一种导热绝缘漆复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种导热绝缘漆复合材料及其制备方法。导热绝缘漆复合材料包括绝缘漆基料，还有SiO2聚合物复合粒子纳米填料，和/或无机微米填料。制备方法之一是：其导热绝缘漆复合材料包括绝缘漆基料，SiO2聚合物复合粒子纳米填料和无机微米填料，以及防沉剂；制备步骤包括：A、制备SiO2聚合物复合粒子纳米填料；B、制备无机微米填料：C、混合及超声处理和除泡：最后获得具有均匀分散的无机微纳米填料的导热绝缘漆复合材料。本发明专利技术的优点是：能实现无机微纳米填料在高分子复合材料中的均匀分散，且固化后能显著提高绝缘漆的导热性能；无气泡、绝缘性好、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是高导热无机微纳米填料的电绝缘漆复合材料及其制备方法，属于高分子复合
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技术介绍
传统的导热材料大多为金属和金属氧化物，以及石墨、炭黑、氮化铝、碳化硅等无机非金属材料。随着科技和产业的迅猛发展，很多特殊场合对导热材料提出了更高的要求。虽然高分子材料大都是热的不良导体，热导率较低(一般仅为O. 1(Γθ. 20 W πΓ1 Κ-1)，但由于它们拥有传统无机导热材料所不具备的质轻、加工成型简便、耐化学腐蚀性强、耐冲击等优异性能，人们已逐渐用高分子材料代替传统的导热材料。然而，由于无机微、纳米填料和高分子基体之间的异质异构性，二者相容性较差，填料(特别是具有高表面能、大比表面积的纳米填料)难以在高分子基体中均匀分散、易出现团聚甚至沉降和板结现象，最终难以使 复合材料达到预想中的高性能。按材料制备工艺可将导热绝缘高分子大致分为本体型和填充型两类。前者是在材料合成及成型加工过程中通过设计材料分子及其链节结构以获得导热性能；后者则是在普通高分子中加入导热绝缘填料，通过一定方式复合而获得导热性能。由于一般纯高分子热导率低，且本体高分子导热材料制备工艺繁琐、难度大、成本高，因此，目前制备导热绝缘高分子主要仍采用导热绝缘填料如氮化铝、碳化硅、氧化铍等填充高分子，通过物理共混赋予高分子以导热性能，此法易加工、成本低，经适当工艺处理可用于某些特殊领域，容易实现产业化，是目前国内外该类材料的主要制备方法。一般地，无机填料与有机树脂基体的界面相容性差，填料在基体中容易聚集成团，难以有效分散。此外，由于无机填料与有机树脂的表面张力差异，填料表面很难被树脂润湿，导致二者界面处留有空隙，增加了复合材料的界面热阻。目前，填料表面改性主要是采用传统的偶联剂改性，如硅烷、钛酸酯偶联剂。其目的是为了降低表面能、增加与基体相容性。为了使高导热绝缘填料在高分子基体中形成导热网络以获得高热导率材料，不仅需要从材料整体设计角度考虑，还需要选择合适的成型加工的工艺过程。目前，复合材料的制备方法主要采用共混复合法(包括粉末混合、溶液混合、双辊混炼混合和融体混合等方法)和纳米复合法。纳米复合技术的引入为导热绝缘高分子材料研究提供了新的机遇和挑战。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服现有技术的缺点，提供一种填料在高分子基体中均匀分散性等综合性能好、固化后能显著提高复合材料的导热性能、无气泡、绝缘强度高、成本低的导热绝缘漆复合材料。本专利技术的另一个主要目的是提供一种导热绝缘漆复合材料制备方法，它是将纳米复合技术应用于制备导热绝缘漆复合材料，采用真空搅拌技术，使无机微纳米/填料与绝缘漆在搅拌过程中充分浸润，同时能充分排出气泡，消除因搅拌不均造成的绝缘强度下降的问题；同时实现高导热的无机微纳米填料在绝缘漆的均匀分散和纳米复合；本方法能简化制备工序、降低生产成本。本专利技术一种导热绝缘漆复合材料的技术方案是它包括绝缘漆基料,还有SiO2聚合物复合粒子 纳米填料，和/或无机微米填料。进一步的技术方案是 所述的导热绝缘漆复合材料，它由绝缘漆基料、SiO2聚合物复合粒子纳米填料和无机微米填料以及防沉剂组成；按重量计，其中=SiO2聚合物复合粒子纳米填料为绝缘漆基料的O.I 10%，无机微米填料为绝缘漆基料的O. I 60%，防沉剂为绝缘漆基料的O. 05 5%。所述的导热绝缘漆复合材料，它由绝缘漆基料和SiO2聚合物复合粒子纳米填料以及防沉剂组成；按重量计，其中=SiO2聚合物复合粒子纳米填料为绝缘漆基料的O. I 10%，防沉剂为绝缘漆基料的O. 05 5%。所述的导热绝缘漆复合材料，它由绝缘漆基料和无机微米填料以及防沉剂组成；按重量计，其中无机微米填料为绝缘漆基料的O. I 60%，防沉剂为绝缘漆基料的O.05 5%ο所述的导热绝缘漆复合材料，其SiO2聚合物复合粒子纳米填料是由表面接枝双键的SiO2微球经乳化并干燥处理所制得；参与处理的物质包括乳化剂，引发剂和单体。所述的导热绝缘漆复合材料，其无机微米填料是由无机微米填料粒子经过表面处理所制得；参与表面处理的物质包括表面处理剂和醇水溶液；所述无机微米填料粒子主要选自于SiO2, SiC, Al2O3, AlN和BN其中的一种或多种组合；表面处理剂主要选自于硅烷偶联剂，或钛酸酯偶联剂，或铝酸酯偶联剂，或硬脂酸；所述醇水溶液按水为I与醇的重量比为冰/醇=1/8 9 ;所述的硅烷偶联剂主要选自于KH550，KH560, KH570, KH792，DL602和DL171其中一种或多种组合。所述的导热绝缘漆复合材料，其绝缘漆基料主要选自于环氧树脂型绝缘漆，或不饱和聚酯型绝缘漆，或聚酰亚胺型绝缘漆，或环氧聚酯型绝缘漆。所述的导热绝缘漆复合材料，其乳化剂为水包油型乳化剂；所述引发剂主要选自于无机过氧化物引发剂，或水溶性偶氮类引发剂，或水溶性氧化还原引发剂；所述单体为带双键的活性单体。所述的导热绝缘漆复合材料，其防沉剂主要选自于MT PLUS，或MT 6650，或P200X,或Disparlon6900-20X其中一种或多种组合。本专利技术一种导热绝缘漆复合材料制备方法的技术方案是 一种导热绝缘漆复合材料制备方法，其导热绝缘漆复合材料包括绝缘漆基料，SiO2聚合物复合粒子纳米填料和无机微米填料，以及防沉剂；制备导步骤包括 A、制备SiO2聚合物复合粒子纳米填料首先将乳化剂加入到去离子水中溶解，再将表面接枝双键的SiO2微球加入其中，并分散均匀；然后将上述分散液加入装有机械搅拌并有保护装置的容器中，放入到水浴中加热，待温度升到一定值时，加入引发剂和单体反应，再将得到的微乳液用离心机处理，再洗涤、真空干燥，最后得到SiO2聚合物复合粒子纳米填料； B、制备无机微米填料首先将一定重量的表面处理剂加入到醇水溶液中，并分散均匀，留着备用；然后将无机微米填料粒子装入到反应器中，边均匀搅拌，边将上述备用的具有表面处理剂的醇水溶液也加入到反应器中，并调节pH值；再开启反应器上的搅拌装置和分散装置，并提升分散液温度，搅拌；冷却后真空抽滤，洗涤，干燥，研磨，最后得到无机微米填料； C、混合及超声处理和除泡在真空搅拌器中加入一定重量的绝缘漆基料和少量的防沉剂并搅拌，然后将一定量的A、B步骤分别制得的SiO2聚合物复合粒子纳米填料和无机微米填料添加到真空搅拌器中真空搅拌；出料后超声处理，再真空除泡，最后获得具有均匀分散的无机微纳米填料的导热绝缘漆复合材料。进一步的技术方案是 所述的导热绝缘漆复合材料制备方法，所述A步骤中首先将HLB值大于10的水包油型乳化剂加入到去离子水中并在40 60cC的温度下溶解，再将表面接枝双键的SiO2微球加入其中，并用超声分散均匀；然后将上述分散液加入装有机械搅拌、温度计、回流冷凝管并有氮气保护的容器中，放入到超声辐射水浴中加热；待温度升到60 80 tC时，加入引发剂和单体，反应8 13h，再将得到的微 乳液用高速离心机处理，再用蒸馏水和乙醇反复洗涤，真空干燥，最后得到SiO2聚合物复合粒子纳米填料；所述B步骤中首先将重量为无机微米填料粒子的O. 5 4%的表面处理剂加入到2 5倍于表面处理剂的醇水溶液中，该醇水溶液按水为I与醇的重量比为水/醇=1/8 9，并完全分散，留着备用；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热绝缘漆复合材料，其特征在于，它包括绝缘漆基料，还有SiO2聚合物复合粒子纳米填料，或无机微米填料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，许曼，王晓梅，朱宏，杜灵根，尚保仁，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：