專利名稱：高導(dǎo)熱絕緣硅橡膠復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高導(dǎo)熱絕緣硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱橡膠是側(cè)重導(dǎo)熱性能的一類橡膠基復(fù)合材料，導(dǎo)熱性能的提高通常伴隨著散熱性能的優(yōu)化。散熱對(duì)電子產(chǎn)品極其重要，統(tǒng)計(jì)資料表明，電子元器件溫度每升高2℃，其可靠性下降10％；50℃時(shí)的壽命只有25℃時(shí)的1/6。導(dǎo)熱橡膠廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、電氣領(lǐng)域中需要散熱和傳熱的部位，隨工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)其性能提出了更高的要求，希望其既能為電子元器件提供安全可靠的散熱途徑，又能起到絕緣、減震的作用。導(dǎo)熱橡膠多是以硅橡膠為基體，用于制造與電子電器元件接觸的部件，它既提供了系統(tǒng)所需的高彈性和耐熱性，又可將系統(tǒng)的熱量迅速傳遞出去。這對(duì)于航空、航天電子設(shè)備的小型化、密集化及提高其精度和壽命起到關(guān)鍵作用。
未填充的硅橡膠導(dǎo)熱性能很差，導(dǎo)熱率一般只有0.165W/(m·K)，通過填充導(dǎo)熱填料可提高其導(dǎo)熱性能。目前對(duì)于填充型高導(dǎo)熱室溫硫化硅橡膠的研究較多，而對(duì)高溫硫化體系的導(dǎo)熱性能研究很少。無機(jī)填料方面主要集中于纖維狀和粒狀填料，較少研究片狀填料對(duì)復(fù)合體系性能的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種成本低、制備具有高導(dǎo)熱絕緣性能的硅橡膠復(fù)合材料的方法。
具體步驟如下(1)將50～600質(zhì)量份的片狀氧化鋁與占氧化鋁質(zhì)量0.5～5％的聚乙二醇酒精溶液混合均勻，制成氧化鋁漿料或氧化鋁干粉；(2)將100質(zhì)量份的高溫硫化硅橡膠、含50～600質(zhì)量份氧化鋁的漿料(或氧化鋁干粉)、占氧化鋁質(zhì)量0～30％的羥基硅油和占氧化鋁質(zhì)量0.5～2％的硫化劑按需要進(jìn)行配比，混合均勻；(3)硫化溫度100～180℃，壓力6～10MPa，硫化時(shí)間5～120min條件下，采用模壓法硫化成型，根據(jù)需要制成相應(yīng)形狀的產(chǎn)品；
(4)一段硫化成型后的樣品在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行二段硫化，硫化制度根據(jù)實(shí)際情況具體確定，即用1小時(shí)從常溫升至100～150℃，然后逐步升溫達(dá)200～250℃，保持恒溫2～20小時(shí)。
片狀氧化鋁平均粒度介于70nm～5μm。硫化劑的種類和用量根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。聚乙二醇可選用PEG400、PEG1000、PEG1500、PEG6000、PEG10000，單獨(dú)使用或幾種配合使用。
本方法有別于一般制備高導(dǎo)熱絕緣硅橡膠的方法，采用片狀氧化鋁漿料與高溫硅橡膠混合，可使片狀氧化鋁更均勻的在硅橡膠基體內(nèi)鋪展，從而形成有效導(dǎo)熱通道，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。以價(jià)格低廉的聚乙二醇為表面活性劑，不但可以增強(qiáng)氧化鋁與硅橡膠基體的相容性，還可有效降低成本。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)2克平均粒徑為250nm的片狀α-Al2O3與聚乙二醇的乙醇溶液(含0.04克PEG6000)混合研磨均勻，制成氧化鋁漿料；(2)1克甲基乙烯基硅橡膠、0.1克過氧化苯甲酰、0.3克羥基硅油和處理好的氧化鋁漿料混合研磨均勻；(3)膠料放置4小時(shí)后放入已預(yù)熱到125℃的模具中，合模加壓至6MPa，保溫保壓10min，等待模具冷卻至90℃后啟模取出樣品，樣品為35mm×35mm×1mm的方形薄片；(4)一段硫化后的樣品放在玻璃布上，置于鼓風(fēng)的干燥箱中經(jīng)1小時(shí)從常溫升至150℃，再經(jīng)1小時(shí)升至200℃，200℃下保溫2小時(shí)，待烘箱冷卻后取出樣品；(5)經(jīng)UNITHERMTMMODEL2022型導(dǎo)熱儀測(cè)試，樣品的導(dǎo)熱系數(shù)為0.920W/(m·K)。
實(shí)施例2(1)3克平均粒徑為250nm的片狀α-Al2O3與聚乙二醇的乙醇溶液(含0.06克PEG6000)混合研磨均勻，制成氧化鋁漿料；(2)1克甲基乙烯基硅橡膠、0.1克過氧化苯甲酰、0.45克羥基硅油和處理好的氧化鋁漿料混合研磨均勻；(3)膠料放置4小時(shí)后放入已預(yù)熱到125℃的模具中，合模加壓至6MPa，保溫保壓10min，等待模具冷卻至90℃后啟模取出樣品，樣品為35mm×35mm×1mm的方形薄片；(4)一段硫化后的樣品放在玻璃布上，置于鼓風(fēng)的干燥箱中經(jīng)1小時(shí)從常溫升至150℃，再經(jīng)1小時(shí)升至200℃，200℃下保溫2小時(shí)，待烘箱冷卻后取出樣品；(5)經(jīng)UNITHERMTMMODEL2022型導(dǎo)熱儀測(cè)試，樣品的導(dǎo)熱系數(shù)為1.971W/(m·K)。
實(shí)施例3(1)2克平均粒徑為250nm的片狀α-Al2O3與聚乙二醇的乙醇溶液(含0.04克PEG6000)混合研磨均勻，干燥得氧化鋁粉料；(2)1克甲基乙烯基硅橡膠、0.1克過氧化苯甲酰、0.3克羥基硅油和處理好的氧化鋁粉料混合研磨均勻；(3)膠料放置4小時(shí)后放入已預(yù)熱到125℃的模具中，合模加壓至6MPa，保溫保壓10min，等待模具冷卻至90℃后啟模取出樣品，樣品為35mm×35mm×1mm的方形薄片；(4)一段硫化后的樣品放在玻璃布上，置于鼓風(fēng)的干燥箱中經(jīng)1小時(shí)從常溫升至150℃，再經(jīng)1小時(shí)升至200℃，200℃下保溫2小時(shí)，待烘箱冷卻后取出樣品；(5)經(jīng)UNITHERMTMMODEL2022型導(dǎo)熱儀測(cè)試，樣品的導(dǎo)熱系數(shù)為0.890W/(m·K)。
實(shí)施例4(1)20克平均粒徑為250nm的片狀α-Al2O3與聚乙二醇的乙醇溶液(含0.4克PEG6000)混合研磨均勻，干燥得氧化鋁粉料；(2)10克甲基乙烯基硅橡膠、1克過氧化苯甲酰、3克羥基硅油和處理好的氧化鋁粉料混煉均勻；(3)膠料放置4小時(shí)后放入已預(yù)熱到125℃的模具中，合模加壓至6MPa，保溫保壓10min，等待模具冷卻至90℃后啟模取出樣品，樣品為35mm×35mm×1mm的方形薄片；(4)一段硫化后的樣品放在玻璃布上，置于鼓風(fēng)的干燥箱中經(jīng)1小時(shí)從常溫升至150℃，再經(jīng)1小時(shí)升至200℃，200℃下保溫2小時(shí)，待烘箱冷卻后取出樣品；(5)經(jīng)UNITHERMTMMODEL2022型導(dǎo)熱儀測(cè)試，樣品的導(dǎo)熱系數(shù)為0.890W/(m·K)。
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)熱絕緣硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于具體步驟為(1)將50～600質(zhì)量份的片狀氧化鋁與占氧化鋁質(zhì)量0.5～5％的聚乙二醇酒精溶液混合均勻，制成氧化鋁漿料或氧化鋁干粉；(2)將100質(zhì)量份的高溫硫化硅橡膠、含50～600質(zhì)量份氧化鋁的漿料或氧化鋁干粉、占氧化鋁質(zhì)量0～30％的羥基硅油和占氧化鋁質(zhì)量0.5～2％的硫化劑按需要進(jìn)行配比，混合均勻；(3)硫化溫度100～180℃，壓力6～10MPa，硫化時(shí)間5～120min條件下，采用模壓法硫化成型，根據(jù)需要制成相應(yīng)形狀的產(chǎn)品；(4)一段硫化成型后的樣品在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行二段硫化，硫化制度根據(jù)實(shí)際情況具體確定，即用1小時(shí)從常溫升至100～150℃，然后逐步升溫達(dá)200～250℃，保持恒溫2～20小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述氧化鋁為片狀，平均粒度為70nm～5μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述硫化劑的種類、用量根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，用量占氧化鋁質(zhì)量的0.5～2％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱絕緣硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。(1)將片狀氧化鋁與聚乙二醇酒精溶液混合均勻，制成氧化鋁漿料或氧化鋁干粉；(2)將高溫硫化硅橡膠、氧化鋁漿料(或氧化鋁干粉)，羥基硅油和硫化劑按需要進(jìn)行配比，混合均勻；(3)相應(yīng)的硫化溫度下，采用模壓法硫化成型，根據(jù)需要制成相應(yīng)形狀的產(chǎn)品；(4)一段硫化成型后的樣品在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行二段硫化，硫化制度根據(jù)實(shí)際情況具體確定。本發(fā)明采用片狀氧化鋁漿料與高溫硅橡膠混合，可使片狀氧化鋁更均勻的在硅橡膠基體內(nèi)鋪展，從而形成有效導(dǎo)熱通道，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。以價(jià)格低廉的聚乙二醇為表面活性劑，不但可以增強(qiáng)氧化鋁與硅橡膠基體的相容性，還可有效降低成本。
文檔編號(hào)C08J3/24GK101067044SQ20071010336
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者李繼彥, 吳伯麟 申請(qǐng)人:桂林工學(xué)院