一種導熱絕緣漆復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種導熱絕緣漆復合材料及其制備方法。導熱絕緣漆復合材料包括絕緣漆基料，還有SiO2聚合物復合粒子納米填料，和/或無機微米填料。制備方法之一是：其導熱絕緣漆復合材料包括絕緣漆基料，SiO2聚合物復合粒子納米填料和無機微米填料，以及防沉劑；制備步驟包括：A、制備SiO2聚合物復合粒子納米填料；B、制備無機微米填料：C、混合及超聲處理和除泡：最后獲得具有均勻分散的無機微納米填料的導熱絕緣漆復合材料。本發明專利技術的優點是：能實現無機微納米填料在高分子復合材料中的均勻分散，且固化后能顯著提高絕緣漆的導熱性能；無氣泡、絕緣性好、成本低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，特別是高導熱無機微納米填料的電絕緣漆復合材料及其制備方法，屬于高分子復合
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技術介紹
傳統的導熱材料大多為金屬和金屬氧化物，以及石墨、炭黑、氮化鋁、碳化硅等無機非金屬材料。隨著科技和產業的迅猛發展，很多特殊場合對導熱材料提出了更高的要求。雖然高分子材料大都是熱的不良導體，熱導率較低(一般僅為O. 1(Γθ. 20 W πΓ1 Κ-1)，但由于它們擁有傳統無機導熱材料所不具備的質輕、加工成型簡便、耐化學腐蝕性強、耐沖擊等優異性能，人們已逐漸用高分子材料代替傳統的導熱材料。然而，由于無機微、納米填料和高分子基體之間的異質異構性，二者相容性較差，填料(特別是具有高表面能、大比表面積的納米填料)難以在高分子基體中均勻分散、易出現團聚甚至沉降和板結現象，最終難以使 復合材料達到預想中的高性能。按材料制備工藝可將導熱絕緣高分子大致分為本體型和填充型兩類。前者是在材料合成及成型加工過程中通過設計材料分子及其鏈節結構以獲得導熱性能；后者則是在普通高分子中加入導熱絕緣填料，通過一定方式復合而獲得導熱性能。由于一般純高分子熱導率低，且本體高分子導熱材料制備工藝繁瑣、難度大、成本高，因此，目前制備導熱絕緣高分子主要仍采用導熱絕緣填料如氮化鋁、碳化硅、氧化鈹等填充高分子，通過物理共混賦予高分子以導熱性能，此法易加工、成本低，經適當工藝處理可用于某些特殊領域，容易實現產業化，是目前國內外該類材料的主要制備方法。一般地，無機填料與有機樹脂基體的界面相容性差，填料在基體中容易聚集成團，難以有效分散。此外，由于無機填料與有機樹脂的表面張力差異，填料表面很難被樹脂潤濕，導致二者界面處留有空隙，增加了復合材料的界面熱阻。目前，填料表面改性主要是采用傳統的偶聯劑改性，如硅烷、鈦酸酯偶聯劑。其目的是為了降低表面能、增加與基體相容性。為了使高導熱絕緣填料在高分子基體中形成導熱網絡以獲得高熱導率材料，不僅需要從材料整體設計角度考慮，還需要選擇合適的成型加工的工藝過程。目前，復合材料的制備方法主要采用共混復合法(包括粉末混合、溶液混合、雙輥混煉混合和融體混合等方法)和納米復合法。納米復合技術的引入為導熱絕緣高分子材料研究提供了新的機遇和挑戰。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是克服現有技術的缺點，提供一種填料在高分子基體中均勻分散性等綜合性能好、固化后能顯著提高復合材料的導熱性能、無氣泡、絕緣強度高、成本低的導熱絕緣漆復合材料。本專利技術的另一個主要目的是提供一種導熱絕緣漆復合材料制備方法，它是將納米復合技術應用于制備導熱絕緣漆復合材料，采用真空攪拌技術，使無機微納米/填料與絕緣漆在攪拌過程中充分浸潤，同時能充分排出氣泡，消除因攪拌不均造成的絕緣強度下降的問題；同時實現高導熱的無機微納米填料在絕緣漆的均勻分散和納米復合；本方法能簡化制備工序、降低生產成本。本專利技術一種導熱絕緣漆復合材料的技術方案是它包括絕緣漆基料,還有SiO2聚合物復合粒子 納米填料，和/或無機微米填料。進一步的技術方案是 所述的導熱絕緣漆復合材料，它由絕緣漆基料、SiO2聚合物復合粒子納米填料和無機微米填料以及防沉劑組成；按重量計，其中=SiO2聚合物復合粒子納米填料為絕緣漆基料的O.I 10%，無機微米填料為絕緣漆基料的O. I 60%，防沉劑為絕緣漆基料的O. 05 5%。所述的導熱絕緣漆復合材料，它由絕緣漆基料和SiO2聚合物復合粒子納米填料以及防沉劑組成；按重量計，其中=SiO2聚合物復合粒子納米填料為絕緣漆基料的O. I 10%，防沉劑為絕緣漆基料的O. 05 5%。所述的導熱絕緣漆復合材料，它由絕緣漆基料和無機微米填料以及防沉劑組成；按重量計，其中無機微米填料為絕緣漆基料的O. I 60%，防沉劑為絕緣漆基料的O.05 5%ο所述的導熱絕緣漆復合材料，其SiO2聚合物復合粒子納米填料是由表面接枝雙鍵的SiO2微球經乳化并干燥處理所制得；參與處理的物質包括乳化劑，引發劑和單體。所述的導熱絕緣漆復合材料，其無機微米填料是由無機微米填料粒子經過表面處理所制得；參與表面處理的物質包括表面處理劑和醇水溶液；所述無機微米填料粒子主要選自于SiO2, SiC, Al2O3, AlN和BN其中的一種或多種組合；表面處理劑主要選自于硅烷偶聯劑，或鈦酸酯偶聯劑，或鋁酸酯偶聯劑，或硬脂酸；所述醇水溶液按水為I與醇的重量比為冰/醇=1/8 9 ;所述的硅烷偶聯劑主要選自于KH550，KH560, KH570, KH792，DL602和DL171其中一種或多種組合。所述的導熱絕緣漆復合材料，其絕緣漆基料主要選自于環氧樹脂型絕緣漆，或不飽和聚酯型絕緣漆，或聚酰亞胺型絕緣漆，或環氧聚酯型絕緣漆。所述的導熱絕緣漆復合材料，其乳化劑為水包油型乳化劑；所述引發劑主要選自于無機過氧化物引發劑，或水溶性偶氮類引發劑，或水溶性氧化還原引發劑；所述單體為帶雙鍵的活性單體。所述的導熱絕緣漆復合材料，其防沉劑主要選自于MT PLUS，或MT 6650，或P200X,或Disparlon6900-20X其中一種或多種組合。本專利技術一種導熱絕緣漆復合材料制備方法的技術方案是 一種導熱絕緣漆復合材料制備方法，其導熱絕緣漆復合材料包括絕緣漆基料，SiO2聚合物復合粒子納米填料和無機微米填料，以及防沉劑；制備導步驟包括 A、制備SiO2聚合物復合粒子納米填料首先將乳化劑加入到去離子水中溶解，再將表面接枝雙鍵的SiO2微球加入其中，并分散均勻；然后將上述分散液加入裝有機械攪拌并有保護裝置的容器中，放入到水浴中加熱，待溫度升到一定值時，加入引發劑和單體反應，再將得到的微乳液用離心機處理，再洗滌、真空干燥，最后得到SiO2聚合物復合粒子納米填料； B、制備無機微米填料首先將一定重量的表面處理劑加入到醇水溶液中，并分散均勻，留著備用；然后將無機微米填料粒子裝入到反應器中，邊均勻攪拌，邊將上述備用的具有表面處理劑的醇水溶液也加入到反應器中，并調節pH值；再開啟反應器上的攪拌裝置和分散裝置，并提升分散液溫度，攪拌；冷卻后真空抽濾，洗滌，干燥，研磨，最后得到無機微米填料； C、混合及超聲處理和除泡在真空攪拌器中加入一定重量的絕緣漆基料和少量的防沉劑并攪拌，然后將一定量的A、B步驟分別制得的SiO2聚合物復合粒子納米填料和無機微米填料添加到真空攪拌器中真空攪拌；出料后超聲處理，再真空除泡，最后獲得具有均勻分散的無機微納米填料的導熱絕緣漆復合材料。進一步的技術方案是 所述的導熱絕緣漆復合材料制備方法，所述A步驟中首先將HLB值大于10的水包油型乳化劑加入到去離子水中并在40 60cC的溫度下溶解，再將表面接枝雙鍵的SiO2微球加入其中，并用超聲分散均勻；然后將上述分散液加入裝有機械攪拌、溫度計、回流冷凝管并有氮氣保護的容器中，放入到超聲輻射水浴中加熱；待溫度升到60 80 tC時，加入引發劑和單體，反應8 13h，再將得到的微 乳液用高速離心機處理，再用蒸餾水和乙醇反復洗滌，真空干燥，最后得到SiO2聚合物復合粒子納米填料；所述B步驟中首先將重量為無機微米填料粒子的O. 5 4%的表面處理劑加入到2 5倍于表面處理劑的醇水溶液中，該醇水溶液按水為I與醇的重量比為水/醇=1/8 9，并完全分散，留著備用；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種導熱絕緣漆復合材料，其特征在于，它包括絕緣漆基料，還有SiO2聚合物復合粒子納米填料，或無機微米填料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張凱，許曼，王曉梅，朱宏，杜靈根，尚保仁，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七一二研究所，
類型：發明
國別省市：