[发明专利]表面绝缘包覆的碳纤维及其制备方法、导热垫片及其制备方法

权利要求书

1.表面绝缘包覆的碳纤维，其特征在于，包含碳纤维基材和在碳纤维基材表面形成的绝缘涂层。

2.根据权利要求1所述的表面绝缘包覆的碳纤维，其特征在于，所述碳纤维基材的热导率为200～1200W/mK，直径为1～35μm，长度为50～500μm。

3.根据权利要求1所述的表面绝缘包覆的碳纤维，其特征在于，所述绝缘涂层采用的绝缘材料为SiO₂或含有双键的聚合物，所述SiO₂或含有双键的聚合物在碳纤维基材上形成均匀包覆在碳纤维基材表面的绝缘涂层。

4.一种如权利要求1所述的表面绝缘包覆的碳纤维的制备方法，其特征在于，包括

碳纤维表面活化步骤：对碳纤维基材表面进行热处理，增强碳纤维基材表面的活性，得到活化的碳纤维；

形成绝缘涂层的步骤：将上述活化的碳纤维加入到绝缘材料中，搅拌均匀，在碳纤维基材表面形成一层均匀稳定的绝缘涂层，抽滤后得到绝缘包覆的碳纤维；

烘烤步骤：将上述绝缘包覆的碳纤维转到烤箱中进行烘烤。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维表面活化步骤中，热处理的温度为500～1000℃，处理时间为4～12h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述形成绝缘涂层的步骤中，抽滤过程中对碳纤维表面用溶剂进行清洗。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烘烤步骤中，采用分段式烘烤，第一阶段烘烤温度50～120℃，时间为1～3h；第二阶段烘烤温度为200～300℃，烘烤2～4h。

8.一种导热垫片，其特征在于，包括带有底胶的离型纸，和

经过植绒处理处置排列在离型膜底胶上的碳纤维，以及

填充在碳纤维中的热固化胶，

所述热固化胶上端露出碳纤维的上端面形成表胶层，所述碳纤维为权利要求1-3任一项的表面绝缘包覆的碳纤维。

9.根据权利要求8所述的导热垫片，其特征在于，所述热固化胶由以重量份计的以下组分经过搅拌、抽真空处理而成：

乙烯基硅油170～190份，二甲基硅油15～30份，氧化铝350～450份，氢氧化铝40～55份，硅烷偶联剂1～3份，固化剂3～6份，催化剂1～3份，延迟抑制剂0.2～1份。

10.一种如权利要求8所述的导热垫片的制备方法，其特征在于，包括

静电植绒定向排列碳纤维的步骤：将表面绝缘包覆的碳纤维放在植绒设备中，在静电作用下将碳纤维垂直紧密排列在离型膜的底胶上；

固化底胶步骤：将上述经过定向排列碳纤维放入烤箱中烘烤，使底胶完全固化，碳纤维紧密地穿插在底胶中，形成植绒半成品；

浸胶步骤：将热固化胶搅拌均匀后倒再在植绒半成品上，经过抽真空处理后，用涂布机进行刮涂，使得碳纤维之间填充满热固化胶，并且端面露出表层胶，刮涂结束后，再将植绒半成品抽真空处理；

烘烤步骤：将抽真空处理后的植绒半成品转入到烤箱中烘烤，得到导热垫。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，静电植绒定向排列碳纤维的步骤中，植绒电压为20～70KV，电流为50～70μA，植绒设备中上下两块极板间距为120～150mm。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述固化底胶步骤中，烤箱的温度为80～100℃，烘烤时间为1～3h。

13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述浸胶步骤中，两次抽真空过程中，真空度要求小于-0.1Mpa，抽真空时间不少于30min。

14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述烘烤步骤中，烤箱温度设置为100～120℃，烘烤时间为3～6h。