一种热固性树脂基导热复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种热固性树脂基导热复合材料及其制备方法和应用，该导热复合材料含有基体和填充于基体内的填料，所述基体为热固性树脂，所述填料为改性空心玻璃微球，所述改性空心玻璃微球是表面被导热粉体进行改性处理后所形成的表面包覆导热粉末的空心玻璃微球。本发明专利技术所用的热固性树脂能良好地分散导热粉体，保证了材料的加工性能；空心玻璃微球、导热粉体的合理搭配使得材料具有轻质化、耐腐蚀、导热性能优良、力学性能好、无污染、成本低、精度高、寿命长等优点，可用做电子产品的散热制件，灯具的散热片以及其他对于散热要求较高的环境。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种热固性树脂基导热复合材料及其制备方法和应用，该导热复合材料含有基体和填充于基体内的填料，所述基体为热固性树脂，所述填料为改性空心玻璃微球，所述改性空心玻璃微球是表面被导热粉体进行改性处理后所形成的表面包覆导热粉末的空心玻璃微球。本专利技术所用的热固性树脂能良好地分散导热粉体，保证了材料的加工性能；空心玻璃微球、导热粉体的合理搭配使得材料具有轻质化、耐腐蚀、导热性能优良、力学性能好、无污染、成本低、精度高、寿命长等优点，可用做电子产品的散热制件，灯具的散热片以及其他对于散热要求较高的环境。【专利说明】一种热固性树脂基导热复合材料及其制备方法和应用
专利技术涉及聚合物基导热复合材料
，尤其涉及热固性聚合物基导热复合材料，具体涉及一种由导热粉体表面改性的空心玻璃微球填充的热固性树脂物基导热复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
导热材料广泛应用于换热工程、采暖工程、电子信息等领域。传统的导热材料多为导热性较好的金属材料，但由于金属材料的抗腐蚀性能差、导电性高、密度大、制造能耗高，限制了其在化工、电子等领域的应用。大多数聚合物材料具有优良的耐腐蚀性能、质量轻、绝缘性好、制造成本低等优点，但它们大多是热的不良导体，导热系数不大，因此要拓展其在导热散热领域的应用，提高导热性能是关键。目前使用高导热性的金属或无机填料填充聚合物材料是比较常用的方法，这样得到的导热材料易加工成型，经过适当的工艺处理或配方调整可以应用于很多特殊的领域。聚合物基导热复合材料是指以聚合物材料为基体，以导热性物质为填料，经过共混分散复合而得到的，具有一定导热功能的多相复合体系。聚合物基导热复合材料既具有导热功能，又具有复合物聚合物复合材料的许多优异特性，可以再较大范围内调节材料的导电、导热和机械性能，因而具有广泛的应用前景。 然而，目前采用的聚合物基体大部分为热塑性塑料，与无机功能填料的共混采用机械共混，相容性较差，对于导热网络的要求较高。如专利技术专利201110169387.X公开了一种热塑性聚合物基导热复合材料，具有较高的导热系数，但其导热功能填料仍高达30%至40%才能形成较好的导热网络，并且工艺较为复杂，比重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以热固性树脂为基体的，具有高导热化、低成本化和轻质化特点的热固性树脂物基导热复合材料。本专利技术的另一个目的是提供上述热固性树脂基导热复合材料的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供上述热固性树脂基导热复合材料的应用。本专利技术的上述目的是通过如下方案予以实现的: 一种热固性树脂物基导热复合材料，该导热复合材料含有基体和填充于基体内的填料，所述基体为热固性树脂，所述填料为改性空心玻璃微球，所述改性空心玻璃微球是表面被导热粉体进行改性处理后所形成的表面包覆导热粉末的空心玻璃微球。上述导热复合材料中，热固性树脂可以是指环氧树脂、不饱和树脂或聚氨酯树脂或者其他可以固化的其他种类的树脂。上述导热复合材料中，空心玻璃微球采用粒径为40 μ m~50 μ m的空心玻璃微球，以便更好的和纤维，石墨及其他导热粉体共同构建导热网络；所述空心玻璃微球采用市售产品即可。上述导热复合材料中，导热粉体是微米级的氮化物、微米级的碳化物、微米级的导热金属氧化物、微米级的导热碳粉和微米级的导热石墨粉组成的混合物，该混合物中各组份的具体描述，以及该组份在混合物中的用量(重量份数)如下所示: 所述微米级的氮化物是指粒径为I μ m~2 μ m的氮化铝，用量为10_50份； 所述微米级的碳化物是指粒径为I μ m~2 μ m的碳化硅，用量为5_25份； 所述微米级的导热金属氧化物是指粒径30 μ m~100 μ m的三氧化二招,用量10_40份； 所述微米级的导热碳粉是指粒径为30 μ m~100 μ m的导热碳粉，用量5_30份； 所述微米级的导热石墨粉是指粒径为30 μ m~100 μ m的导热石墨粉，用量为5_30份；上述氮化铝、碳化硅、三氧化二铝、导热碳粉和导热石墨粉均为市售产品，采用不同粒径及不同结构的导热填料可以更好地搭建导热网络。上述导热复合材料中，本专利技术人通过研究后发现，对导热粉体进行预处理后再对空心玻璃微球进行表面处理，可以实现更好的结果，其导热粉体预处理是:将微米级的氮化物、微米级的碳化物、微米级的导热金属氧化物、微米级的导热碳粉和微米级的导热石墨粉组成的混合物经辐照活化后，经丙酮超声分散均匀；这样处理可以使后续导热填料与树脂基体更好地搭建导热网络，改善其与树脂的表面相容性；所述微米级的氮化物、微米级的碳化物、微米级的导热金属氧化物、微米级的导热碳粉和微米级的导热石墨粉组成的混合物与丙酮的质量比为1:1。上述导热复合材料中，必须`含有填充于基质内和空心玻璃与基质间隙的导热粉体。本专利技术的导热粉体其作用分为两部分，一部分如前所述是采用微米级的氮化物、微米级的碳化物、微米级的导热金属氧化物、微米级的导热碳粉和微米级的导热石墨粉组成的混合物，其作用是通过对空心玻璃微球表面改性而包覆在空心玻璃微球表面；另一部分是采用微米级氮化物，微米级的碳化物、微米级的导热金属氧化物、微米级的导热碳粉或微米级的导热石墨粉中的任意一种或两种或两种以上的组合，其作用是填充于基质和填料之间的缝隙里，进一步增加制品导热性能。空心玻璃微球因为填充于基质中，所以形成了球体表面的相互搭界，而包覆在空心玻璃微球表面的导热粉体则被迫形成相互连接导热通道。上述导热复合材料中，空心玻璃微球占热固性树脂物基导热复合材料总重量的10%~40%，热固性树脂占热固性树脂物基导热复合材料总重量的40%~75%，导热粉体(所述导热粉体包括改性空心玻璃微球的导热粉体和填充于基质和填料之间的缝隙里的导热粉体)占热固性树脂物基导热复合材料总重量的5%~30% ;前述导热粉体中，用于表面改性空心玻璃微球的导热粉体用量占导热粉体总重量的15%~25%，剩余的导热粉体均是用于后续加入以填充基质与改性过的玻璃微珠间隙。本专利技术还提供上述一种热固性树脂基导热复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤: 步骤1.将微米级的氮化物、微米级的碳化物、微米级的导热金属氧化物、微米级的导热碳粉和微米级的导热石墨粉分别用等离子活化仪在普通等离子处理模式下(1.01MPa，3(TC)进行辐照活化Ih以上后，再取用于表面改性空心玻璃微球的导热粉体混合后，经丙酮超声分散均匀，得到混合液；所述用于表面改性空心玻璃微球的导热粉体混合物与丙酮的质量比为1:1 ; 将空心玻璃微球放入浓度为0.lmol/L的氢氧化钠溶液浸溃I小时后取出，常温风干后将硅烷偶联剂或者钛酸钾偶联剂直接喷洒在经氢氧化钠溶液处理过的微珠表面，得到表面凹凸不平的空心玻璃微球，这样得到的玻璃微珠可以在接下来的处理步骤中更好地被导热粉体覆盖；所述硅烷偶联剂或者钛酸钾偶联剂的用量为空心玻璃微球质量的3% ； 步骤2.将步骤I制备的表面凹凸不平的空心玻璃微球放入步骤I制备的导热粉体混合液中，一起超声分散I小时以上直至分散均匀，让溶剂在空气中挥发后得到改性空心玻璃微球，也就是表面包裹了导热粉体的空心玻璃微球； 步骤3.将热固性树脂、步骤2制备得到的改性空心玻璃微球、步骤I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林湖彬，杜崇铭，李华军，
申请(专利权)人：惠州市昌亿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：