一种吸/导热材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种吸/导热材料及其制备方法，采用在蜂窝中填充吸/导热组分结构形式，所述的吸/导热组分包括粘接剂、导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维，所述的相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8。本发明专利技术通过采用防渗剂解决了相变材料添加后渗漏的问题，得到吸热导热功能一体化的热防护材料。

【技术实现步骤摘要】
一种吸/导热材料及其制备方法
本专利技术涉及一种吸/导热材料及其制备方法，属于功能复合材料

技术介绍
航空航天领域有大量的设备件，工作时会发出大量的热量，导致设备无法正常工作，虽然有些设备已经采取了绝热棉毡、气凝胶等热防护措施，但是，还会有部分热量会导入设备内部，导致设备无法正常工作，因此，还必须采取一定的热防护措施。热防护措施一般会采用吸热材料、导热材料等，吸热材料常采用相变材料来实现，相变材料一般要进行封装或是采用胶囊形式；导热采用一般是采用蜂窝或通过添加具有导热功能的填料、纤维等来实现。目前，在蜂窝中填充导热材料来实现热防热是航空航天领域常用的手段，蜂窝可以根据要求切割成所需的形状，用在需要热防护的设备处。但随着工作环境温度的提高，采用填充导热材料的蜂窝热防护效果逐渐不能满足使用需要。在导热材料中添加相变材料来进一步提高热防护效果是一条解决思路，但是，由于在进行热防护中要对材料进行切割，会破环微胶囊结构或封装结构，造成添加的相变材料渗漏，如何解决相变材料渗漏是急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种能有效防止相变材料渗漏、吸热导热功能一体化的吸/导热材料及其制备方法。本专利技术的技术解决方案：一种吸/导热材料，采用在蜂窝中填充吸/导热组分结构形式，所述的吸/导热组分包括粘接剂、导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维，所述的相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8。所述的防渗剂为微珠或气相二氧化硅中的一种或任意几种的混合。所述的微珠为硅酸铝空心微珠、硼酸盐空心微珠、玻璃空心微珠、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠、碳空心微珠、陶瓷空心微珠、氧化锆空心微珠、飞灰漂珠、聚苯乙烯空心微珠、脲醛空心微珠或酚醛空心微珠中的一种或任意几种的混合。所述的相变材料与防渗剂的质量比不超过100：80。所述的吸/导热组分质量配比如下：所述的粘接剂采用耐温等级为300℃或以上、可室温固化的硅橡胶胶粘剂。所述的蜂窝结构材质为金属蜂窝结构。本专利技术还可包括适量用于导热填料改性的改性剂。一种吸/导热材料的制备方法，通过以下步骤实现：吸/导热组分配制，所述的吸/导热组分包括粘接剂、导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维，所述的相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8，将导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维加入到粘接剂中，混合均匀得到吸/导热组分；将吸/导热组分填充到蜂窝中，固化成型得到吸/导热材料。制备方法还包括在吸/导热组分配制前，对导热填料的改性，将导热填料与适量稀释剂、改性剂混合均匀，完成导热填料的表面改性。所述吸/导热组分填充到蜂窝前，在蜂窝结构表面均匀涂抹一层粘接剂。所述固化后进行后处理，后处理温度不高于T,T取60℃和相变材料熔点的较低值。本专利技术与现有技术相比的有益效果：(1)本专利技术通过采用防渗剂解决了相变材料添加后渗漏的问题，得到吸热导热功能一体化的热防护材料；(2)本专利技术利用相变材料在相转变过程中吸热，进行热能的存贮和消耗，从而进行温度调控，同时蜂窝、导热填料能够将设备多余的部分热量快速导出，从而降低设备本身的温度，使设备件正常工作，能够有效解决设备的热防护问题，具有优良的吸热性能和导热性能；(3)本专利技术利用短切纤维和蜂窝结构增强，材料力学性能好，具有强度高，形变小等特点，满足绝大多数对于隔热材料力学性能的要求；(4)本专利技术制备工艺方法简单、操作简便、随形性好、实用性强等优点，可以满足航空、航天、精密仪器、仪表、设备件、民用工业等方面具有较大的应用前景。附图说明图1为本专利技术流程图。具体实施方式本专利技术提供一种吸/导热材料，采用在蜂窝中填充吸/导热组分结构形式，所述的吸/导热组分包括粘接剂、导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维，所述的相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8。本专利技术采用蜂窝结构、导热填料、防渗剂、相变材料、短切纤维和耐高温硅橡胶粘接剂复合而成，其中蜂窝结构起到导热及增强的作用；导热填料起到迅速导热从而将大量的热量导出的作用；防渗剂起到抑制相变材料渗漏的作用；相变材料起到遇热发生相变从而吸收热量的作用；短切纤维由各种短切纤维或其混合物制成，提供增强及防止收缩的作用；粘接剂提供耐高温和粘接作用。本专利技术通过添加防渗剂，在相变材料吸热从固态变为液态时，防渗剂能有效吸附液态的相变材料，防止其渗漏。防渗剂为微珠或气相二氧化硅中的一种或任意几种的混合。微珠可以选择硅酸铝空心微珠、硼酸盐空心微珠、玻璃空心微珠、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠、碳空心微珠、陶瓷空心微珠、氧化锆空心微珠、飞灰漂珠、聚苯乙烯空心微珠、脲醛空心微珠或酚醛空心微珠中的一种或任意几种的混合。微珠种类不以此为限，只要是能吸附液态的相变材料，并能满足吸/导热材料使用温度要求的微珠均可。防渗剂添加量与相变材料添加量相关，若其添加量过大，会影响吸/导热材料的吸热性能，使其吸收的热量变小；若其添加量过小，可能会无法有效吸附相变材料，造成相变材料渗漏；相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8，能够有效吸附相变材料，保证相变材料不渗漏。一般情况下，相变材料与防渗剂的质量比不超过100：80，避免对吸/导热材料的吸热性能影响太大。在优选100：8～100：80范围内变化时，其他条件不变，对吸/导热材料的吸热性能影响较小，工程中可忽略不计。导热填料、相变材料和短切纤维的添加量，根据吸/导热材料所需设计要求来确定，同时保证其添加在粘接剂中混合均匀的工艺性。相同条件下，只改变导热填料或相变材料的添加量，导热性能或吸热性能随导热填料或相变材料的添加量增加而提高。优选质量配比如下：本专利技术粘接剂种类不限，只要满足吸/导热材料使用的耐温等级。优选采用耐温等级为300℃或以上、可室温固化的硅橡胶胶粘剂，硅橡胶胶粘剂为可硫化硅橡胶胶粘剂，硅橡胶胶粘剂为单组份硅橡胶胶粘剂或双组分硅橡胶胶粘剂，优选双组分硅橡胶胶粘剂。本专利技术蜂窝结构材质为金属蜂窝结构，如采用常用的铜蜂窝、铝蜂窝或其组合而成。本专利技术导热填料种类不限，可从常用的铝粉、铜粉、石墨粉、炭黑、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨等中选择一种或几种混合；具体种类根据吸/导热材料所需设计要求。本专利技术相变材料种类不限，可从常用的木糖醇、赤藻糖醇、熔点为60～90℃的烷烃型石蜡、分子量为500～5000的聚乙烯、分子量为800～20000的聚乙二醇、碳原子数为18至50的高级脂肪醇等中选择一种或几种混合组成的组；具体种类根据吸/导热材料所需设计要求。本专利技术短切纤维种类不限，可从常用的玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维、玄武岩棉纤维等选择一种或任意几种的混合，优选直径为1～15μm，长度为1～10mm，也可采用其他种类的纤维，只要能起到提供耐高温及增强作用即可。本专利技术还可包括适量的稀释剂，用于调节粘接剂的粘度，使添加物更容易在粘接剂中分散均匀。所述的稀释剂为有机溶剂，可从常用的汽油、环己烷、戊烷或庚烷等中任选一种或者两种以上的组合。具体添加量的确定为本领域公知技术，本领域技术人员根据具体工艺情况进行选择。本专利技术的还可包括适量的改性剂，用于导热填料的改性，使其能更好的分散在粘接剂中。所述的改性剂种类不限，可从常用的硅烷类、钛酸酯类或铝酸酯类等中选择一种或者两种以上的组合。具体添加量的确定为本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸/导热材料，其特征在于：采用在蜂窝中填充吸/导热组分结构形式，所述的吸/导热组分包括粘接剂、导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维，所述的相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8。

【技术特征摘要】
1.一种吸/导热材料，其特征在于：采用在蜂窝中填充吸/导热组分结构形式，所述的吸/导热组分包括粘接剂、导热填料、相变材料、防渗剂和短切纤维，所述的相变材料与防渗剂的质量比不低于100：8。2.根据权利要求1所述的一种吸/导热材料，其特征在于：所述的相变材料与防渗剂的质量比不超过100：80。3.根据权利要求1所述的一种吸/导热材料，其特征在于：所述的防渗剂为微珠或气相二氧化硅中的一种或任意几种的混合。4.根据权利要求1和2所述的一种吸/导热材料，其特征在于：所述的吸/导热组分质量配比如下：5.根据权利要求1所述的一种吸/导热材料，其特征在于：所述的微珠为硅酸铝空心微珠、硼酸盐空心微珠、玻璃空心微珠、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠、碳空心微珠、陶瓷空心微珠、氧化锆空心微珠、飞灰漂珠、聚苯乙烯空心微珠、脲醛空心微珠或酚醛空心微珠中的一种或任意几种的混合；所述的粘接剂采用可室温固化的硅橡胶胶粘剂；所述的蜂窝结构材质为金属蜂窝结构。6.一种吸/导热材...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小玲，冯鹏，韩军，杨洁颖，金兆国，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11