[发明专利]一种导热绝缘橡塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种复合材料组合物，特别涉及一种导热绝缘橡塑复合材料及其制备方法。

背景技术

硅橡胶具有良好的耐热性能，广泛的应用于国民经济和国防工业中的各个领域。甲基乙烯基类硅橡胶是一类可耐高、低温的硅橡胶，在-50～250℃下长期使用且电绝缘性能优异。自开发以来在汽车制造、生活用品、电子电气以及航空航天中得到广泛应用，但其自身抗阻尼性能较差。程青民等人采用橡塑混合提高了其阻尼力学性能，但热导率较低，无法同时满足复杂力学环境与高热导率的要求，因而限制了橡胶类制品的应用。

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，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。同时由于无机粉体填料与有机基体之间的相容性较差，大量的无机粉体填料加入让复合材料的力学性能大大下降。本发明根据导电材料中的双逾渗理论，将其引入导热绝缘材料中，选取两种互不相容的基体，填料选择性的分布于某一基体内，降低填料阈值形成“导热双逾渗”，在较小填充分数下达到较好的热导率，同时保证了复合材料的力学性能，可满足复杂力学环境下对导热性能及绝缘性能的要求。

发明内容

针对现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种导热绝缘橡塑复合材料，采用本发明方法制备的导热绝缘橡塑复合材料在较少填料填充下具有较高的热导率，同时还保持有优异的电绝缘性能和力学性能，可应用于高温条件下对电绝缘有较高要求的特殊场所以及满足复杂力学环境的要求。

为实现上述目的，本发明所采用如下技术方案：

一种导热绝缘橡塑复合材料，是由如下质量份数的原料制备而成：

40～80份的橡胶类基体、0～50份的导热绝缘填料、10～40份的塑料类基体、硫化剂2～5份、抗氧剂3～7份、硅烷偶联剂2～5份。

作为本发明进一步的方案：所述的橡胶类基体为甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)、天然橡胶(NR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁苯橡胶(SBR)的任一种或其组合物。

作为本发明进一步的方案：所述的橡胶类基体加入量优选为60份。

作为本发明进一步的方案：所述的塑料类基体为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、的任一种或其组合物。

作为本发明进一步的方案：所述的塑料类基体加入量优选为20份。

作为本发明进一步的方案：所述的导热绝缘填料为六方片状氮化硼(h-BN)、氮化铝(AlN)、碳化硅晶须(SiC)、氧化铝(Al₂O₃)的任一种或其组合物。

作为本发明进一步的方案：所述的导热绝缘填料加入量优选为30份。

作为本发明进一步的方案：所述的硫化剂加入量优选3份。

作为本发明进一步的方案：所述的抗氧剂加入量优选5份。

作为本发明进一步的方案：所述的硅烷偶联剂加入量优选3份。

一种导热绝缘橡塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将偶联剂溶于乙醇质量分数为70～95％的乙醇-水溶液中，配制成偶联剂浓度为0.5～5wt％的偶联剂乙醇-水溶液；

(2)将导热绝缘填料预先在温度为100～130℃、摩尔浓度为1～5mol/L的氢氧化钠浓溶液中反应15～20h，然后过滤、干燥，然后放入偶联剂乙醇-水溶液在60～80℃下反应4～6h，得到表面接枝偶联剂后的导热绝缘填料；

(3)将表面接枝偶联剂后的导热绝缘填料与橡胶类基体、塑料类基体、抗氧剂、硫化剂密炼混合，然后将混炼胶置于模具中冷压成型，既得该导热绝缘橡塑复合材料。

(4)所述步骤(3)冷压成型压力为5～25MPa，持续时间20～40s，升温至140～200℃，升温速率为5～15℃/min，硫化成型压力10～20MPa，硫化时间25～40min；升温速率优选为7℃/min。