[发明专利]一种高强导热GMT复合板材及其制备方法

说明书

本发明涉及导热复合材料领域，尤其涉及一种高强导热GMT复合板材及其制备方法。其制备原料包括以下重量份数的物质：复合纤维毡100重量份，鳞片石墨10～20重量份和可膨胀微球发泡剂5～10重量份。其制备方法包括：1)将可膨胀微球发泡剂和EVA共溶于溶剂中，制备得到分散液；2)将鳞片石墨加入至分散液中，超声震荡后得到预浸液；3)将复合纤维毡浸渍于预浸液中，浸渍后烘干得到中间体；4)对中间体进行加热发泡，随后热压成型得到高强导热GMT复合板材。本发明所制得的高强导热GMT复合板材具有良好的导热性能，并且具备良好的力学性能。

技术领域

本发明涉及导热复合材料领域，尤其涉及一种高强导热GMT复合板材及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子器件、精密仪器、家用电器向轻量化、集成化和高频化发展，电子器件的功率密度和发热量越来越大，在这些高集成器件中，热量出现局部聚集会导致器件故障，散热问题己成为制约这些领域进一步发展的关键因素。因此，对散热材料的需求越来越大，需要进一步的发展。

导热材料的轻量化也是必然的发展趋势，可以降低成本、减轻重量。目前导热材料多以金属材料、陶瓷材料为主，但是这两种材料的密度都比聚合物的密度大，不符合相关领域对导热材料轻量化的要求。聚合物材料具有良好的加工性能、成本低、重量轻，但是聚合物材料自身导热性较差，所以通过添加导热填料制备聚合物基导热复合材料是一种有效的方法。在应用方面，聚合物基导热材料还普遍存在力学强度不高的问题，也限制其实际生产中的应用。

综合以上要点，开发轻量化、导热性能好、高强度对于导热材料的发展应用至关重要。例如在新能源汽车领域中，电池是新能源汽车的最重要组成部分，电池的散热、高强度、轻量化都是非常关键的设计要素。制备导热型GMT板材可适用于电池外壳直接装备使用。

而玻璃纤维毡增强热塑性复合板材，简称轻质GMT(Glass fiber Mat reinforcedThermoplastics)，是由连续玻璃纤维毡和热塑性树脂纤维复合而成的一种新型复合材料，其具有轻质环保、吸音、高强韧性、优良的抗化学腐蚀性和环境适应性等特点。

如中国专利局于2013年6月26日公开的一种芯层可膨胀轻质层压板的生产方法的发明专利授权，授权公开号为CN103171235A，其技术方案为选用改性聚丙烯(PP)片材、无纺布芯层、聚乙烯(PE)膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布作为原料，属于典型的三明治结构板材；具体按照下述步骤生产：将无纺布芯层铺设在PP片材上，然后再在无纺布芯层上面铺PE薄膜，最后将PET无纺布铺在PE膜的上面。再将三明治结构板材经过140-220℃烘焙塑化，然后在160-240℃热压成型，最后经压辊冷却，制备得到轻质层压板。又如中国专利局于2019年1月25日公开的一种高效隔温防火板材及其生产线以及生产工艺的发明专利申请，申请公开号为CN109263218A，所述隔温防火板材由上表板、芯板和下表板构成，芯板由2块连续玻璃纤维复合板和蜂窝板构成，各个板材通过CPP冷膜热压粘接。以上技术方案分别利用了PP纤维和玻璃纤维，但其并无法有效制得具有良好导热性的板材，而是制备得到了一种隔热的板材。即以上技术方案均无法良好地用于电池壳体。

发明内容

为解决现有的导热材料具有较大的比重，并且其强度、抗腐蚀性和环境适应性有限，加工性较差等问题，本发明提供了一种高强导热GMT复合板材及其制备方法。其首先要实现以下目的：一、在确保材料导热性的前提下减轻材料的重量，降低密度，实现材料的轻量化；二、提高材料的加工性能，使其更易于加工成合适的形状；三、提高材料的力学性能和抗化学腐蚀性能；四、提高复合板材的制备效率，以有利于实现工厂产业化生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种高强导热GMT复合板材，所述高强导热GMT复合板材的制备原料包括以下重量份数的物质：复合纤维毡100重量份，鳞片石墨10～20重量份和可膨胀微球发泡剂5～10重量份。