[发明专利]一种导热绝缘复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，更具体地，本发明涉及一种导热绝缘复合材料及其制备方法。

背景技术

目前国内对不同领域的绝缘导热复合材料的研究报道多是绝缘导热胶粘剂、绝缘导热橡胶、绝缘导热灌封材料，对绝缘导热塑料的开发相对较少。特种工程塑料皆具有较好的耐热性能，广泛应用于国民经济和国防工业中的各个领域。聚砜是一类非结晶的热塑性特种工程塑料，主要有双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜三种类型，具有优良的耐热性、耐蠕变等特性，在150℃下可长期使用，电绝缘性能优异。自开发以来，在精密机械加工、汽车制造、电子电气以及航空航天、军事设备中得到广泛应用。但是，其热导率仅0.26W·m^-1·K^-1，无法满足在高温工作条件下及时散热的工业要求，因而在一定程度上限制了其应用。

目前提高高分子材料导热性能的主要方法是填充具有高热导率的绝缘陶瓷填料，如氧化铝、氮化硼、氮化铝等，由于工程塑料的结构为非晶型结构，没有塑料晶体的存在，不存在塑料晶体与导热填料粒子之间搭接，则有可能中断导热网络，导热系数并不能有效提高，一般需要达到很高的填料填充量才能形成导热通路，提高热导率，由此就会引起复合材料的冲击强度，拉伸强度急速下降。为尽量保持塑料的力学性能，需要尽可能降低填料添加量。因此，急需开发一种填料含量相对较低，导热系数较高，且能维持塑料的力学性能的绝缘高导热材料，实现塑料复合材料高性能化和功能化，满足绝缘导热塑料的实际运用需求。

发明内容

基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种填料含量低、导热系数高、且能维持塑料的力学性能的导热绝缘复合材料及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种导热绝缘复合材料，所述复合材料由包括以下重量份的原料组成：

聚醚砜树脂粉末 100份

导热绝缘填料 25～40份

加工助剂 1～5份；

所述聚醚砜树脂具有的结构，其中x＝1～3，y＝1～3；所述聚醚砜树脂的结晶度为20～40％；所述聚醚砜树脂的分子量为5000～100000。

在其中一些实施例中，所述聚醚砜树脂的结晶度为25～35％。

在其中一些实施例中，所述聚醚砜树脂是以卤基封端的聚醚砜和卤基封端的聚苯为原料制备而得的。

在其中一些实施例中，所述导热绝缘填料为硅烷偶联剂改性填料。

在其中一些实施例中，所述导热绝缘填料为KH560改性Al₂O₃。

在其中一些实施例中，所述导热绝缘填料为经八苯基-POSS改性的KH560改性Al₂O₃。

在其中一些实施例中，所述导热绝缘填料为氮化硼、氮化铝、氧化铝中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述氮化硼的粒径为3～5微米，所述氮化铝的粒径为500～600纳米，所述氧化铝的粒径为30～40微米。

在其中一些实施例中，所述导热绝缘填料为重量比为1:2:2的氮化硼、氮化铝和氧化铝。

在其中一些实施例中，所述加工助剂选用硅油类润滑剂，主要是使得制备得到的绝缘高导热复合材料具有良好的表面光洁度。

本发明还提供了上述导热绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将具有的结构的聚醚砜树脂在30～60℃溶解于DMF，使得聚醚砜的浓度为1～10g/100mL；再滴入60～90℃去离子水中，边滴加边搅拌，得到白色沉淀；将白色沉淀抽滤、洗涤、干燥，即得到聚醚砜树脂粉末；

(2)、将聚醚砜树脂粉末、加工助剂以及干燥处理的导热绝缘填料投入在高混机中预混合，经过双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，即得。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。

“任选的”或者“任选地”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。