一种绝缘导热橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种绝缘导热橡胶复合材料，由如下重量份的各成分制备而成：端氨基超支化聚硅氧烷HPSi

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘导热橡胶复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种绝缘导热橡胶复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着微电子集成与组装技术的飞速发展，电子产品的电路设计越来越复杂，呈密集化、小型化趋势。电子元器件和逻辑电路的体积成千万倍地缩小，而工作频率急剧增加，此时电子设备所产生的热量迅速积累和增加，工作环境温度也向高温方向迅速变化，这些热量若不能及时排出，积聚到一定程度势必会对电子电器的元器件及设备本身造成损害。因此，研制高导热材料势在必行。
[0003]电子元器件用导热材料还要求具有良好的绝缘性。目前，市面上的绝缘导热材料琳琅满目，其中较为常见的一种为绝缘导热材料为绝缘导热橡胶复合材料，这类材料是在橡胶基体材料中填充导热填料制成。橡胶本身具有绝缘性，但是导热填充材料通常会影响其绝缘性能。如金属粉、石墨、碳纤维、碳纳米管、碳纤维等非绝缘型的填料，能够提高橡胶材料的导热性，但也会导致橡胶材料的绝缘性明显降低，甚至转变成为导电材料。现有的绝缘导热橡胶复合材料或多或少存在导热性、物理性能和绝缘性不能同时兼顾，机械力学性不佳，耐候性、耐紫外线性能不好，寿命不长，易破损，制备成本较高，综合性能和性能稳定性有待进一步提高的缺陷。
[0004]申请号为201310372003.3，名称为“一种高导热绝缘导热硅胶垫片及其制备方法”的中国专利申请，其按重量份计的以下原料：球形氧化铝600
‑
1000份，甲基乙烯基硅橡胶5
‑
15份、二甲基硅油30
‑
70份、含氢硅油2
‑
15份、催化剂0.5
‑
1.5份，其虽然具有良好的绝缘性能和导热性能，但是由于该配方比例中使用了较大比例的二甲基硅油，导致硅胶垫片在使用的过程中容易析出，导致硅胶制品出现龟裂、硬化等不良现象。
[0005]因此，开发一种综合性能和性能稳定性佳，绝缘导热效果显著，机械力学性能和耐老化性能好的绝缘导热橡胶复合材料显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种综合性能和性能稳定性佳，绝缘导热效果显著，机械力学性能和耐老化性能好的绝缘导热橡胶复合材料。同时，本专利技术还提供了一种所述绝缘导热橡胶复合材料的制备方法，该制备方法工艺简单易行，原料易得，对设备和反应条件要求不高，制备效率高，耗能少，适合大规模生产。
[0007]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种绝缘导热橡胶复合材料，由如下重量份的各成分制备而成：端氨基超支化聚硅氧烷HPSi
‑
NH
2 20
‑
30份、环氧丁腈橡胶50
‑
70份、氯醇橡胶15
‑
25份、N,N',N
”‑
三
‑
(四
‑
(十六烷基)
‑
三聚氰胺基乙基)
‑
三聚氰胺5
‑
8份、氧化铝纳米管4
‑
7份、硼化硅纳米粉2
‑
4份、碳化硅纤维3
‑
7份、无机填料100
‑
150份、荷负电偶联剂3
‑
5份。
[0008]优选的，所述荷负电偶联剂为三乙氧硅基丙基马来酸、三乙氧基硅基乙酸、N
‑
(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐中的至少一种。
[0009]优选的，所述无机填料为氮化铝、氧化镁、氧化铝、氮化硅中的至少一种。
[0010]优选的，所述无机填料的粒径为400
‑
800目。
[0011]优选的，所述碳化硅纤维的直径为10μm，平均长度为320μm。
[0012]优选的，所述硼化硅纳米粉的粒径为300
‑
600nm。
[0013]优选的，所述氧化铝纳米管是按申请号为201710574181.2的中国专利技术专利实施例1中的方法制成的氧化铝纳米管。
[0014]优选的，所述N,N',N
”‑
三
‑
(四
‑
(十六烷基)
‑
三聚氰胺基乙基)
‑
三聚氰胺是按申请号为200910188561.8的中国专利技术专利实施例4中的方法制成的N,N',N
”‑
三
‑
(四
‑
(十六烷基)
‑
三聚氰胺基乙基)
‑
三聚氰胺。
[0015]优选的，所述氯醇橡胶为T
‑
65氯醇橡胶、C
‑
75氯醇橡胶、H
‑
65氯醇橡胶中的至少一种。
[0016]优选的，所述环氧丁腈橡胶为ETBN 1300X40环氧丁腈橡胶、ETBN1300X68环氧丁腈橡胶中的至少一种。
[0017]优选的，所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi
‑
NH2为按申请号为201910338290.3的中国专利技术专利实施例1的方法制成的端氨基超支化聚硅氧烷HPSi
‑
NH2。
[0018]本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述绝缘导热橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，并迅速置于模具上，于170
‑
190℃温度、25
‑
35MPa压力下模压10
‑
15分钟，制得绝缘导热橡胶复合材料。
[0019]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0020](1)本专利技术提供的绝缘导热橡胶复合材料的制备方法，该制备方法工艺简单易行，原料易得，对设备和反应条件要求不高，制备效率高，耗能少，适合大规模生产。
[0021](2)本专利技术提供的绝缘导热橡胶复合材料，克服了现有的绝缘导热橡胶复合材料或多或少存在导热性、物理性能和绝缘性不能同时兼顾，机械力学性不佳，耐候性、耐紫外线性能不好，寿命不长，易破损，制备成本较高，综合性能和性能稳定性有待进一步提高的缺陷；通过各组分协同作用，使得制成的绝缘导热橡胶复合材料综合性能和性能稳定性佳，绝缘导热效果显著，机械力学性能和耐老化性能好。
[0022](3)本专利技术提供的绝缘导热橡胶复合材料，结合了聚硅氧烷、丁腈橡胶、氯醇橡胶优异的绝缘性能、耐老化性能和综合性能，端氨基超支化聚硅氧烷HPSi
‑
NH2上的端氨基在材料成型阶段易与环氧丁腈橡胶和N,N',N
”‑
三
‑
(四
‑
(十六烷基)
‑
三聚氰胺基乙基)
‑
三聚氰胺上的环氧基发生环氧开环反应，氯醇橡胶上的氯基能与N,N',N
”‑
三
‑
(四
‑
(十六烷基)
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘导热橡胶复合材料，其特征在于，由如下重量份的各成分制备而成：端氨基超支化聚硅氧烷HPSi
‑
NH220
‑
30份、环氧丁腈橡胶50
‑
70份、氯醇橡胶15
‑
25份、N,N',N
”‑
三
‑
(四
‑
(十六烷基)
‑
三聚氰胺基乙基)
‑
三聚氰胺5
‑
8份、氧化铝纳米管4
‑
7份、硼化硅纳米粉2
‑
4份、碳化硅纤维3
‑
7份、无机填料100
‑
150份、荷负电偶联剂3
‑
5份。2.根据权利要求1所述的绝缘导热橡胶复合材料，其特征在于，所述荷负电偶联剂为三乙氧硅基丙基马来酸、三乙氧基硅基乙酸、N
‑
(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的绝缘导热橡胶复合材料，其特征在于，所述无机填料为氮化铝、氧化镁、氧化铝、氮化硅中的至少一种。4.根据权利要求1所述的绝缘导热橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：常明伟，
申请(专利权)人：常明伟，
类型：发明
国别省市：