體中的導(dǎo)熱通路構(gòu)建效率，有利于在低導(dǎo)熱填料用量時得到高導(dǎo)熱性能的復(fù)合材料，并保證導(dǎo)熱復(fù)合材料的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料及其制備方法和應(yīng)用、硅橡膠導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

硅橡膠具有高柔順性、優(yōu)異的耐高低溫性能和耐腐蝕性能以及突出的電氣絕緣性能，可起到密封、絕緣和減震的作用，廣泛應(yīng)用于制備熱界面材料以及其他復(fù)合材料。但是由于硅橡膠本體的導(dǎo)熱系數(shù)較低(～0.2W/mK)，無法適應(yīng)高功率化、高密度化和高集成化電子元器件高效快速的導(dǎo)/散熱需求。為滿足工業(yè)上日益增長的導(dǎo)/散熱需求，提升硅橡膠的性能成為一項重要的研究課題。

傳統(tǒng)的導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備以簡單的填充導(dǎo)熱填料為主。然而，大量的填充導(dǎo)熱填料不但收效甚微，還不可避免地會削弱復(fù)合材料的力學(xué)性能，且增加了生產(chǎn)成本和工藝難度；而且，常用的導(dǎo)熱復(fù)合材料需要添加60wt％以上的導(dǎo)熱填料，這會明顯降低材料的體積電阻，降低材料的絕緣性能。因此，在盡可能保證其絕緣和力學(xué)等性能的情況下有效提高硅橡膠的導(dǎo)熱性能，制備一種高導(dǎo)熱、高絕緣，且具有良好的力學(xué)性能的硅橡膠導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料具有重要的市場意義和技術(shù)價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料及其制備方法和應(yīng)用、硅橡膠導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料及其制備方法，所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料能夠在低用量情況下得到具有高導(dǎo)熱性能、良好的絕緣性能和優(yōu)異的力學(xué)性能的導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料的制備方法，包括以下步驟：

將氮化硼納米片分散液與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷醇溶液混合，進(jìn)行第一改性，得到改性氮化硼納米片；

將氧化鋁分散液與γ-氨丙基三乙氧基硅烷醇溶液混合，進(jìn)行第二改性，得到改性氧化鋁；

將所述改性氮化硼納米片、改性氧化鋁和分散劑混合，進(jìn)行接枝，得到異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料。

優(yōu)選的，所述氮化硼納米片分散液中的氮化硼納米片與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷醇溶液中γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為(1～10)：(0.1～1)；所述第一改性的溫度為25～90℃，時間為6～36h。

優(yōu)選的，所述氧化鋁分散液中氧化鋁與γ-氨丙基三乙氧基硅烷醇溶液中γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為(1～10)：(0.1～1)；所述第二改性的溫度為25～90℃，時間為6～36h。

優(yōu)選的，所述改性氮化硼納米片和改性氧化鋁的質(zhì)量比為(0.5～5)：(0.5～5)；所述接枝的溫度為25～100℃，時間為6～36h。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料，所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料包括改性氧化鋁和改性氮化硼納米片，所述改性氧化鋁和改性氮化硼納米片形成“點-面”異質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述改性氧化鋁為點，所述改性氮化硼納米片為面，所述改性氧化鋁接枝于所述改性氮化硼納米片的面上。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料在導(dǎo)熱復(fù)合材料中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種硅橡膠導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：