一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及碳纤维复合结构件成型技术领域，更具体的，涉及一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板及其制备方法。所述碳纤维复合板的层结构从上到下，包括石墨片、铜箔、碳纤维高强度强化纤维，所述石墨片与铜箔之间、铜箔与碳纤维高强度强化纤维之间通过热固导热胶连接。所述热固导热胶的原料以重量份计至少包括增韧剂10

【技术实现步骤摘要】
一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合结构件成型
，尤其涉及I PC B32领域，更具体的，涉及一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着当前时代的智能电子器件朝着集成化、小型化的方向发展，电子设备的散热能力对设备的工作性能具有重大的影响，无法有效快速的散热已成为阻碍智能电子设备发展的一个瓶颈。例如智能手机的不断更新换代，其中的手机芯片的主频越来越高，产生过大的热量不及时散出则会影响用户的使用体验，甚至烧坏内部硬件。如何将电子设备内器件产生的大量热量快速的排出，已经成为该
的一个重要研究课题，传统的解决办法是采用自然散热或液体冷却，随着设备高速发展，已无法满足当前的散热要求，当前通常的解决方法是在电子元器件和散热装置之间引入导热复合材料。
[0003]CN 111114035 A公开了一种碳纤维夹芯复合材料，所述碳纤维夹芯复合材料，包括：上下蒙皮及中间芯材；所述蒙皮的层结构包括：多层碳纤维平纹布
‑
(电磁屏蔽层
‑
多层碳纤维平纹布)n，n≤10；所述芯材为聚酰亚胺气凝胶板。该专利技术通过选择特定的芯材与特定复合组成的蒙皮搭配，在确保结合力的情况下兼具密度小、环境适应性好、电磁屏蔽性能高的优点；此外，还具有室温热导率低、力学性能好、热稳定性优异、阻燃性能较好等优点，但该专利技术所得的复合材料的力学性能稍有不足。在提高碳纤维复合材料的导热、导电性能的基础上，保证复合材料的力学性能和强度是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，所述复合板的层结构从上到下，包括石墨片、铜箔、高强度强化纤维。
[0005]优选的，所述石墨片与铜箔之间、铜箔与碳纤维高强度强化纤维之间通过热固导热胶连接。
[0006]优选的，所述热固导热胶的原料以重量份计至少包括增韧剂10
‑
30份、环氧树脂70
‑
100份、固化剂8
‑
12份、导热粉90
‑
120份。
[0007]优选的，所述环氧树脂包括第一环氧树脂、第二环氧树脂，所述第一环氧树脂与第二环氧树脂的质量比为(2
‑
5)：(4
‑
7)。
[0008]优选的，所述第一环氧树脂与第二环氧树脂的质量比为3:5。
[0009]优选的，所述固化剂为硼胺类络合物、咪唑改性物、改性胺类固化剂中的至少一种。
[0010]优选的，所述固化剂为咪唑改性物。
[0011]优选的，所述固化剂为2
‑
甲基咪唑。
[0012]优选的，所述第一环氧树脂为溴化环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种。
[0013]优选的，所述第一环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
[0014]优选的，所述导热粉为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的至少一种。
[0015]优选的，所述导热粉为氧化铝。
[0016]优选的，所述氧化铝的粒径为5～10μm。
[0017]优选的，所述导热粉为粒径为10μm与粒径为5μm的氧化铝的混合物，其中粒径为10μm与粒径为5μm的氧化铝的质量比为(5～10)：(1～4)。
[0018]优选的，所述粒径为10μm与粒径为5μm的氧化铝的质量比为5:2。
[0019]本申请采用不同粒径的导热粉体搭配，使导热粉末颗粒紧密堆积，降低导热粉体体系的孔隙率，使得热固导热胶层更均匀、致密，具有更好的导热性。尤其是采用粒径为10μm与粒径为5μm的氧化铝的质量比为5:2的导热粉，导热粉体颗粒满足一定的粒径比，能够实现中等粒径的5μm的氧化铝粉末颗粒对大粒径的10μm的氧化铝粉末颗粒的无规则堆产生的空隙进行填充，使得二元体系能更好的实现紧密堆积。当大粒径氧化铝粉末与中等粒径粉末的氧化铝的质量比例过大时，会导致制得的热固导热胶层表面凸起，使石墨片、铜箔、高强度强化纤维之间无法紧密贴合，从而影响终产物高强度纤维复合板的力学性能和导热、导电性能，且粒径过大会导致热固导热胶中的氧化铝发生沉降，使得热固导热胶上下表面产生导热性能差异；同时，若二者比例减小，中等粒径的氧化铝含量过高时，由于导热粉末与环氧树脂间具有极性差异，二者相容性差，氧化铝在环氧树脂基体中发生团聚，分散不均匀，增大体系的黏度，而氧化铝表面的张力难以被环氧树脂润湿，粒子表面存在大量空隙和缺陷，从而降低热固导热胶的导热能力，增大界面的热阻力。保证导热粉末在热固导热胶中形成均匀、致密的填充，使石墨片、铜箔、高强度强化纤维之间形成紧密的贴合，既可以提高整体高强度纤维复合板的导热系数，又可以提高热固导热胶与复合材料间的界面结合强度，从而提高高强度纤维复合板的力学性能。
[0020]优选的，所述增韧剂为聚硫橡胶、液体丁腈橡胶、液体端羧基丁腈橡胶、聚氨酯、低分子聚酰胺中的至少一种。
[0021]优选的，所述增韧剂为聚硫橡胶。
[0022]优选的，所述热固导热胶的厚度为9
‑
12μm，导热系数1.5
‑
4为W/mk。
[0023]优选的，所述热固导热胶的厚度为9μm，导热系数为3W/mk。
[0024]本专利技术第二方面提供了一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板的制备方法，包括以下步骤：
[0025]S1：将高强度强化纤维叠层为所需厚度；
[0026]S2：在铜箔两侧分别涂覆热固导热胶；
[0027]S3：将铜箔裁切成所需尺寸；
[0028]S4：将石墨片裁切成所需的尺寸；
[0029]S5：依次将石墨片与铜箔铺在高强度强化纤维上；
[0030]S6：将S5铺好的多层材料进行高温压合，得到半成品；
[0031]S7：将压合好的半成品裁切成所需的尺寸，即得高强度纤维复合板。
[0032]优选的，所述步骤S6中高温压合温度为130
‑
180℃，高温压合压力为0.5
‑
1.5MPa，高温压合时间为20
‑
40min。
[0033]优选的，所述步骤S6中高温压合温度为150℃，高温压合压力为1MPa，高温压合时
间为30min。
[0034]有益效果：
[0035]1、本申请通过使用质量比为3：5的第一/第二双组份环氧树脂复配，通过固化剂、增韧剂的引入，提高了热固导热胶层中环氧树脂与导热粉之间的相容性，提高了导热粉在体系中的均匀分散程度，进一步改善了导热能力。
[0036]2、本申请通过使用2
‑
甲基咪唑作为固化剂，用量少，对热固导热胶层的强度影响小，可在较低温度环境下快速完成固化，且热变形温度高与环氧树脂的适用期较长，稳定性高。
[0037]3、本申请通过加入聚硫橡胶作为热固导热胶的增韧剂，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，其特征在于，所述复合板的层结构从上到下，包括石墨片、铜箔、高强度强化纤维。2.根据权利要求1所述的屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，其特征在于，所述石墨片与铜箔之间、铜箔与高强度强化纤维之间通过热固导热胶连接。3.根据权利要求2所述的屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，其特征在于，所述热固导热胶的原料以重量份计至少包括增韧剂10
‑
30份、环氧树脂70
‑
100份、固化剂8
‑
12份、导热粉90
‑
120份。4.根据权利要求3所述的屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，其特征在于，所述环氧树脂包括第一环氧树脂、第二环氧树脂，所述第一环氧树脂与第二环氧树脂的质量比为(2
‑
5)：(4
‑
7)。5.根据权利要求3所述的屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，其特征在于，所述固化剂为硼胺类络合物、咪唑改性物、改性胺类固化剂中的至少一种。6.根据权利要求3所述的屏蔽导热性能优良的高强度纤维复合板，其特征在于，所述第一环氧树脂为溴化环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：林阳，姜学广，方文，孙剑波，张艳琴，
申请(专利权)人：常州威斯双联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：