[发明专利]一种稀土改性高导热环氧复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土改性高导热环氧复合材料及其制备方法，其特征在于：其热导率为1.4‑2.5W/m·k，60℃的粘度为2100‑4600Pa.s，线膨胀系数为40‑50ppm/k，拉伸强度为70‑90N/mm²。本发明采用两种及以上不同形貌和粒径的填料混合使用，通过使用表面处理剂、表面活化剂处理填料，增强导热填料之间以及导热填料和基体的相互作用，利用不同导热填料的协同效应达到比单一导热填料更高的热导率，为改善体系的粘度和防止导热填料沉降，配方有针对性的设计了粘度调节剂、活性稀释剂和触变剂，通过配方整体配比的优化调整，设计出一款导热优良的环氧复合材料，有效的解决了环氧复合材料的高导热和实际施工应用问题。

技术领域

本发明属于环氧树脂改性技术领域，具体涉及一种稀土改性高导热环氧复合材料及其制备方法。

背景技术

稀土永磁电机由于稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力，使得其具有体积小、重量轻、效率高、特性好等一系列优点，是市场的主流电机。但是，大中型高压稀土永磁发电机在运行过程中大电流导致的发热与传热，如果电机绝缘材料不能及时将热量传出，将直接影响到其工作效率、使用寿命和可靠性等重要指标。因此，电机绝缘材料的导热性已成为现代电机技术发展急需解决的问题。

稀土永磁电机用高导热绝缘材料主要是双酚A型环氧树脂，但是，由于环氧树脂本身热导率低(0.17-0.23W/m·K)，工业上一般采用SiO₂粒子进行高含量填充改性，其热导率在0.7W/m·K～0.9W/m·K。近年来，随着稀土永磁电机技术的飞速发展，对大功率、小体积、高效率等的追求使得传统环氧树脂无法满足传热导热要求，因此，需要对其进行进一步改性，开发具有高热导率的环氧复合材料并能满足实际应用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种稀土改性高导热环氧复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述稀土改性高导热环氧复合材料的制备方法。

本发明的技术方案之一如下：

一种稀土改性高导热环氧复合材料，其热导率为1.4-2.5W/m·k，60℃的粘度为2100-4600Pa.s，线膨胀系数为40-50ppm/k，拉伸强度为70-90N/mm²，

其原料由包括双酚A型环氧树脂、酸酐类固化剂、依次经表面活性剂和表面处理剂处理的导热填料、粘度调节剂、触变剂和活性稀释剂在内的原料制成；

上述导热填料包括二氧化硅、三氧化二铝、氮化铝和氧化锌中的至少两种；

上述表面处理剂为硅烷偶联剂和/或钛酯酸偶联剂；

上述表面活化剂为双氧水和/或氢氧化钠；

上述粘度调节剂为稀土氧化物；

上述触变剂为氧化镁和/或气相二氧化硅；

上述活性稀释剂为聚乙醇二缩水甘油醚和/或二缩水甘油基苯胺。

在本发明的一个优选实施方案中，所述导热填料包括球形颗粒且中值粒径D50为18-22μm的二氧化硅、非球形颗粒且500目的三氧化二铝、非球形颗粒且1000目的氮化铝和六边纤锌矿结构且325目的氧化锌中的至少两种，利用不同形貌和粒径的填料协同构建导热网络结构，达到比单一导热填料更高的热导率和性价比

在本发明的一个优选实施方案中，所述稀土氧化物为球形颗粒，其中值粒径D50＝1.8-2.2μm。

进一步优选的，所述稀土氧化物的中值粒径D50＝2.0μm。

在本发明的一个优选实施方案中，所述触变剂为球形颗粒且5000目的氧化镁和/或球形颗粒且中值粒径D50为18-22nm的气相二氧化硅。