[发明专利]一种高导热3D骨架泡沫填充的树脂基复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种高导热3D骨架泡沫填充的树脂基复合材料及制备方法，该方法包括3D骨架泡沫件和阳极金属片表面预处理，以及3D骨架泡沫件电沉积和真空浸渍，具体为：采用清洗剂和金属脱脂剂分别对3D骨架泡沫件和阳极金属片表面进行处理，用水和乙醇分别超声清洗干净，烘干待用；配置电沉积液，利用电沉积设备调节合适的电沉积的温度、时间、电流和搅拌速度；将电沉积完成后的3D骨架泡沫件通过液相真空浸渍的方式与树脂体系共聚，控制浸渍的时间和温度，待浸渍完成后，将复合材料常温固化成型。本发明通过电沉积与真空浸渍协同的方式提高纯3D骨架泡沫填充的复合导热材料的导热系数和耐摩擦性能。

技术领域

本发明属于导热复合材料技术领域，涉及一种高导热3D骨架泡沫填充的树脂基复合材料及制备方法。

背景技术

3D骨架泡沫填充的复合导热材料因其具有较好的导热性、耐摩擦性、力学性、三维立体通孔结构、比表面积大、孔隙率高、易加工等特性，被广泛应用于CPU散热、显卡散热、相变储能材料、LED散热、红外燃烧器面板等领域。但简单的将3D骨架泡沫复合树脂得到的导热复合材料越来越不能满足现代散热领域的需求。纯3D骨架泡沫填充的复合导热材料的导热通路较窄，同时加上界面热阻的存在会使得粒子的通过速率大大降低，从而使得复合材料的导热性能下降。纯3D骨架泡沫填充的复合导热材料还会因为没有第二相强化导致机械性能降低。高导热填料填充还会因为很难和基体树脂紧密结合，比表面积大容易发生团聚现象以及界面问题等使得复合材料的导热性不能达到很好的效果。

专利CN105603248A公开了一种泡沫石墨烯骨架增强铜基复合材料及制备方法，所述复合材料由泡沫衬底、石墨烯强化层、基体材料组成，泡沫衬底为泡沫金属或泡沫陶瓷或泡沫碳，石墨烯强化层为石墨烯膜或石墨烯与金刚石、碳纳米管的复合，基体材料为铜及铜合金，但该专利对于陶瓷泡沫是通过沉积金属打底层来使泡沫具备一定的导电导热性，并未考虑到金属层和陶瓷层之间的粘结力。专利CN108358185A公开了一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，该专利将丝瓜络棉体浸入自制悬浮液中，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体，向丝瓜络棉体中滴入铝熔体，将填充铝的丝瓜络棉体放入马弗炉中，得到丝状泡沫铝模板，将丝状泡沫铝模板作为阳极，石墨棒作为阴极，电解氧化得到阳极氧化铝泡沫模板，将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂混合得到混合树脂，将混合树脂熔体浇注于阳极氧化铝泡沫模板上，得到泡沫炭预成型体，将泡沫炭预成型体放入管式炉中，得到增韧高导热泡沫炭，但该专利的制备方式较为适合炭泡沫，对于金属泡沫等并不能通过此方式增强其导热、导电性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高导热3D骨架泡沫填充的树脂基复合材料及制备方法，本发明通过电沉积与真空浸渍协同的方式提高纯3D骨架泡沫填充的复合导热材料的导热系数和耐摩擦性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高导热3D骨架泡沫填充的树脂基复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)3D骨架泡沫件表面预处理：采用清洗剂和金属脱脂剂分别对3D骨架泡沫件表面进行处理，除去3D骨架泡沫件表面的油污以及使得表面具备一定的粗糙度，再用水和乙醇分别超声清洗干净，烘干待用，最后称量记录；

(2)阳极金属片表面预处理：采用清洗剂和金属脱脂剂分别对阳极金属片表面进行处理，再用水和乙醇分别超声清洗干净，最后烘干待用；

(3)3D骨架泡沫件电沉积：先配置电沉积液，利用电沉积设备调节合适的电沉积的温度、时间、电流和搅拌速度，设备连通后，阳极金属片电离出金属离子沉积到3D骨架泡沫件上；

(4)3D骨架泡沫件真空浸渍：配置树脂体系，再将电沉积完成后的3D骨架泡沫件通过液相真空浸渍的方式与树脂体系共聚，控制浸渍的时间和温度，待浸渍完成后，将复合材料常温固化成型。