一种高导热弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导热弹性体及其制备方法，属于高分子材料技术领域。其中，高导热弹性体包括以下原料：基体弹性树脂、超支化液晶聚合物、改性导热填料、抗氧化剂和润滑剂。所述超支化液晶聚合物为液晶硅氧烷单体、氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水反应形成。本发明专利技术在基体弹性树脂中引入了超支化液晶聚合物和改性导热填料，利用超支化液晶聚合物的超支化结构特性，以及含有的氨基，使得改性导热填料均匀分散，且锚固在超支化液晶聚合物的“枝亚”空腔中，形成类似于以改性导热填料为导热件，以超支化聚合物为导热线的高导热网络，赋予了弹性体的高导热性，且上述高导热网络由于“锚固”作用，结构稳定，使得弹性体的高导热性耐久。使得弹性体的高导热性耐久。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体地，涉及一种高导热弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]高分子基复合材料由于其质轻、易加工成型、耐磨损且制备简单、易于工业化等优点而得到广泛应用。然而，绝大多数高分子材料热导率极低，该点限制了高分子材料在电子领域的应用。
[0003]在聚合物中填充高导热性的填料是制备高导热材料的常用途径。填充型高分子复合材料导热性能的提高主要依赖于导热填料热导率的高低、导热填料在基体中的分布以及与基体的相互作用。当导热填料用量较小时，导热填料粒子彼此间不能形成相互接触和相互作用，复合材料的导热性改善不明显；只有当导热填料用量提高到某一临界值时，导热填料粒子间形成接触和相互作用，才能在体系内形成类似网状或链状的导热网络；当导热网络的取向与热流方向一致时，材料导热性能快速提高。因此在树脂中添加大量高导热率的填料成为制备导热复合材料的主要方法，但是随着高导热填料添加量的增大，其在树脂中很难分散均匀，并且会在加工的过程中形成团聚，这样会严重影响导热网络的形成。所以，导热填料在树脂中的分散均匀性问题已经成为制约高导热复合材料制备的瓶颈。
[0004]因此，本专利技术提供了一种导热填料分布均匀且形成稳定的导热网络的高导热弹性体及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高导热弹性体及其制备方法，以解决
技术介绍
中提高的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种高导热弹性体，包括以下重量份原料：基体弹性树脂55
‑
105份、超支化液晶聚合物3
‑
13份、改性导热填料15
‑
45份、抗氧化剂0.5
‑
1.5份、润滑剂1
‑
5份。
[0008]该种高导热弹性体，通过以下步骤制成：
[0009]步骤一、将超支化液晶聚合物和改性导热填料加入混合机中，并在50
‑
70℃下搅拌均匀，然后转移至真空捏合机中，经捏合，出料，得第一混料；
[0010]步骤二、将基体弹性树脂、抗氧化剂和润滑剂加入混合机中，并在40
‑
60℃下搅拌均匀，然后加入第一混料，继续保温搅拌15
‑
20min，得预混料，然后将预混料转移至单螺杆或者双螺杆挤出机中，再经挤出、造粒，得一种高导热弹性体，其中，造粒工艺：挤出机机筒一区温度为150
‑
165℃，二区温度为165
‑
175℃，三区温度为180
‑
195℃，四区温度为195
‑
205℃，五区温度为205
‑
220℃，挤出机螺杆转速为15
‑
30r/min。
[0011]在步骤一反应中，利用了超支化液晶聚合物的超支化特性，其末端含有的硅氧烷链发挥了润湿作用，对改性导热填料具有优异的润湿作用，促进改性导热填料进入超支化液晶聚合物的“枝亚”空腔中，形成具有改性导热填料均匀分布的超支化网状结构；其次，该
超支化液晶聚合物中含有氨基，与改性导热填料表面接枝的环氧基发生反应，即改性导热填料在超支化液晶聚合物的“枝亚”空腔中被锚定，促进前述超支化网状结构的稳定性；最为重要的是，该超支化液晶聚合物自身具有导热的液晶单元，再辅助以“枝亚”空腔中的改性导热填料，形成类似于以改性导热填料为导热件，以超支化聚合物为导热线的导热网络，该导热网络具有优异的导热性能。而且，步骤一反应中获得的导热网络是以超支化液晶聚合物为基，其超支化结构使得分子链不易缠绕，易于加工，且末端含有的硅氧烷链，赋予了其与基体弹性树脂之间具有良好的相容性，促进其在弹性体体系中分散，进而在弹性体体系中形成高导热网络结构，赋予了弹性体的高导热以及高导热的耐久性，且由于超支化液晶聚合物可以作为聚硅烷液晶增韧剂，因此，改性导热填料的引入不会引起弹性体弹性性能的降低，使得弹性体的导热性和弹性性能兼顾。
[0012]进一步地，所述基体弹性树脂为苯乙烯类弹性树脂、聚烯烃弹性树脂中的一种或几种任意比的混合。
[0013]进一步地，所述润滑剂为自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌中的一种或几种任意比的混合。
[0014]进一步地，所述超支化液晶聚合物通过以下步骤制成：
[0015]在氮气氛围下，将液晶硅氧烷单体加入含有去离子水的乙醇溶液，室温下搅拌30min后，在50℃下，水解反应3h，降至室温，逐滴加入含有氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水的无水乙醇混合溶液，滴加速度为3
‑
5滴/秒，滴加完全后，并在55℃下继续搅拌反应6h，旋干，水洗、干燥，得超支化液晶聚合物，其中，硅氧烷单体、去离子水、乙醇、含有氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水的无水乙醇混合溶液的用量比为3.5
‑
5g:1.8
‑
2g:45
‑
60mL:40g，40g含有氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水的无水乙醇混合溶液由2.2
‑
2.5g氨丙基三乙氧基硅、1.8
‑
2g去离子水和余量的无水乙醇组成。
[0016]在上述反应中，首先利用了液晶硅氧烷单体中的甲氧基硅基的水解，形成具有超支化结构的聚硅氧烷，其中的机理可解释为一个液晶硅氧烷单体分子(A分子)中的一个甲氧基硅水解形成硅醇键，与另一个液晶硅氧烷单体分子(B分子)中水解形成的一个硅醇键进行反应，得A
‑
B分子，因A分子中还存在两个甲氧基硅基水解形成两个硅醇键，仍可与其他的液晶硅氧烷单体分子进行连接，则该超支化结构的聚硅氧烷的结构式模拟图如下所示：其中，A、B、C1、D、E为液晶硅氧烷单体的分子，该超支化结构的聚硅氧烷的末端含有活性的硅醇键，然后再向水解体系中加入氨丙基三乙氧基硅烷，同样的氨丙基三乙氧基硅烷中的乙氧基硅也会水解形成高活性的硅醇键，其与超支化结构的聚硅氧烷的末端的硅醇键发生键连，进而在超支化结构的聚硅氧烷中引入氨基，得超支化液晶聚合物，可知该超支化液晶聚合物的末端仍具有未反应的甲氧基硅烷链或乙氧
基硅烷，且因液晶硅氧烷单体中含有高导热的液晶单元，该超支化液晶聚合物具有高的导热性能，因此，上述获得的超支化液晶聚合物不但具有聚硅氧物的弹性，还具有良好的导热性。
[0017]进一步地，所述液晶硅氧烷单体通过以下步骤制成：
[0018]在氮气保护下，将二苯基乙炔衍生物和二氯甲烷混合均匀后，然后滴加3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，滴加速度为2
‑
4滴/秒，滴加完全后，升温至45
‑
50℃，搅拌反应8
‑
12h，得液晶硅氧烷单体，其中，二苯基乙炔衍生物、二氯甲烷、3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷的用量比为18g:80
‑
100mL:23
‑
24g。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热弹性体，其特征在于：包括以下重量份原料：基体弹性树脂55
‑
105份、超支化液晶聚合物3
‑
13份、改性导热填料15
‑
45份、抗氧化剂0.5
‑
1.5份、润滑剂1
‑
5份；所述超支化液晶聚合物包括以下步骤制成：在氮气氛围下，将液晶硅氧烷单体加入含有去离子水的乙醇溶液，室温下搅拌30min后，在50℃下，水解反应3h，降至室温，逐滴加入含有氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水的无水乙醇混合溶液，滴加完全后，在55℃下继续搅拌反应6h，旋干，水洗、干燥，得超支化液晶聚合物。2.根据权利要求1所述的一种高导热弹性体，其特征在于：所述硅氧烷单体、去离子水、乙醇、含有氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水的无水乙醇混合溶液的用量比为3.5
‑
5g:1.8
‑
2g:45
‑
60mL:40g。3.根据权利要求2所述的一种高导热弹性体，其特征在于：所述40g含有氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水的无水乙醇混合溶液由2.2
‑
2.5g氨丙基三乙氧基硅、1.8
‑
2g去离子水和余量的无水乙醇组成。4.根据权利要求1所述的一种高导热弹性体，其特征在于：所述基体弹性树脂为苯乙烯类弹性树脂、聚烯烃弹性树脂中的一种或几种任意比的混合。5.根据权利要求1所述的一种高导热弹性体，其特征在于：所述润滑剂为自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌中的一种或几种任意比的混合。6.根据权利要求1所述的一种高导热弹性体，其特征在于：所述液晶硅氧烷单体通过以下步骤制成：在氮气保护下，将二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李同兵，刘悦，钟荣栋，
申请(专利权)人：广东安拓普聚合物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：