一种橡胶基石墨烯导热材料制造技术

本发明专利技术属于导热材料技术领域，具体涉及一种橡胶基石墨烯导热材料。本发明专利技术公开了一种橡胶基石墨烯导热材料，按重量份计，其制备原料包括：橡胶生胶30‑34份、交联剂0.3‑1份、金属氧化物13‑18份、陶瓷填料20‑25份、石墨烯25‑30份；其中，所述橡胶生胶包括天然橡胶生胶、异戊橡胶生胶、丁苯橡胶生胶、顺丁橡胶生胶、氟橡胶生胶、硅橡胶生胶、氯丁橡胶生胶、三元乙丙橡胶生胶、改性三元乙丙橡胶生胶中的至少一种。

A kind of rubber cornerstone graphene heat conducting material

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶基石墨烯导热材料
本专利技术属于导热材料
，具体涉及一种橡胶基石墨烯导热材料。
技术介绍
随着电子科技的发展对材料发展提出的新要求，导热橡胶材料的研究的价值也变得越来越凸显出来。由于在大量的电子器件中需要使用橡胶垫片，而大部分电子材料在使用时会产生振动并释放热量，如果不能及时的将热量排除，将严重影响电子元器件的使用寿命，而传统的金属和无机材料虽然具有良好的导热性能，却表现出很差的弹性，不能充当此类材料使用。此时，导热橡胶材料发挥了高弹性、高导热的优势。橡胶复合材料的热传导性能是由于无定型材料中声子转移造成，无规网络的形成有利于声子转移和提高材料热传导，热传导率高，传热能力强时，其寿命会延长，因此提高橡胶材料的热传导率不仅使橡胶行业的维修更换成本降低，同时也能拓宽橡胶的应用领域。而石墨烯作为新一代橡胶填充材料，由于其优异的性能从所有填料里脱颖而出，其足够大的表面积，大约5000w/m·k的热传导率，较大的纵横比，可以在聚合物中形成渗透网络，从而形成热传导链，进而提高橡胶的热传导性，已成为高性能橡胶复合材料的理想填料。但是对于石墨烯类片层状的填料的导热性能其平面内(径向)热导率与垂直平面方向(轴向)热导率相差悬殊，如果能实现片层状填料在基体中的沿轴向排布则可以使此类填料的高导热特性得到更充分发挥，从而达到显著提升复合材料导热性能的目的。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种橡胶基导热材料，按重量份计，其制备原料包括：橡胶生胶30-34份、交联剂0.3-1份、金属氧化物13-18份、陶瓷填料20-25份、石墨烯25-30份；其中，所述橡胶生胶包括天然橡胶生胶、异戊橡胶生胶、丁苯橡胶生胶、顺丁橡胶生胶、氟橡胶生胶、硅橡胶生胶、氯丁橡胶生胶、三元乙丙橡胶生胶、改性三元乙丙橡胶生胶中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述金属氧化物选自氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铅、四氧化三铅中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述氧化锌为球形结构粉体。作为一种优选的技术方案，所述氧化锌的平均粒径为100-800nm。作为一种优选的技术方案，所述氧化锌由平均粒径为100nm的氧化锌和平均粒径为600nm的氧化锌组成。作为一种优选的技术方案，所述陶瓷填料为氮化铝和氮化硼的混合物。作为一种优选的技术方案，所述氮化铝和氮化硼的重量比为(2-5)：1。作为一种优选的技术方案，所述氮化硼为氮化硼纳米片。本专利技术的第二方面提供了所述的橡胶基导热材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将金属氧化物、陶瓷材料、石墨烯依次加入到100-300重量份异丙醇中，70-90摄氏度下反应1-3小时，过滤；S2：将步骤S1得到的混合物、橡胶生胶、交联剂在温度为30-40℃、辊间距为1mm条件下混炼；S3：利用双辊开炼机对步骤S2中得到的混合物反复挤压，挤压为厚度小于0.5mm的薄片，将1-10片所述薄片叠层后压成块体；S4：将块体沿垂直方向切片；将切取的片材加热到150-180摄氏度，2-6MPa压力下，反应5-30min，即得。本专利技术的第三方面提供了所述的橡胶基石墨烯导热材料的应用，所述导热材料用于电子产品领域的散热。有益效果：本专利技术的导热材料能够很好地填充在热界面的空隙，减小界面热阻，提高电子元器件的散热效率；可以广泛应用于电子产品的热源与散热器之间的热量传导，提高电子产品的散热性能。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种橡胶基石墨烯导热材料，按重量份计，其制备原料包括：橡胶生胶30-34份、交联剂0.3-1份、金属氧化物13-18份、陶瓷填料20-25份、石墨烯25-30份；作为一种优选的实施方式，所述橡胶基石墨烯导热材料，按重量份计，其制备原料包括：橡胶生胶32份、交联剂0.6份、金属氧化物15.8份、陶瓷填料22.8份、石墨烯26.8份；作为一种优选的实施方式，所述橡胶基石墨烯导热材料，按重量份计，还包括硅烷偶联剂0.2-0.5份；优选的实施方式，所述橡胶基石墨烯导热材料，按重量份计，还包括硅烷偶联剂0.3份。橡胶生胶作为一种优选的实施方式，所述橡胶生胶包括天然橡胶生胶、异戊橡胶生胶、丁苯橡胶生胶、顺丁橡胶生胶、氟橡胶生胶、硅橡胶生胶、氯丁橡胶生胶、三元乙丙橡胶生胶、改性三元乙丙橡胶生胶中的至少一种。作为一种优选的实施方式，所述橡胶生胶包括三元乙丙橡胶生胶。本申请中，所述三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和第三单体非共轭二烯烃共聚制备的三元共聚物，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于多重领域，尤其是在电子材料的橡胶垫片上，但其导热性能较差(热导率仅0.24w/m.k)极大的限制了其应用。作为一种优选的实施方式，所述三元乙丙橡胶生胶的门尼粘度为43-48。所述门尼粘度的测试参考标准ASTMD-1646，温度为125摄氏度。优选地，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为44，型号为Vistalon，购买于埃克森。交联剂作为一种优选的实施方式，所述交联剂选自硫磺、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。优选的实施方式，所述交联剂为过氧化苯甲酰。金属氧化物作为一种优选的实施方式，所述金属氧化物选自氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铅、四氧化三铅中的至少一种。本申请中，所述金属氧化物能够作为补强橡胶的固化剂，提高橡胶的硬度，还能作为粘合剂，另外，还能提高橡胶的导热能力。作为一种优选的实施方式，所述金属氧化物为氧化锌。作为一种优选的实施方式，所述氧化锌为球形结构粉体。作为一种优选的实施方式，所述氧化锌的平均粒径为100-800nm；优选的，所述氧化锌由平均粒径为100nm的氧化锌和平均粒径为600nm的氧化锌组成。优选的，所述平均粒径为100nm的氧化锌和平均粒径为600nm的氧化锌的重量比为(0.9-1.4):1。优选的，所述平均粒径为100nm的氧化锌和平均粒径为600nm的氧化锌的重量比为1.2:1。陶瓷填料作为一种优选的实施方式，所述陶瓷填料包括氮化铝、氮化硅、氮化硼、碳化硅中的至少一种。优选的，所述陶瓷填料为氮化铝和氮化硼的混合物。优选的，所述氮化铝和氮化硼的重量比为(2-5)：1。优选的，所述氮化铝和氮化硼的重量比为3：1。本申请中，所述氮化铝为球形结构粉体。作为一种优选的实施方式，所述氮化铝的平均粒径为1-10微米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶基石墨烯导热材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：橡胶生胶30-34份、交联剂0.3-1份、金属氧化物13-18份、陶瓷填料20-25份、石墨烯25-30份；其中，所述橡胶生胶包括天然橡胶生胶、异戊橡胶生胶、丁苯橡胶生胶、顺丁橡胶生胶、氟橡胶生胶、硅橡胶生胶、氯丁橡胶生胶、三元乙丙橡胶生胶、改性三元乙丙橡胶生胶中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶基石墨烯导热材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：橡胶生胶30-34份、交联剂0.3-1份、金属氧化物13-18份、陶瓷填料20-25份、石墨烯25-30份；其中，所述橡胶生胶包括天然橡胶生胶、异戊橡胶生胶、丁苯橡胶生胶、顺丁橡胶生胶、氟橡胶生胶、硅橡胶生胶、氯丁橡胶生胶、三元乙丙橡胶生胶、改性三元乙丙橡胶生胶中的至少一种。


2.如权利要求1所述的导热材料，其特征在于，所述金属氧化物选自氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铅、四氧化三铅中的至少一种。


3.如权利要求2所述的导热材料，其特征在于，所述氧化锌为球形结构粉体。


4.如权利要求2或3所述的导热材料，其特征在于，所述氧化锌的平均粒径为100-800nm。


5.如权利要求4所述的导热材料，其特征在于，所述氧化锌由平均粒径为100nm的氧化锌和平均粒径为600nm的氧化锌组成。


6.如权利要求1所述的导热材料，其特征在于，所述陶瓷填料为氮化铝和...

【专利技术属性】
技术研发人员：范勇，程亚东，钟平，
申请(专利权)人：上海阿莱德实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31