热传导材料的制作方法、热传导材料及导热支架技术

本申请提供一种热传导材料的制作方法、热传导材料及导热支架，所述制作方法包括：将无机导热填料置于超临界状态的介质中；采用偶联剂对无机导热填料进行浸润，所述偶联剂包括亲水基团和疏水基团；使所述介质恢复气态，形成活化导热填料；将活化导热填料与有机树脂材料混合并挤出造粒，获得热传导材料。在超临界介质环境中，通过偶联剂对无机导热填料进行偶联，以提高与有机树脂材料相容性，进而提高热传导材料的导热性，同时保证热传导材料具有良好的机械性能。好的机械性能。好的机械性能。

【技术实现步骤摘要】
热传导材料的制作方法、热传导材料及导热支架


[0001]本申请涉及材料领域，尤其涉及一种热传导材料的制作方法、热传导材料及导热支架。

技术介绍

[0002]在电动工具领域，支架主要起机械支撑的作用，因而对机械强度有一定要求。另一方面，由于电动工具的电机、控制板、电芯等结构同时还有散热需求，温升过高容易导致电动工具正常工作甚至元件损坏。此外，某些支架还存在电绝缘的要求。现有的支架的材料为PA6(尼龙6)，机械强度与电绝缘性能都能满足基本需求，但导热系数较低(约0.3W.mK)，在电机、控制板、电芯的功耗逐渐增大的趋势下，越发不能满足导热需求。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种热传导材料的制作方法、热传导材料及导热支架，该热传导材料具有良好的导热性能、机械性能及绝缘性能。
[0004]具体而言，本申请提供一种热传导材料的制作方法，所述制作方法包括：将无机导热填料置于超临界状态的介质中；采用偶联剂对无机导热填料进行浸润，所述偶联剂包括亲水基团和疏水基团；使所述介质恢复气态，形成活化导热填料；将活化导热填料与有机树脂材料混合并挤出造粒，获得热传导材料。
[0005]进一步的，所述有机树脂材料包括PA6材料。
[0006]进一步的，所述介质为CO2，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种，所述无机导热填料为氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化铝中的至少一种。
[0007]进一步的，所述活化导热填料的接触角不小于130
°
，所述活化导热填料的活化指数不小于90％。
[0008]本申请还提供一种热传导材料的制作方法，所述制作方法包括：将CO2充入装有无机导热填料的反应釜中；调节反应釜中的温度和气压，使CO2处于超临界状态；开启搅拌并将偶联剂以喷淋方式加入反应釜；停止搅拌，调节反应釜中气压和/或温度，使处于超临界状态的CO2恢复气态，获得呈粉末状的活化导热填料；将活化导热填料与有机树脂材料混合并挤出造粒，获得热传导材料。
[0009]另一方面，本申请还提供一种热传导材料，通过根据如前所述的制作方法制作。
[0010]进一步的，所述无机导热填料与热传导材料的质量比值为40％～60％，所述热传导材料的导热系数为0.7～1.5W.mK。
[0011]进一步的，所述热传导材料的拉伸强度为54～64MPa，弯曲强度为78～89MPa，缺口冲击强度为3.0～5.6kJ/m2。
[0012]又一方面，本申请还提供一种导热支架，所述导热支架如前所述的热传导材料注塑成型。
[0013]进一步的，在注塑成型工艺中，通过超声波发生器对所述无机导热填料进行超声
空化。
[0014]在超临界介质环境中，通过偶联剂对无机导热填料进行偶联，以提高与有机树脂材料相容性，进而提高热传导材料的导热性，同时保证热传导材料具有良好的机械性能。
附图说明
[0015]图1是热传导材料的导热系数与活化导热填料添加量的变化曲线图。
[0016]图2是热传导材料的机械性能与活化导热填料添加量的变化曲线图。
具体实施方式
[0017]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。
[0018]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0019]本申请提供一种热传导材料的制作方法，其包括：
[0020]步骤S11：将无机导热填料置于超临界状态的介质中；
[0021]步骤S12：采用偶联剂对无机热传导材料进行浸润；
[0022]步骤S13：使所述介质恢复气态，形成活化导热填料；
[0023]步骤S14：将活化导热填料与有机树脂材料混合并挤出造粒，获得热传导材料；
[0024]其中，所述偶联剂包括亲水基团和疏水基团，根据相似相溶原理，亲水基团与具有极性的有机树脂材料容易结合，疏水基团容易与不具备极性的无机导热填料结合，即偶联剂作为桥接，从而提高活化导热填料与有机树脂材料的结合力。
[0025]依靠活化导热填料的高热传导性，可提高最终获得的热传导材料的导热性能。具体来说，活化导热填料在有机树脂基体中分布越均匀，越容易形成热传导的通路，使得热传导材料的导热性能越好；偶联剂对导热填料的浸润越充分，导热填料在基体树脂中越不容易富集、团聚，分散越均匀，则导热性能获得进一步提升。另一方面，高分子材料中，加入的无机成分越多对其机械性能越不利；当加入的无机成分一定时，分布越均匀、团聚越少，对机械性能的不利影响越小。
[0026]可选的，在所述步骤S11中，所述无机导热填料为氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化铝(Al2O3)中的至少一种。所述介质为CO2(二氧化碳)，CO2在温度为31.26℃、压力为7.39MPa时处于超临界状态。例如，可以首先将无机导热填料置于CO2中，并调节温度和压力使得CO2处于超临界状态(SC
‑
CO2)。处于超临界流体状态的CO2具有接近液体的溶解能力及接近气体的扩散性，从而提升偶联的效果。
[0027]在所述步骤S12中，偶联剂可采用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种，用于活化导热填料和有机树脂材料的偶联。
[0028]在所述步骤S13中，使所述介质恢复气态可通过调节压力和/或温度来实现。
[0029]在所述步骤S14中，将活化导热填料与有机树脂材料混合，并通过双螺杆(或单螺杆)挤出造粒，形成热传导材料。
[0030]图1显示了采用传统偶联法及超临界CO2偶联法的导热系数与无机导热填料添加量的变化曲线图，其中，无机导热填料的添加量为导热材料质量与热传导材料的质量之比。由图1可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热传导材料的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：将无机导热填料置于超临界状态的介质中；采用偶联剂对无机导热填料进行浸润，所述偶联剂包括亲水基团和疏水基团；使所述介质恢复气态，形成活化导热填料；将活化导热填料与有机树脂材料混合并挤出造粒，获得热传导材料。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述有机树脂材料包括PA6材料。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述介质为CO2，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种，所述无机导热填料为氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化铝中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述活化导热填料的接触角不小于130
°
，所述活化导热填料的活化指数不小于90％。5.一种热传导材料的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：将CO2充入装有无机导热填料的反应釜中；调节反应釜中的温度和气压，使CO2处于超临界状...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClC零八L七七零二，
申请(专利权)人：可为科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：