[发明专利]一种核壳结构银基导热橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种核壳结构银基导热橡胶复合材料及其制备方法，该复合材料包括橡胶基体、硫化剂、核壳结构银基导热填料。其中核壳结构银基导热填料为通过多巴胺在高导热无机填料表面自聚合形成聚多巴胺功能层，将表面包覆聚多巴胺层的导热填料置于银镀液中，加入还原剂葡萄糖溶液，通过原位化学还原法在高导热无机填料表面实现银纳米粒子沉积和包覆，制备核壳结构银基导热填料。将上述核壳结构银基导热填料加入到橡胶基体中，制备出一种高导热系数、低介电常数的橡胶复合材料。该复合材料导热性能优异，可以应用于电子封装材料上。所述制备方法操作简便、有效可控，经济环保。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种核壳结构银基导热橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

随着微电子技术的发展，电子元件向小型化及多功能化快速发展，元件组装密度越来越高，单位发热量迅速上升,电子工业迫切需要高导热系数和低介电常数的材料。聚合物材料具有质量轻、加工性能好、电绝缘性能好、成本低、能大规模生产，是制备导热材料的良好选择。但是聚合物是热的不良导体，构建结构性导热聚合物的条件极为苛刻，很难实现工业化生产。提高聚合物导热性能的有效途径是向聚合物基体中添加高导热无机填料粒子。但是无机导热填料与聚合物的相容性很差，导致其在聚合物基体中很难均匀分散，导热性能提高不明显。因此制备一种具有良好相容性、高导热系数、低介电常数的导热填料是提高聚合物基体导热性能的关键所在。

中国专利申请“一种镀银碳纳米管导热胶黏剂及其制备方法”(专利申请号201110095401.6)采用硝酸对碳纳米管进行预处理后进行镀银，将所制备的镀银碳纳米管填充至环氧树脂中制备导热粘胶剂。所采用的强酸会破坏碳纳米管的结构，并且银层与碳纳米管之间的界面结合力较弱，在强机械作用力下易剥离。

中国专利申请“导热硅橡胶复合材料及其制备方法”(专利申请号

201711258571.5)提出用化学镀的方法在氧化铝表面镀上银粒子，再与液体硅橡胶混合均匀制备得到导热硅橡胶复合材料，其所制备的导热硅橡胶复合材料能够在相同成本的前提下大幅提高材料的热导率，但其所制备的纳米银包覆氧化铝需要对氧化铝进行敏化和活化处理，反应步骤复杂，且强酸的使用对基体材料造成破坏影响其性能，不经济环保。

发明内容

本发明目的是提供了一种核壳结构银基导热橡胶复合材料及其制备方法。

本发明是向橡胶基体中添加不同种类的核壳结构银基高导热填料，制备出高导热系数低介电常数的橡胶复合材料。导热填料表面金属化过程中，由于PDA表面酚羟基和含氮基团与银离子的络合吸附作用及PDA的弱还原性，使得银粒子能均匀稳固地生长在基体表面，基层与银层结合力强。所制备核壳结构导热填料在橡胶基体中分散良好，团聚现象较少，导热填料形成导热网络，可以在相同成本条件下大幅提高材料的热导率，并保持材料较小的介电常数和较低的硬度。本方法操作简便、有效可控，经济环保，导热性能优异，可应用于电子封装材料。

本发明的具体技术方案是，一种核壳结构银基导热橡胶复合材料，包括橡胶基体，核壳结构银基导热填料和硫化剂，其中：

橡胶基体：100质量份

硫化剂：1-5质量份

核壳结构银基导热填料：50-100质量份。

进一步，所述橡胶为天然橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶或丁腈橡胶。

进一步，所述硫化剂为通常制备橡胶弹性体采用的硫磺体系和有机过氧化物体系，其中，硫磺体系包括硫磺、氧化锌和硬脂酸等。有机过氧化物包括二(4-甲基苯甲酰)过氧化物(PMB)、过氧化二苯甲酰(BPO)、过氧化二异丙苯(DCP)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(DBPMH,也称双-2,5)等。