一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料，是由有機(jī)硅樹(shù)脂20~45份、導(dǎo)熱劑?60~100份、碳納米管1~10份、鉑金催化劑0.1~2份、含氫硅油?0.2~2份、偶聯(lián)劑2~15份、阻燃劑0~3份、脫模劑0~3份組成；本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將一定比例碳納米管及高導(dǎo)熱劑與有機(jī)硅樹(shù)脂結(jié)合，并加入偶聯(lián)劑、含氫硅油固化劑或其他助劑形成配方，可在提高有機(jī)硅材料的導(dǎo)熱性能同時(shí)，增強(qiáng)其力學(xué)性能，碳納米管的加入通過(guò)與導(dǎo)熱劑填料顆粒構(gòu)成具有空間結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，可進(jìn)一步提高有機(jī)硅材料的導(dǎo)熱性能；制備過(guò)程中導(dǎo)熱劑和碳納米管的表面處理方式可以使得導(dǎo)熱劑顆粒及碳納米管表面完全被偶聯(lián)劑覆蓋，提高導(dǎo)熱劑、碳納米管與有機(jī)硅樹(shù)脂的相容性，獲得高質(zhì)量高性能的產(chǎn)品。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種有機(jī)硅高分子材料及其制備方法，具體是一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料及其制備方法，屬于高分子材料

技術(shù)介紹
有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅－氧（Si－O）鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的，有機(jī)硅產(chǎn)品具有熱穩(wěn)定性高、耐候性高、電器絕緣性能、低表面張力和低表面能、生理惰性等特點(diǎn)，由于有機(jī)硅具有上述這些優(yōu)異的性能，因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門(mén)的特種材料使用，而且也用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，其應(yīng)用范圍已擴(kuò)到：建筑、電子電氣、紡織、汽車(chē)、機(jī)械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料進(jìn)行了大量的研發(fā)和改性，逐漸形成一系列導(dǎo)熱硅材料，如導(dǎo)熱硅膠片、灌封膠、導(dǎo)熱硅脂等。近年來(lái)采用無(wú)機(jī)填料（玻璃纖維、碳纖維、晶須等）制備超高導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究越來(lái)越受到關(guān)注，并將其廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)。碳納米管由于具有長(zhǎng)徑比大，耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性能高、易表面處理之優(yōu)點(diǎn)，與有機(jī)硅復(fù)合后可使聚合物體系性能得到很大的提高，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。隨著技術(shù)的發(fā)展，在電子封裝和計(jì)算機(jī)芯片方面，設(shè)備的幾何尺寸不斷減小，能量輸出卻不斷增加，使得導(dǎo)熱絕緣材料的研究在這一領(lǐng)域變得越來(lái)越重要。通用導(dǎo)熱材料易加工成型、價(jià)格低廉，?但是熱導(dǎo)率較低。通過(guò)在有機(jī)硅材料中添加高熱導(dǎo)率的功能填料，如氮化鋁、氮化硼、氧化鎂和氧化鋁等，可望顯著提高聚合物的導(dǎo)熱性能，同時(shí)又能保持聚合物的絕緣性能。現(xiàn)有技術(shù)中，鮮有關(guān)于采用碳納米管材料，以有機(jī)硅樹(shù)脂為基體、高導(dǎo)熱劑為填料，通過(guò)壓延制備碳納米管增強(qiáng)導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料及其制備方法。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料，由有機(jī)硅樹(shù)脂20~45份、導(dǎo)熱劑?60~100份、碳納米管1~10份、鉑金催化劑0.1~2份、含氫硅油?0.2~2份、偶聯(lián)劑2~15份、阻燃劑0~3份、脫模劑0~3份按重量配比組成，采用如下步驟制備：（1）將導(dǎo)熱劑粉末吹入密閉反應(yīng)室內(nèi)，通過(guò)鼓風(fēng)使得導(dǎo)熱劑粉末顆粒懸浮于反應(yīng)室并且內(nèi)隨著空氣流動(dòng)，將偶聯(lián)劑用量的五分之四加熱霧化，將霧化后的偶聯(lián)劑噴入反應(yīng)室內(nèi)，停留30s~1min，待反應(yīng)室內(nèi)物料溫度自然冷卻至室溫，獲得經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑；（2）將碳納米管置于分散機(jī)攪拌機(jī)內(nèi)，以轉(zhuǎn)速600~800r/min攪拌，同時(shí)將剩余的偶聯(lián)劑采用鴨嘴型噴嘴從切線方向噴入分散攪拌機(jī)內(nèi)處理10~20min；（3）將經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑、碳納米管以及有機(jī)硅樹(shù)脂、阻燃劑、脫模劑依次裝入密煉機(jī)密煉0.5~1h，然后在真空度為0.08MPa下干燥3min，再繼續(xù)密煉共混0.5~2h，取出在真空度為0.02MPa下干燥5min，控制密煉機(jī)溫度為200~220℃控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45~55r/min，密煉共混10~15min，得混合原料；（4）將密煉后的混合原料、鉑金催化劑、含氫硅油依次加入分散攪拌機(jī)，以轉(zhuǎn)速800~1000r/min攪拌30min~3h后，取出物料，經(jīng)除氣、壓延，制得碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料；其中，所述碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或兩種的混合物。優(yōu)選的，所述碳納米管為直徑0.75～3nm、長(zhǎng)度1～50μm的單壁碳納米管。所述導(dǎo)熱劑可以是滑石粉、氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氮化鋁、氮化硼、碳化硅中的一種或幾種進(jìn)行復(fù)配。優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、碳化硅、滑石粉按質(zhì)量比1:1:5進(jìn)行復(fù)配。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱劑為氮化硼或氧化鋁。所述含氫硅油的含氫量為1.0~2.0%。所述偶聯(lián)劑優(yōu)選有機(jī)硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑。本專(zhuān)利技術(shù)所述有機(jī)硅樹(shù)脂優(yōu)選透明粘稠的液體有機(jī)硅樹(shù)脂。本專(zhuān)利技術(shù)是基于有機(jī)硅樹(shù)脂的表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高、耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無(wú)毒無(wú)味以及生理惰性等特點(diǎn)，將一定比例碳納米管及高導(dǎo)熱劑與其結(jié)合，并加入偶聯(lián)劑、含氫硅油固化劑或其他助劑形成配方，可在提高有機(jī)硅材料的導(dǎo)熱性能同時(shí)，增強(qiáng)其力學(xué)性能；碳納米管的加入通過(guò)與導(dǎo)熱劑填料顆粒構(gòu)成具有空間結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，可進(jìn)一步提高有機(jī)硅材料的導(dǎo)熱性能；制備過(guò)程中導(dǎo)熱劑和碳納米管的表面處理方式可以使得導(dǎo)熱劑顆粒及碳納米管表面完全被偶聯(lián)劑覆蓋，提高導(dǎo)熱劑、碳納米管與有機(jī)硅樹(shù)脂的相容性，獲得高質(zhì)量高性能的產(chǎn)品。具體實(shí)施方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，這些實(shí)施例僅用來(lái)說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)，并不限制本專(zhuān)利技術(shù)的范圍。實(shí)施例1?采用以下配方，按重量配比：有機(jī)硅樹(shù)脂30份、氧化鋁?85份、碳納米管（直徑0.75～3nm、長(zhǎng)度10～20μm的單壁碳納米管）2.5份、鉑金催化劑0.5份、含氫量為1.0%的含氫硅油?1份、硅烷偶聯(lián)劑5份、阻燃劑1份、脫模劑1份，按如下步驟制備：（1）將導(dǎo)熱劑粉末吹入密閉反應(yīng)室內(nèi)，通過(guò)鼓風(fēng)使得導(dǎo)熱劑粉末顆粒懸浮于反應(yīng)室并且內(nèi)隨著空氣流動(dòng)，將偶聯(lián)劑用量的五分之四加熱霧化，將霧化后的偶聯(lián)劑噴入反應(yīng)室內(nèi)，停留30s~1min，待反應(yīng)室內(nèi)物料溫度自然冷卻至室溫，獲得經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑；（2）將碳納米管置于分散機(jī)攪拌機(jī)內(nèi)，以轉(zhuǎn)速800r/min攪拌，同時(shí)將剩余的偶聯(lián)劑采用鴨嘴型噴嘴從切線方向噴入分散攪拌機(jī)內(nèi)處理20min；（3）將經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑、碳納米管以及有機(jī)硅樹(shù)脂、阻燃劑、脫模劑依次裝入密煉機(jī)密煉1h，然后在真空度為0.08MPa下干燥3min，再繼續(xù)密煉共混1h，取出在真空度為0.02MPa下干燥5min，控制密煉機(jī)溫度為200~220℃控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45~55r/min，密煉共混12min，得混合原料；（4）將密煉后的混合原料、鉑金催化劑、含氫硅油依次加入分散攪拌機(jī)，以轉(zhuǎn)速800r/min攪拌2h后，取出物料，經(jīng)除氣10min、壓延生產(chǎn)，制得厚度1.0mm的碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料。實(shí)施例2?采用以下配方（按重量配比）制備本專(zhuān)利技術(shù)碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料：有機(jī)硅樹(shù)脂30份、氧化鋁85份、碳納米管（厚度為1～3nm、尺寸為2～10μm）3.5份、鉑金催化劑0.5份、含氫量為1.0%的含氫硅油1份、硅烷偶聯(lián)劑5份、阻燃劑1份、脫模劑1份，制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例3?采用以下配方（按重量配比）制備本專(zhuān)利技術(shù)碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料：有機(jī)硅樹(shù)脂30份、氧化鋁?85份、碳納米管（厚度為1～3nm、尺寸為2～10μm）4.5份、鉑金催化劑0.5份、含氫量為1.0%的含氫硅油?1份、硅烷偶聯(lián)劑5份、阻燃劑1份、脫模劑1份，制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例4?采用以下配配方（按重量配比）制備本專(zhuān)利技術(shù)碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料：有機(jī)硅樹(shù)脂30份、氧化鋁?85份、碳納米管（厚度為1～3nm、尺寸為2～10μm）5.5份、鉑金催化劑0.5份、含氫量為1.0%的含氫硅油?1份、硅烷偶聯(lián)劑5份、阻燃劑1份、脫模劑1份，制備方法同實(shí)施例1。在相同環(huán)境溫度下，對(duì)實(shí)施例1~4制得的導(dǎo)熱材料性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下。結(jié)果表明，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料，其特征在于：由有機(jī)硅樹(shù)脂20~45份、導(dǎo)熱劑?10~38份、碳納米管1~10份、鉑金催化劑0.1~2份、含氫硅油?0.2~2份、偶聯(lián)劑2~15份、阻燃劑0~3份、脫模劑0~3份按重量配比組成，采用如下步驟制備：（1）將導(dǎo)熱劑粉末吹入密閉反應(yīng)室內(nèi)，通過(guò)鼓風(fēng)使得導(dǎo)熱劑粉末顆粒懸浮于反應(yīng)室并且內(nèi)隨著空氣流動(dòng)，將偶聯(lián)劑用量的五分之四加熱霧化，將霧化后的偶聯(lián)劑噴入反應(yīng)室內(nèi)，停留30s~1min，待反應(yīng)室內(nèi)物料溫度自然冷卻至室溫，獲得經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑；（2）將碳納米管置于分散機(jī)攪拌機(jī)內(nèi)，以轉(zhuǎn)速600~800r/min攪拌，同時(shí)將剩余的偶聯(lián)劑采用鴨嘴型噴嘴從切線方向噴入分散攪拌機(jī)內(nèi)處理10~20min；（3）將經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑、碳納米管以及有機(jī)硅樹(shù)脂、阻燃劑、脫模劑依次裝入密煉機(jī)密煉0.5~1h，然后在真空度為0.08MPa下干燥3min，再繼續(xù)密煉共混0.5~2h，取出在真空度為0.02MPa下干燥5min，控制密煉機(jī)溫度為200~220℃控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45~55r/min，密煉共混10~15min，得混合原料；（4）將密煉后的混合原料、鉑金催化劑、含氫硅油依次加入分散攪拌機(jī)，以轉(zhuǎn)速800~1000r/min攪拌30min~3h后，取出物料，經(jīng)除氣、壓延，制得碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料；其中，所述碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或兩種的混合物。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種碳納米管增強(qiáng)有機(jī)硅導(dǎo)熱材料，其特征在于：由有機(jī)硅樹(shù)脂20~45份、導(dǎo)熱劑?10~38份、碳納米管1~10份、鉑金催化劑0.1~2份、含氫硅油?0.2~2份、偶聯(lián)劑2~15份、阻燃劑0~3份、脫模劑0~3份按重量配比組成，采用如下步驟制備：
（1）將導(dǎo)熱劑粉末吹入密閉反應(yīng)室內(nèi)，通過(guò)鼓風(fēng)使得導(dǎo)熱劑粉末顆粒懸浮于反應(yīng)室并且內(nèi)隨著空氣流動(dòng)，將偶聯(lián)劑用量的五分之四加熱霧化，將霧化后的偶聯(lián)劑噴入反應(yīng)室內(nèi)，停留30s~1min，待反應(yīng)室內(nèi)物料溫度自然冷卻至室溫，獲得經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑；
（2）將碳納米管置于分散機(jī)攪拌機(jī)內(nèi)，以轉(zhuǎn)速600~800r/min攪拌，同時(shí)將剩余的偶聯(lián)劑采用鴨嘴型噴嘴從切線方向噴入分散攪拌機(jī)內(nèi)處理10~20min；
（3）將經(jīng)過(guò)表面處理的導(dǎo)熱劑、碳納米管以及有機(jī)硅樹(shù)脂、阻燃劑、脫模劑依次裝入密煉機(jī)密煉0.5~1h，然后在真空度為0.08MPa下干燥3min，再繼續(xù)密煉共混0.5~2h，取出在真空度為0.02MPa下干燥5min，控制密煉機(jī)溫度為200~220℃控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45~55r/min，密煉共混10~15min，得混合原料；
（4）將密煉后的混合原料、...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊永佳，張彥兵，楊小義，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：惠州力王佐信科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44