[发明专利]一种各向异性复合材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种各向异性复合材料及其制备方法，涉及复合材料技术领域，旨在解决现有复合材料导热性能无法满足市场应用需求的技术问题。所述各向异性复合材料为将连续玻璃纤维布放入改性氮化硼/碳纳米管分散液中充分浸渍后，与树脂基体混合料混合，并按照预设方向进行排列，高温固化后获得；按重量份计，所述改性氮化硼/碳纳米管分散液包括：20‑40份导热填料、0.01‑1份偶联剂；其中，所述导热填料为改性氮化硼和改性碳纳米管中的至少一种。

技术领域

本申请涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种各向异性复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电力设备规模逐渐扩张和电力功率逐渐增大。由于焦耳效应，电力设备在输送电过程中会产生大量热量。如果热量无法及时有效散出，将会导致设备局部温度升高，加速设备老化进而损害设备，甚至引发火灾。因此为了提高材料的导热性能，通常将高导热材料填充至基体材料中；然而以上高导热材料及其制备方法并未对导热方向做出限定，不能控制热量向不会产生危害的方向流出。实际封装电子器件运行过程中，多方向散热反而会对周围的元件产生影响，降低电子产品的使用寿命。

因此，亟需开发一种以高分子材料为基体的各向异性复合材料。

发明内容

本申请的主要目的是提供一种各向异性复合材料及其制备方法，旨在解决现有复合材料导热性能无法满足市场应用需求的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提出了：一种各向异性复合材料，所述复合材料为将连续玻璃纤维布放入改性氮化硼/碳纳米管分散液中充分浸渍后，与树脂基体混合料混合，并按照预设方向进行排列，高温固化后获得；按重量份计，所述改性氮化硼/碳纳米管分散液包括：

20-40份导热填料、0.01-1份偶联剂；

其中，所述导热填料为改性氮化硼和改性碳纳米管中的至少一种。

作为本申请一些可选实施方式，所述树脂基体混合料包括以下重量份组分：90-120份不饱和聚酯树脂、2-5份固化剂、20-50份废弃碳酸钙、30-50份低收缩添加剂、1-10份脱模剂。

作为本申请一些可选实施方式，所述导热填料还包括改性石墨烯、改性氧化石墨烯和改性MXene中的至少一种。

作为本申请一些可选实施方式，所述偶联剂包括KH-550偶联剂、KH-560偶联剂、A-187偶联剂、A-1100偶联剂和JH-A110偶联剂中的至少一种。

作为本申请一些可选实施方式，所述不饱和聚酯树脂包括双酚A型不饱和聚酯树脂、间苯型不饱和聚酯树脂、反丁烯二酸酯和顺丁烯二酸酯中的至少一种；所述固化剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯和1,1-二叔丁基过氧化环己烷中的至少一种；所述低收缩剂包括H870收缩剂和H892收缩剂中至少一种；所述脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙中至少一种。

作为本申请一些可选实施方式，所述废弃碳酸钙的表面包括酯基和羟基中至少一种官能团。

作为本申请一些可选实施方式，本申请所述复合材料的垂直导热系数为6.65-7.16W/(m·K)，水平导热系数为13.31-16.36W/(m·K)。

为解决上述技术问题，本申请实施例还提出了：一种如上所述各向异性复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将玻璃纤维布浸入改性氮化硼/碳纳米管分散液中，待乙醇挥发后与聚酯树脂、固化剂、废弃碳酸钙、低收缩添加剂和脱模剂的混合料进行复合，并按照预设方向进行排列，固化处理，获得复合材料。

作为本申请一些可选实施方式，所述改性氮化硼/碳纳米管分散液通过如下步骤制备获得：

将六方氮化硼、碳纳米管、硅烷偶联剂、乙醇和水混合均匀，在60℃下搅拌2小时得到稳定悬浮的改性氮化硼/碳纳米管分散液。