本發(fā)明涉及導熱材料技術領域，尤其涉及一種抗靜電導熱復合材料及其制備方法。
背景技術：
環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的力學性能、電性能、粘結性能及熱穩(wěn)定，已廣泛應用于航空航天、電子電氣等領域。環(huán)氧樹脂品種繁多，本工作選用的是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，由于脂環(huán)族環(huán)氧樹脂分子結構中的環(huán)氧基團不是來自環(huán)氧丙烷，環(huán)氧基直接連接在脂環(huán)上，所以脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與雙酚 A 型環(huán)氧樹脂相比較，具有良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的電絕緣性能和耐侯性、高的安全性等諸多優(yōu)點。但是環(huán)氧樹脂的導熱系數較低 (0.23 W/m K)，散熱性能較差，已難以滿足微電子技術和封裝技術的快速發(fā)展。因此，有關環(huán)氧樹脂的導熱性能的研究已成為電子與材料等學科共同關注的熱點；
提高聚合物的導熱系數的途徑主要有本征型和填充型兩種。前者方法難度大，成本較高，研究較少。后者方法簡單易行，已得到廣泛應用。目前，有關填充型導熱環(huán)氧樹脂復合材料的研究已有很多報道。在導熱填料中，納米 氧化鋁具有較高的導熱系數 (30 W/m K)、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗化學腐蝕性、良好的電絕緣性，而且價格低廉和來源廣泛而得到廣泛應用。但是由于納米 氧化鋁粒度小、表面能高，處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài)，極易聚集成團，從而影響了納米 氧化鋁顆粒的實際應用效果。所以必須對納米 氧化鋁顆粒進行表面改性，以降低表面能，減小納米顆粒間的附聚力，改進它在基體中的分散性和分散穩(wěn)定性，降低兩相界面張力，提高納米 氧化鋁顆粒與基體樹脂之間的潤濕性、結合力和相容性，從而改善復合材料的綜合性能。
技術實現要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種抗靜電導熱復合材料及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現的：
一種抗靜電導熱復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
聚己二酸乙二醇3-4、納米氧化鋁10-13、3，5-二氨基苯甲酸1-2、吡啶0.3-0.7、亞磷酸三苯酯2-3、氯化鋰0.1-0.2、硅烷偶聯劑kh5600.6-1、乙酰丙酮釹0.7-1、甲基六氫鄰苯二甲酸酐1.6-2、環(huán)氧樹脂610180-90、硫酸鋁鉀1-2、三乙醇胺油酸皂0.4-1、馬來酸二丁酯5-7、蓖麻油酸0.6-1、聚丙烯酰胺2-3、碳酸鋯鉀2-4、六溴環(huán)十二烷0.6-1。
一種所述的抗靜電導熱復合材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述硫酸鋁鉀加入到其重量27-30倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為50-60℃，加入上述聚丙烯酰胺，保溫攪拌14-20分鐘，加入上述納米氧化鋁，超聲13-20分鐘，過濾，將沉淀水洗2-3次，在47-50℃下真空干燥1-2小時，得改性氧化鋁；
（2）將上述改性氧化鋁、硅烷偶聯劑kh560混合，加入到混合料重量4-6倍的無水乙醇中，送入110-120℃的油浴中，保溫攪拌3-5小時，出料過濾，將沉淀在120-130℃的烘箱中真空干燥1-2小時，得硅烷氧化鋁；
（3）將上述氯化鋰加入到其重量900-1000倍的甲醇中，攪拌均勻；
（4）將上述碳酸鋯鉀加入到其重量21-20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入上述三乙醇胺油酸皂，升高溫度為50-60℃，滴加2-3mol/l的硫酸，調節(jié)pH為2-3，保溫攪拌17-20分鐘，加入上述硅烷氧化鋁，攪拌至常溫，過濾，將沉淀水洗3-4次，常溫干燥，得復合氧化鋁；
（5）將上述復合氧化鋁加入到其重量47-60倍的N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，依次加入上述3，5-二氨基苯甲酸、吡啶、亞磷酸三苯酯，通入氮氣，在98-100℃下反應3-4小時，冷卻至常溫，加入到上述氯化鋰的甲醇溶液中，靜置3-4小時，過濾，將沉淀用分別用N，N-二甲基甲酰胺和甲醇依次沖洗3-4次，置于87-90℃的烘箱中，真空干燥1-2小時，得接枝氧化鋁；
（6）將上述乙酰丙酮釹加入到環(huán)氧樹脂6101中，在80-86℃下攪拌30-40分鐘，真空脫氣，加入上述六溴環(huán)十二烷，200-300轉/分攪拌10-20分鐘，得環(huán)氧溶液；
（7）取上述接枝氧化鋁，加入到其重量4-6倍的丙酮中，攪拌均勻，加入上述環(huán)氧溶液，超聲20-30分鐘，送入到68-70℃的恒溫油浴中，保溫10-12小時，加入上述甲基六氫鄰苯二甲酸酐，攪拌均勻，真空脫氣30-40分鐘，加入剩余各原料，先在130-140℃下預熱100-120分鐘，升高溫度為160-170℃，固化10-15小時，冷卻至室溫，得導熱復合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明采用兩步法將超支化聚芳酰胺接枝到納米氧化鋁粒子表面:納米顆粒首先進行硅烷偶聯劑處理引入氨基基團，再在改性后的納米粒子上接枝超支化聚合物；
氧化鋁納米顆粒經偶聯處理后，顆粒由親水性轉變成憎水性，所以能顯著改進與環(huán)氧樹脂的相容性。還有 氧化鋁納米顆粒經硅烷偶聯處理時，硅烷偶聯劑一端與 氧化鋁納米顆粒以化學鍵相結合，另外一端的氨基官能團與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學反應，強化了環(huán)氧樹脂基體和納米顆粒相界面的結合，降低了界面孔洞和缺陷，從而有利于導熱系數的提高；
其次，由于納米粒子的表面效應，硅烷氧化鋁納米粒子具有非常大的比表面積，而且經硅烷處理后的納米粒子能較好地分散到環(huán)氧樹脂基體中，這時硅烷氧化鋁納米粒子與環(huán)氧樹脂之間的化學反應形成的化學鍵就起到了越來越重要的作用。一個納米顆?？梢宰鳛槿S網絡中的一個導熱節(jié)點，這種導熱節(jié)點的增多，不僅進一步降低了界面熱阻，而且還形成了聚合物網絡的橋鍵，因此有效地提高了環(huán)氧樹脂/硅烷氧化鋁復合材料的導熱系數；
由于超支化聚合物接枝的 氧化鋁納米粒子在環(huán)氧樹脂中的良好分散性和相容性;其次由于超支化聚芳酰胺接枝的氧化鋁納米粒子表面比硅烷氧化鋁納米顆粒具有更多的氨基官能團，與環(huán)氧樹脂基體之間可以形成更多化學鍵，這種導熱節(jié)點在復合材料的導熱性中起到了主導作用;最后一點是由于聚芳酰胺是剛性的主鏈，與環(huán)氧樹脂相比自身優(yōu)異的導熱性能在熱流的傳遞過程中能起到更好的熱傳導作用。
本發(fā)明加入的三乙醇胺油酸皂等，可以有效的提高成品復合材料的抗靜電性能。
具體實施方式
一種抗靜電導熱復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
聚己二酸乙二醇3、納米氧化鋁10、3，5二氨基苯甲酸1、吡啶0.3、亞磷酸三苯酯2、氯化鋰0.1、硅烷偶聯劑kh5600.6、乙酰丙酮釹0.7、甲基六氫鄰苯二甲酸酐1.6、環(huán)氧樹脂610180、硫酸鋁鉀1、三乙醇胺油酸皂0.4、馬來酸二丁酯5、蓖麻油酸0.6、聚丙烯酰胺2、碳酸鋯鉀2、六溴環(huán)十二烷0.6。
一種所述的抗靜電導熱復合材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述硫酸鋁鉀加入到其重量27倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為50℃，加入上述聚丙烯酰胺，保溫攪拌14分鐘，加入上述納米氧化鋁，超聲13分鐘，過濾，將沉淀水洗2次，在47℃下真空干燥1小時，得改性氧化鋁；
（2）將上述改性氧化鋁、硅烷偶聯劑kh560混合，加入到混合料重量4倍的無水乙醇中，送入110℃的油浴中，保溫攪拌3小時，出料過濾，將沉淀在120℃的烘箱中真空干燥1小時，得硅烷氧化鋁；
（3）將上述氯化鋰加入到其重量900倍的甲醇中，攪拌均勻；
（4）將上述碳酸鋯鉀加入到其重量21倍的去離子水中，攪拌均勻，加入上述三乙醇胺油酸皂，升高溫度為50℃，滴加2mol/l的硫酸，調節(jié)pH為2，保溫攪拌17分鐘，加入上述硅烷氧化鋁，攪拌至常溫，過濾，將沉淀水洗3次，常溫干燥，得復合氧化鋁；
（5）將上述復合氧化鋁加入到其重量47倍的N甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，依次加入上述3，5二氨基苯甲酸、吡啶、亞磷酸三苯酯，通入氮氣，在98℃下反應3小時，冷卻至常溫，加入到上述氯化鋰的甲醇溶液中，靜置3小時，過濾，將沉淀用分別用N，N二甲基甲酰胺和甲醇依次沖洗3次，置于87℃的烘箱中，真空干燥1小時，得接枝氧化鋁；
（6）將上述乙酰丙酮釹加入到環(huán)氧樹脂6101中，在80℃下攪拌30分鐘，真空脫氣，加入上述六溴環(huán)十二烷，200轉/分攪拌10分鐘，得環(huán)氧溶液；
（7）取上述接枝氧化鋁，加入到其重量4倍的丙酮中，攪拌均勻，加入上述環(huán)氧溶液，超聲20分鐘，送入到68℃的恒溫油浴中，保溫10小時，加入上述甲基六氫鄰苯二甲酸酐，攪拌均勻，真空脫氣30分鐘，加入剩余各原料，先在130℃下預熱100分鐘，升高溫度為160℃，固化10小時，冷卻至室溫，得導熱復合材料。
本發(fā)明材料的導熱系數為 0.376W/mK。