本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料。

背景技術(shù)：

導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料是以聚合物為基體，以導(dǎo)熱性物質(zhì)為填料，經(jīng)過(guò)混均勻分散后而得到的具有一定導(dǎo)熱功能的多相復(fù)合體系。它既具有導(dǎo)熱功能又具有聚合物材料的許多優(yōu)異特性，可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)材料的導(dǎo)熱、導(dǎo)電及力學(xué)性能，因而有廣泛的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料多為金屬和金屬氧化物，以及其他非金屬材料(如石墨、炭黑、AlN、SiC等)。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，許多特殊導(dǎo)熱場(chǎng)合對(duì)導(dǎo)熱材料提出了更高要求，希望其具有更加優(yōu)良的綜合性能，如質(zhì)輕、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、電絕緣性優(yōu)異、耐沖擊、加工成型簡(jiǎn)便等。由于聚合物材料具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和力學(xué)性能及電絕緣性能，因而人們逐漸用聚合物材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)熱材料，但聚合物材料大都是熱的不良導(dǎo)體，熱導(dǎo)率較低，但加入導(dǎo)熱性物質(zhì)后，又會(huì)成為導(dǎo)熱材料。

導(dǎo)熱絕緣聚合物基復(fù)合材料因其優(yōu)異的綜合性能及其在電磁屏蔽、電子信息、熱工測(cè)量技術(shù)、化工、機(jī)械工程等領(lǐng)域的特殊用途，已得到愈來(lái)愈多的關(guān)注與競(jìng)相研究開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

⑴如何通過(guò)加入高強(qiáng)度體系來(lái)提高導(dǎo)熱絕緣材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及缺口沖擊強(qiáng)度；

⑵如何改善由于加入高強(qiáng)度體系后導(dǎo)致導(dǎo)熱絕緣材料導(dǎo)熱系數(shù)降低的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料，包括導(dǎo)熱絕緣材料基體和高強(qiáng)度體系，高強(qiáng)度體系的加入量為所述導(dǎo)熱絕緣材料重量的3.2-3.4％；導(dǎo)熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.5-12.7份、氧化鎂5.5-5.7份、碳化硅2.1-2.3份，硅烷偶聯(lián)劑3.1-3.3份、硝酸鈣2.4-2.6份、對(duì)苯二酚4.1-4.3份、乙酸鎳3.8-4份、乙醇12-14份、環(huán)氧樹脂14-16份、二甲基丙烯酰胺5.1-5.3份、偏硅酸鈉2.2-2.4份、苯三唑6.1-6.3份；高強(qiáng)度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.7-8.9份，乙氧基化烷基胺21-33份，甲基含氫硅油61-63份，羥基聚二甲基硅氧烷4.7-4.9份，乙烯基三甲氧基硅烷8.7-8.9份，聚磷酸銨2.5-2.7份，納米蒙脫土3.2-3.4份，氣相法白炭黑3.5-3.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.6-2.8份，烷基酚聚氧乙烯醚5.1-5.3份，增韌劑1.7-1.9份，活性稀釋劑1.1-1.3份，相容劑2.5-2.7份，偶聯(lián)劑1.2-1.4份，流平劑1.1-1.3份，混合氯化稀土0.3-0.5份；納米二氧化硅的粒徑為20-30nm，納米蒙脫土的粒徑為20-30nm。

本發(fā)明高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設(shè)定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯(lián)劑、硝酸鈣、對(duì)苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環(huán)氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機(jī)中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為40-60℃，攪拌速度為300-500rpm；

㈡按設(shè)定的重量份將高強(qiáng)度體系各組分進(jìn)行加熱攪拌混合均勻得到高強(qiáng)度體系；加熱溫度為85-87℃，攪拌速度為250-300rpm；

㈢將導(dǎo)熱絕緣材料基體與高強(qiáng)度體系按設(shè)定的配比進(jìn)行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.08-0.1MPa，加熱溫度為50-70℃。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

前述的高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料，增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或一種以上混合物；活性稀釋劑為烷基縮水甘油醚、辛葵酸縮水甘油酯、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、甲苯縮水甘油醚、蓖麻油多縮水甘油醚中的一種或一種以上混合物；相容劑為馬來(lái)酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯(lián)劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑、甲基乙烯基二氯硅烷偶聯(lián)劑、甲基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或一種以上混合物；流平劑為異佛爾酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有機(jī)改性聚硅氧烷中的一種或一種以上混合物。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的導(dǎo)熱絕緣材料具有強(qiáng)度高、絕緣性能好的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本發(fā)明的高強(qiáng)度體系能有效增強(qiáng)導(dǎo)熱絕緣材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及缺口沖擊強(qiáng)度，當(dāng)由高強(qiáng)度體系加入導(dǎo)熱絕緣材料基體后，能使本發(fā)明導(dǎo)熱絕緣材料拉伸強(qiáng)度提高至少1.5倍以上，彎曲強(qiáng)度提高至少1.3倍以上，缺口沖擊強(qiáng)度提高至少1.3倍以上，拉伸強(qiáng)度可達(dá)95-98MPa，彎曲強(qiáng)度可達(dá)120-128MPa，缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)5.5-6MPa。但“納米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氫硅油、羥基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸銨、短切玻璃纖維、納米蒙脫土、氣相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韌劑”組成的高強(qiáng)度體系加入后導(dǎo)熱絕緣材料的結(jié)構(gòu)存在破損和塌陷，導(dǎo)熱系數(shù)有所下降；而加入活性稀釋劑、相容劑、偶聯(lián)劑、流平劑和混合氯化稀土后可以提高其與導(dǎo)熱絕緣材料基體的相容性，使導(dǎo)熱絕緣材料的結(jié)構(gòu)更規(guī)整，導(dǎo)熱系數(shù)有所提高，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到7.5～7.9。綜合結(jié)果顯示，當(dāng)本發(fā)明高強(qiáng)度體系的加入量為導(dǎo)熱絕緣材料基體重量的3.2-3.4％時(shí)，導(dǎo)熱絕緣材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度以及導(dǎo)熱系數(shù)能達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度以及導(dǎo)熱系數(shù)均較優(yōu)。另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本發(fā)明高強(qiáng)度體系的加入還能有效改善導(dǎo)熱絕緣材料的耐高溫性能，耐熱等級(jí)可達(dá)200-230℃；另外，還能有效提高導(dǎo)熱絕緣材料的防靜電性能，獲得了意想不到的技術(shù)效果。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)加入高強(qiáng)度體系，可以提高導(dǎo)熱絕緣材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、耐高溫性能以及抗靜電性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例是一種高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料，包括導(dǎo)熱絕緣材料基體和高強(qiáng)度體系，高強(qiáng)度體系的加入量為導(dǎo)熱絕緣材料重量的3.2％。

導(dǎo)熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.5份、氧化鎂5.5份、碳化硅2.1份，硅烷偶聯(lián)劑3.1份、硝酸鈣2.4份、對(duì)苯二酚4.1份、乙酸鎳3.8份、乙醇12份、環(huán)氧樹脂14份、二甲基丙烯酰胺5.1份、偏硅酸鈉2.2份、苯三唑6.1份。

高強(qiáng)度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.7份，乙氧基化烷基胺21份，甲基含氫硅油61份，羥基聚二甲基硅氧烷4.7份，乙烯基三甲氧基硅烷8.7份，聚磷酸銨2.5份，納米蒙脫土3.2份，氣相法白炭黑3.5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.6份，烷基酚聚氧乙烯醚5.1份，增韌劑1.7份，活性稀釋劑1.1份，相容劑2.5份，偶聯(lián)劑1.2份，流平劑1.1份，混合氯化稀土0.3份；納米二氧化硅的粒徑為20nm，納米蒙脫土的粒徑為20nm。

其中，增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體；活性稀釋劑為烷基縮水甘油醚；相容劑為馬來(lái)酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯(lián)劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑；流平劑為異佛爾酮。

本發(fā)明高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設(shè)定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯(lián)劑、硝酸鈣、對(duì)苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環(huán)氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機(jī)中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為40℃，攪拌速度為300rpm；

㈡按設(shè)定的重量份將高強(qiáng)度體系各組分進(jìn)行加熱攪拌混合均勻得到高強(qiáng)度體系；加熱溫度為85℃，攪拌速度為250rpm；

㈢將導(dǎo)熱絕緣材料基體與高強(qiáng)度體系按設(shè)定的配比進(jìn)行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.08MPa，加熱溫度為50℃。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是一種高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料，包括導(dǎo)熱絕緣材料基體和高強(qiáng)度體系，高強(qiáng)度體系的加入量為導(dǎo)熱絕緣材料重量的3.3％。

導(dǎo)熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.6份、氧化鎂5.6份、碳化硅2.2份，硅烷偶聯(lián)劑3.2份、硝酸鈣2.5份、對(duì)苯二酚4.2份、乙酸鎳3.9份、乙醇13份、環(huán)氧樹脂15份、二甲基丙烯酰胺5.2份、偏硅酸鈉2.3份、苯三唑6.2份。

高強(qiáng)度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.8份，乙氧基化烷基胺22份，甲基含氫硅油62份，羥基聚二甲基硅氧烷4.8份，乙烯基三甲氧基硅烷8.8份，聚磷酸銨2.6份，納米蒙脫土3.3份，氣相法白炭黑3.6份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.7份，烷基酚聚氧乙烯醚5.2份，增韌劑1.8份，活性稀釋劑1.2份，相容劑2.6份，偶聯(lián)劑1.3份，流平劑1.2份，混合氯化稀土0.4份；納米二氧化硅的粒徑為25nm，納米蒙脫土的粒徑為25nm。

其中，增韌劑為氯化聚乙烯；活性稀釋劑為辛葵酸縮水甘油酯；相容劑為馬來(lái)酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯(lián)劑為甲基乙烯基二氯硅烷偶聯(lián)劑；流平劑為二丙酮醇。

本發(fā)明高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設(shè)定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯(lián)劑、硝酸鈣、對(duì)苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環(huán)氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機(jī)中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為50℃，攪拌速度為400rpm；

㈡按設(shè)定的重量份將高強(qiáng)度體系各組分進(jìn)行加熱攪拌混合均勻得到高強(qiáng)度體系；加熱溫度為86℃，攪拌速度為280rpm；

㈢將導(dǎo)熱絕緣材料基體與高強(qiáng)度體系按設(shè)定的配比進(jìn)行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.09MPa，加熱溫度為60℃。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是一種高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料，包括導(dǎo)熱絕緣材料基體和高強(qiáng)度體系，高強(qiáng)度體系的加入量為導(dǎo)熱絕緣材料重量的3.4％。

導(dǎo)熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.7份、氧化鎂5.7份、碳化硅2.3份，硅烷偶聯(lián)劑3.3份、硝酸鈣2.6份、對(duì)苯二酚4.3份、乙酸鎳4份、乙醇14份、環(huán)氧樹脂16份、二甲基丙烯酰胺5.3份、偏硅酸鈉2.4份、苯三唑6.3份。

高強(qiáng)度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.9份，乙氧基化烷基胺33份，甲基含氫硅油63份，羥基聚二甲基硅氧烷4.9份，乙烯基三甲氧基硅烷8.9份，聚磷酸銨2.7份，納米蒙脫土3.4份，氣相法白炭黑3.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.8份，烷基酚聚氧乙烯醚5.3份，增韌劑1.9份，活性稀釋劑1.3份，相容劑2.7份，偶聯(lián)劑1.4份，流平劑1.3份，混合氯化稀土0.5份；納米二氧化硅的粒徑為30nm，納米蒙脫土的粒徑為30nm。

其中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三縮水甘油醚；相容劑為馬來(lái)酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯(lián)劑為甲基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑；流平劑為聚二甲基硅氧烷。

本發(fā)明高強(qiáng)度導(dǎo)熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設(shè)定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯(lián)劑、硝酸鈣、對(duì)苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環(huán)氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機(jī)中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為60℃，攪拌速度為500rpm；

㈡按設(shè)定的重量份將高強(qiáng)度體系各組分進(jìn)行加熱攪拌混合均勻得到高強(qiáng)度體系；加熱溫度為87℃，攪拌速度為300rpm；

㈢將導(dǎo)熱絕緣材料基體與高強(qiáng)度體系按設(shè)定的配比進(jìn)行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.1MPa，加熱溫度為70℃。

將實(shí)施例1-5所得材料進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。