一种导热硅橡胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热硅橡胶的制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术将氧化石墨烯与水按质量比1：10～1：20混合，接着滴加氨水调节pH，超声分散，得1号分散液；按重量份数计，将20～30份丙烯腈，5～8份偶氮二异丁腈，5～8份正己烷，5～8份甲基丙烯酸甲酯混合超声，得2号分散液；将2号分散液与1号分散液按质量比1：5～1：10低温高速剪切，充氮高压保温反应，降温，泄压，出料，过滤，洗涤，得改性填料；将硅橡胶混炼，接着加入交联剂，硫化剂，增塑剂，催化剂，十八烷基胺，改性填料和改性添加料混合，硫化，即得导热硅橡胶。本发明专利技术提供的导热硅橡胶具有优异的导热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种导热硅橡胶的制备方法
本专利技术公开了一种导热硅橡胶的制备方法，属于高分子材料

技术介绍
传统导热材料多为金属和金属氧化物及其它非金属材料（如石墨、炭黑、AlN、SiC等）。随着科学技术的进步和工业生产的发展，许多特殊场合如航空、航天和电子电气领域对导热材料提出了新的要求，希望材料具有优良的综合性能，既能够为电子元器件提供安全可靠的散热途径，又能起到绝缘和减振作用，导热橡胶正好满足了这一要求，导热硅橡胶是其中典型的代表。固体导热包括电子导热、声子导热和光子导热。在纯金属中，电子导热是主要机制；在半导体中，声子导热与电子导热作用相仿；对于大多数聚合物，由于本身无自由电子，热传导主要是通过晶格振动和分子链振动，热能载体主要是声子。对于填充型导热高分子复合材料，若填料为导电填料，则复合材料具有导电和导热双导特性，热传导依赖于电子传热和聚合物与填料晶格振动相互作用的结果；若填料具有高导热和电绝缘性，则复合材料的热传导通过聚合物基体的分子链振动、晶格振动与填料晶格振动的共同作用来实现。导热硅橡胶的导热性能最终由橡胶基体和填料的综合作用决定。当填料填充量较小时，填料粒子能均匀地分散在体系中，之间没有接触和相互作用，此时填料对于整个体系的导热性贡献不大。当填充量达到一定数值时，填料粒子之间有了相互作用，在体系中形成了类似链状和网状的形态，称为导热网链，当导热网链的取向与热流方向一致时，材料导热性能提高很快；但若在热流方向上未形成导热网链时，则填料在热流方向上造成很大的热阻，导致材料导热性能较差。因此，在体系内部形成最大程度的导热网链是提高热导率的关键。目前传统的导热硅橡胶还存在导热性能无法进一步提高的问题，因此还需对其进行研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统导热硅橡胶导热性能无法进一步提高的问题，提供了一种导热硅橡胶的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）将氧化石墨烯与水按质量比1：10～1：20混合，接着滴加氨水调节pH，超声分散，得1号分散液；（2）按重量份数计，将20～30份丙烯腈，5～8份偶氮二异丁腈，5～8份正己烷，5～8份甲基丙烯酸甲酯混合超声，得2号分散液；（3）将2号分散液与1号分散液按质量比1：5～1：10低温高速剪切，充氮高压保温反应，降温，泄压，出料，过滤，洗涤，得改性填料；（4）按重量份数计，依次取100～120份硅橡胶，8～10份交联剂，3～5份硫化剂，3～5份增塑剂，3～5份催化剂，3～5份十八烷基胺，20～30份改性填料，8～10份改性添加料，将硅橡胶混炼，接着加入交联剂，硫化剂，增塑剂，催化剂，十八烷基胺，改性填料和改性添加料混合，硫化，即得导热硅橡胶。步骤（4）所述交联剂为正硅酸乙酯，多烷氧基硅氧烷，多乙酰氧基硅氧烷或多酰胺基硅氧烷中的任意一种。步骤（4）所述硫化剂为硫磺，过氧化苯甲酰，氨基甲酸乙酯或过氧化锶中的任意一种。步骤（4）所述催化剂为乙二胺，三乙醇胺，二甲基锡，二辛基锡或四苯基锡中的任意一种。步骤（4）所述邻苯二甲酸二异丁酯，己二酸二异辛酯或甘油三酸酯中的任意一种。步骤（4）所述硫化条件为：温度为室温，压力为10～12MPa，硫化时间为5～10min。步骤（4）所述改性添加料的制备过程为：按重量份数计，将3～5份碳酸氢钠，0.3～0.5份硝酸铝，8～10份石蜡混合球磨，过80目的筛，即得改性添加料。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过添加改性填料和改性添加料，在制备改性填料的过程中，首先，将氧化石墨烯分散在水中，通过添加氨水，使得氧化石墨烯片层结构边沿的羧基离子化，由于电荷相互排斥，使得氧化石墨烯能够良好地分散在体系中，其次，利用偶氮二异丁腈作为催化剂，促使丙烯腈与甲基丙烯酸甲酯共聚，形成包囊膜，正己烷作为包囊内部填充液，在使用过程中，改性添加料中的石蜡受热融化，使得内部包裹的碳酸氢钠和硝酸铝得以暴露，碳酸氢钠受热分解，生成的水和碳酸钠，生成的水使得硝酸铝溶解在其中，使得体系中存在铝离子，带正电的铝离子能够吸引表面带负电荷的改性填料，同时，正己烷受热膨胀，使得改性填料膨胀，改性填料间由于吸引力和挤压力双重作用力的存在，使其表面包裹的氧化石墨烯间的连接更为紧密，形成导热网络，使得体系的导热性能得到提升，其次，随着体系中生成的碳酸钠增多，使得体系的pH升高，铝离子沉淀，使得氧化石墨烯间的孔隙充分填充，进一步提升了体系的导热性能，另外，产品在受热条件下，正己烷汽化，使得改性填料内部的导热性能下降，使得更多的热量能够通过外部的导热通路导走，从而使得体系的导热性能得到进一步的提升。具体实施方式按重量份数计，将3～5份碳酸氢钠，0.3～0.5份硝酸铝，8～10份石蜡置于球磨机中混合球磨，过80目的筛，即得改性添加料；将氧化石墨烯与水按质量比1：10～1：20置于1号烧杯，接着向1号烧杯中滴加质量分数为20～30%的氨水调节pH至10.1～10.3，随后将1号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，超声分散30～50min，得1号分散液；按重量份数计，将20～30份丙烯腈，5～8份偶氮二异丁腈，5～8份正己烷，5～8份甲基丙烯酸甲酯置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，混合超声30～50min，得2号分散液；将2号分散液与1号分散液按质量比1：5～1：10置于剪切均质机中，于温度为1～5℃条件下，低温高速剪切5～10min，得均质混合液，接着将均质混合液置于高压反应釜中，并以60～90mL/min速率向反应釜内充入氮气，于压力0.8～1.2MPa，温度为60～80℃，充氮高压高压保温反应30～50min后，将高压反应釜内温度降至室温后，打开阀门泄压，出料，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤5～8次，得改性填料；按重量份数计，依次取100～120份硅橡胶，8～10份交联剂，3～5份硫化剂，3～5份增塑剂，3～5份催化剂，3～5份十八烷基胺，20～30份改性填料，8～10份改性添加料，将硅橡胶置于混炼机中，于温度为120～130℃条件下，混炼20～30min，接着向混炼机中加入交联剂，硫化剂，增塑剂，催化剂，十八烷基胺，改性填料和改性添加料，于温度为120～130℃条件下，混合10～20min，得混合胶料，接着将混料胶料置于平板硫化机中，于室温，压力为10～12MPa条件下，硫化时间为5～10min，即得导热硅橡胶。所述交联剂为正硅酸乙酯，多烷氧基硅氧烷，多乙酰氧基硅氧烷或多酰胺基硅氧烷中的任意一种。所述硫化剂为硫磺，过氧化苯甲酰，氨基甲酸乙酯或过氧化锶中的任意一种。所述催化剂为乙二胺，三乙醇胺，二甲基锡，二辛基锡或四苯基锡中的任意一种。所述邻苯二甲酸二异丁酯，己二酸二异辛酯或甘油三酸酯中的任意一种。实例1按重量份数计，将5份碳酸氢钠，0.5份硝酸铝，10份石蜡置于球磨机中混合球磨，过80目的筛，即得改性添加料；将氧化石墨烯与水按质量比1：20置于1号烧杯，接着向1号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.3，随后将1号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散50min，得1号分散液；按重量份数计，将30份丙烯腈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热硅橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）将氧化石墨烯与水按质量比1：10～1：20混合，接着滴加氨水调节pH，超声分散，得1号分散液；（2）按重量份数计，将20～30份丙烯腈，5～8份偶氮二异丁腈，5～8份正己烷，5～8份甲基丙烯酸甲酯混合超声，得2号分散液；（3）将2号分散液与1号分散液按质量比1：5～1：10低温高速剪切，充氮高压保温反应，降温，泄压，出料，过滤，洗涤，得改性填料；（4）按重量份数计，依次取100～120份硅橡胶，8～10份交联剂，3～5份硫化剂，3～5份增塑剂，3～5份催化剂，3～5份十八烷基胺，20～30份改性填料，8～10份改性添加料，将硅橡胶混炼，接着加入交联剂，硫化剂，增塑剂，催化剂，十八烷基胺，改性填料和改性添加料混合，硫化，即得导热硅橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种导热硅橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）将氧化石墨烯与水按质量比1：10～1：20混合，接着滴加氨水调节pH，超声分散，得1号分散液；（2）按重量份数计，将20～30份丙烯腈，5～8份偶氮二异丁腈，5～8份正己烷，5～8份甲基丙烯酸甲酯混合超声，得2号分散液；（3）将2号分散液与1号分散液按质量比1：5～1：10低温高速剪切，充氮高压保温反应，降温，泄压，出料，过滤，洗涤，得改性填料；（4）按重量份数计，依次取100～120份硅橡胶，8～10份交联剂，3～5份硫化剂，3～5份增塑剂，3～5份催化剂，3～5份十八烷基胺，20～30份改性填料，8～10份改性添加料，将硅橡胶混炼，接着加入交联剂，硫化剂，增塑剂，催化剂，十八烷基胺，改性填料和改性添加料混合，硫化，即得导热硅橡胶。2.根据权利要求1所述一种导热硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述交联剂为正硅酸乙酯，多烷氧基硅氧烷，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，兰梅菊，朱东东，
申请(专利权)人：佛山市高明区爪和新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44