[发明专利]导热绝缘填料、导热绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种导热绝缘填料、导热绝缘材料及其制备方法，所述导热绝缘填料为聚脲树脂包覆碳纤维材料。上述导热绝缘填料，采用聚脲树脂包覆碳纤维作为导热绝缘材料，聚脲树脂包覆后的碳纤维不仅增强了其与绝缘物界面粘结材料之间的相容性，提高了其与绝缘物的界面结合力，能够有效避免其在摩擦等外力作用下脱落失效，而且通过聚脲树脂包覆碳纤维还能够提高其绝缘性，克服了传统的高导热材料导电的弊端，提高其作为绝缘导热填料的应用性能。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，尤其涉及一种导热绝缘填料、导热绝缘材料及其制备方法。

背景技术

常规硬质器件，电子器件在诸如可穿戴设备、能源存储、植入医疗等领域有着广泛的应用。与高导热复合纳米材料类似，柔性电子器件的制备也多是通过将导电材料与柔性高分子基体复合来获得。然而在器件反复形变过程中，导电材料之间较大的接触电阻，以及导电材料与高分子基体之间的不良接触等，均会使得电子器件内部积聚大量热量。这些热量如果不能及时从器件中消散，势必会影响器件的性能和寿命，甚至会危及整个系统的安全。即对于电子器件，除了优异的力学性质和电学性质，稳定的热学性能同样重要。

目前的导热绝缘复合材料尽管本身具有一定柔韧性，并且应用于LED等常规硬质电子器件的热管理，但其在电子器件领域的应用研究却极少有人涉足。探寻恰当的热管理材料与结构，并应用于电子器件领域，对其机理展开深入研究，对于新一代电子器件的发展显得尤为重要。

发明内容

基于此，有必要针对由于导电材料与高分子基体之间的不良接触等，会使得柔性电子器件内部积聚大量热量，传统的导热材料不能满足柔性电子器件应用需求的技术问题，提出了一种导热绝缘填料、导热绝缘材料及其制备方法。

本发明提出的一种导热绝缘填料，所述导热绝缘填料为聚脲树脂包覆碳纤维材料。

在其中的一个实施例中，所述聚脲树脂包覆碳纤维材料中，碳纤维与聚脲树脂重量比为100：(1～50)。

本发明还提出了一种导热绝缘材料，所述导热绝缘材料包括绝缘物以及上述的导热绝缘填料。

在其中的一个实施例中，所述绝缘物为柔性绝缘物。

在其中的一个实施例中，所述导热绝缘材料通过机械挤压定向技术制备而成。

本发明还提出了一种上述的导热绝缘填料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

碳纤维分散液制备步骤，将碳纤维分散至有机溶剂中，制得碳纤维分散液；

聚脲树脂包覆碳纤维材料制备步骤，将包覆树脂单体与所述碳纤维分散液混合进行聚合包覆反应，将得到的固定烘干至恒重，制得所述聚脲树脂包覆碳纤维材料。

在其中的一个实施例中，在所述碳纤维分散液制备步骤中，所述将碳纤维分散至有机溶剂中为将碳纤维与有机溶剂、分散剂以及水混合，搅拌至均匀分散，于40℃～60℃温度条件下维持0.5h～1.5h。

在其中的一个实施例中，所述包覆树脂单体为甲苯-2,4-二异氰酸酯。

在其中的一个实施例中，所述聚合包覆反应的时间为1h～2h，所述聚合包覆反应的温度为60℃～80℃。

在其中的一个实施例中，所述烘干温度为60℃～80℃。

上述导热绝缘填料，采用聚脲树脂包覆碳纤维作为导热绝缘材料，聚脲树脂包覆后的碳纤维不仅增强了其与绝缘物界面粘结材料之间的相容性，提高了其与绝缘物的界面结合力，能够有效避免其在摩擦等外力作用下脱落失效，而且通过聚脲树脂包覆碳纤维还能够提高其绝缘性，克服了传统的高导热材料导电的弊端，提高其作为绝缘导热填料的应用性能。