本发明专利技术提供了一种石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料及其制备方法，利用75～94重量份的环氧树脂、1～20重量份的石墨烯微片、5重量份粉末丁腈橡胶、60～75重量份的甲基六氢苯酐和0.05～1重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷制备。本发明专利技术采用高导热石墨烯微片为导热改性剂，粉末丁腈橡胶为增韧改性剂，可以在提高环氧树脂导热性能的同时尽可能地维持其冲击强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合材料，特别是，还涉及这种石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料的制备方法。
技术介绍
环氧树脂具有优异的力学性能、电绝缘性、化学稳定性，以及收缩率低、易成型加工和成本低廉等优点，在机械化工、电子电气和航空航天等领域得到广泛应用。然而，环氧树脂自身导热性能较差(导热系数仅为0.20ff/mK)，且环氧树脂固化物冲击强度较差。为了进一步拓展环氧树脂在电子封装等要求耐高温、低热膨胀系数并具有良好传热性能场合的应用，改进环氧树脂的导热性能和冲击强度是技术关键。国内外学者大多采用在环氧树脂中填充单一或复的高导热金属或无机导热填料来制备环氧树脂导热复合材料，该法比较常用，制备成本低且易成型加工。但采用该法所制备的环氧树脂导热复合材料大多力学性能(冲击强度)通常较差，无法满足界面材料及封装材料对其力学性能(冲击强度)的特定要求。
技术实现思路
为了克服现有技术导热性能和冲击强度差的不足，本专利技术提供一种石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料。该方法采用高导热石墨烯微片(GNPs)为导热改性剂，粉末丁腈橡胶(PNBRs)为增韧改性剂，可以在提高环氧树脂导热性能的同时尽可能地维持其冲击强度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料，其组分包括75?94重量份的环氧树脂、I?20重量份的石墨烯微片(GNPs)、5重量份粉末丁腈橡胶(PNBRs)、60?75重量份的甲基六氢苯酐(MeHHPA)和0.05?I重量份γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ-560)。本专利技术还提供一种石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料的制备方法，包括下述步骤:(a)将I?20重量份GNPs放入6?120重量份无水乙醇中浸泡24h，蒸馏水冲洗干净后，放入100°c烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后浸泡在浓度为30被％的MSA(0.4?8重量份)/蒸馏水溶液中，80°C下处理36h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入100°C烘箱中真空干燥24h，待冷却至室温后分散在10?200重量份无水乙醇中，搅拌均匀后倒入0.05?I重量份的KH-560，在70°C下反应6h，室温静置24h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入100°C烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后，制得MSA/KH-560改性GNPs (fGNPs)。(b)将75?94重量份的环氧树脂在60 °C预热，加入5重量份的PNBRs、60?75重量份的MeHHPA和经步骤(a)表面改性的fGNPs，经搅拌(60 °C /0.5h)、超声(100ff/30°C /0.5h)、抽真空(-0.lMPa/60°C /0.5h)脱泡后，浇注到60°C预热的玻璃模具中，按100°C/lh+120°C /2h+150°C /4h工艺固化，再在190°C后处理3h，冷却至室温开模即得石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料。本专利技术的有益结果是:由于采用表面改性的fGNPs导热改性剂和粉末丁腈橡胶增韧剂，使环氧树脂复合材料具有较高的导热性能时仍能尽可能地维持其冲击强度，其导热系数由现有技术的0.201W/mK提高到0.220?0.880W/mK，冲击强度维持在10.8?23.8kJ/m2之间。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。实施例1，将Ig GNPs放入6g无水乙醇中浸泡24h，蒸馏水冲洗干净后，放入10(^烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后浸泡在浓度为30被％的MSA(0.04g)/蒸馏水溶液中，8(ie下处理36h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入KKie烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后分散在1g无水乙醇中，搅拌均匀后倒入0.05g KH-560，在7(ie下反应6h，室温静置24h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入10(^烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后，制得Ig MSA/KH-560改性GNPs (fGNPs)。称取 94g 环氧树脂在 60?预热，加入 5g PNBRs、75g MeHHPA 和 Ig fGNPs，经搅拌(60,c/0.5h)、超声(100ff/30r/0.5h)、抽真空(-0.lMPa/60r/0.5h)脱泡后，浇注到6(ie预热的玻璃模具中，按KKie/lh+120r /2h+150r /4h工艺条件固化，再在19(^后处理3h，冷却至室温开模即得石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料。经测试，所制备的石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料的导热系数为0.220W/mK，冲击强度为23.8kJ/m2。实施例2，将20g GNPs放入120g无水乙醇中浸泡24h，蒸馏水冲洗干净后，放入10(ie烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后浸泡在浓度为30被％的MSA (8g)/蒸馏水溶液中，8(ie下处理36h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入KKie烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后分散在200g无水乙醇中，搅拌均匀后倒入Ig KH-560，在7(^下反应6h，室温静置24h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入10(^烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后，制得20g MSA/KH-560改性GNPs (fGNPs)。称取 75g 环氧树脂在 60?预热，加入 5g PNBRs、60g MeHHPA 和 20g fGNPs，经搅拌(60,c/0.5h)、超声(100ff/30r/0.5h)、抽真空(_0.lMPa/60r/0.5h)脱泡后，浇注到6(ie预热的玻璃模具中，按KKie/lh+120r /2h+150r /4h工艺条件固化，再在19(^后处理3h，冷却至室温开模即得石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料。经测试，所制备的石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料的导热系数为0.880W/mK，冲击强度为10.8kJ/m2。实施例3，将5g GNPs放入30g无水乙醇中浸泡24h，蒸馏水冲洗干净后，放入10(^烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后浸泡在浓度为30wt%的MSA(2g)/蒸馏水溶液中，8(ie下处理36h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入KKie烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后分散在50g无水乙醇中，搅拌均匀后倒入0.25g KH-560,在7(ie下反应6h，室温静置24h，再经蒸馏水冲洗干净后，放入10(^烘箱中真空干燥24h，冷却至室温后，制得5g MSA/KH-560改性GNPs (fGNPs)。称取 90g 环氧树脂在 60?预热，加入 5g PNBRs、72g MeHHPA 和 5g fGNPs，经搅拌(60,c/0.5h)、超声(100ff/30r/0.5h)、抽真空(_0.lMPa/60r/0.5h)脱泡后，浇注到6(ie预热的玻璃模具中，按10(ye/lh+120r /2h+150r /4h工艺条件固化，再在19(^后处理3h，冷却至室温开模即得石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料。经测试，所制备的石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料的导热系数为0.322W/mK，冲击强度为15.2kJ/m2。实施例4，将15g GNPs放入90g无水乙醇中浸泡24h，蒸馏水冲洗干净后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯微片/粉末丁腈橡胶/环氧树脂导热复合材料，其特征在于：组分包括75～94重量份的环氧树脂、1～20重量份的石墨烯微片、5重量份粉末丁腈橡胶、60～75重量份的甲基六氢苯酐和0.05～1重量份γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾军渭，杨旭彤，张秋禹，耿旺昌，徐爽，田力冬，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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