[发明专利]一种阻燃型高导热复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，特别涉及一种阻燃型高导热复合材料的制备方法。

背景技术

氢氧化镁是一种应用前景好的高聚物基复合材料的无机阻燃填料。与氢氧化铝一样，氢氧化镁阻燃剂是依靠受热时化学分解吸热和释放出水而起到阻燃作用的，因此具有无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定，不产生二次污染等优点。

可膨胀石墨是塑料材料良好的阻燃剂，其具有无毒、无污染等特点，单独使用或与其他阻燃剂混合使用都可达到理想的阻燃效果。可膨胀石墨在达到同样阻燃效果时，用量远小于普通阻燃剂。其作用原理是:在高温时，可膨胀石墨急剧膨胀，窒息了火焰，同时其生成的石墨膨体材料覆盖在基材表面，隔绝了热能辐射和氧的接触;其夹层内部的酸根在膨胀时释放出来，也促进了基材的炭化，从而通过多种阻燃方式达到良好的效果。

高导热环氧树脂复合物广泛应用于电子元器件灌封、干式变压器线圈浇注成型、电机绕组端部保护灌封、电力电缆接头绝缘处理等既需要绝缘又要导热的材料领域。目前市面上的高导热环氧树脂复合物主要由环氧树脂、固化剂、增韧剂和导热无机粉体混合配制而成。目前市面上的高导热环氧树脂复合物的导热系数只有0.5~0.7W/(m·K)左右，冲击强度只有10~15kJ/m²，且阻燃性相对比较差，并不能满足在当代环境保护和可持续发展要求的浪潮下，电子仪器及设备日益超轻、薄，向着短、小方面发展中提出仍能高可靠性地正常工作的要求。

在现有的高导热复合树脂中添加氢氧化镁和可膨胀石墨，优化配方后，通过它们协同作用可以把它的优异的阻燃性能增强到高导热复合材料上面从而制备出阻燃型高导热复合材料。这种方法既保证复合物的热变形温度、导热系数、高温力学性能和耐冲击韧性同时又满足环保阻燃性的使用要求。本发明的这个思路未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种阻燃型高导热复合材料的制备方法。

具体步骤为：

(1) 按照以下质量比称取原料，液体环氧树脂:增韧剂:固化剂:促进剂:高导热无机粉体:金属氢氧化物:可膨胀石墨=110:8~16:80~110:0.4~0.6:300~500:6~14:30~40。

(2) 将步骤(1)称取的液体环氧树脂投入第一个薄层脱泡釜中，开动搅拌，升温至85~95℃时依次投入二分之一量步骤(1)称取的高导热无机粉体、金属氢氧化物和可膨胀石墨，搅拌均匀后于100~105℃且100~200Pa条件下减压脱泡至无气泡放出为止，得到A组分。

(3) 将步骤(1)称取的增韧剂和固化剂投入第二个薄层脱泡釜中，开动搅拌后投入步骤(1)称取的促进剂，升温至80~90℃时依次投入剩余量步骤(1)称取的高导热无机粉体、金属氢氧化物和可膨胀石墨，搅拌均匀后于90~95℃且100~200Pa条件下减压脱泡至无气泡放出为止，得到B组分。

(4) 将步骤(2)制得的A组分转移到第三个薄层脱泡釜中，开动搅拌，控制物料温度稳定在80~90℃后，再投入步骤(3)制得的B组分，在80~85℃且100~200Pa条件下搅拌脱泡0.5小时，最后在150℃下固化5小时，即制得阻燃型高导热复合材料。

所述液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂中的一种或多种。

所述增韧剂为脂肪族聚醚多元醇、芳香族聚醚多元醇和二缩三乙二醇缩水甘油醚中的一种或多种。

所述固化剂为甲基四氢化邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐或甲基耐迪克酸酐。

所述促进剂为N,N,-二甲基苄胺或液体咪唑。

所述高导热无机粉体为350~900目的氧化铝粉、氮化铝粉和氮化硼粉中的一种或多种。

所述金属氢氧化物为氢氧化镁、氢氧化铝和氢氧化锌中的一种或多种。

所述可膨胀石墨是尺寸为10~100μm的可膨胀石墨片状粉末。

本发明的制备方法操作容易，设备简单，制造成本低，且所制得的复合材料既保持了优良的导热系数和力学性能，又具有良好的阻燃性。

具体实施方式

实施例：

(1) 按照以下质量称取原料，CYD128环氧树脂110kg，二缩三乙二醇缩水甘油醚12kg，甲基四氢化邻苯二甲酸酐95kg，N,N,-二甲基苄胺0.5kg，500目氧化铝粉400kg，氢氧化镁10kg和可膨胀石墨30kg。