球形氧化铝填充聚氨酯制备导热塑料

以聚氨酯为基材,球形氧化铝为导热填料,制备了填充型热固性塑料,研究了氧化铝填充量、表面处理对复合材料导热性能的影响,比较了不同粒径氧化铝填充的导热塑料的导热性能,并进行了两者复配研究。结果表明:聚氨酯复合材料的导热系数是导热通道的形成与界面层阻碍效应相互作用的结果;当氧化铝填充总量为600质量份且m(BAK–0100):m(BAK–0300)为1:2,并经过占总填料质量1.5%的KH560改性后,所得材料的导热系数高达2.51 W/(m·K)。     

高导热系数聚丙烯复合材料的制备及研究

将氧化镁、氧化铝和石墨分别与聚丙烯熔融共混制备导热复合材料,考察了填料种类、基体黏度和增容改性对复合材料导热系数(λ)的影响。结果表明:增加填料含量能逐渐提高λ,且填料的λ直接决定了复合材料的λ;基体黏度越高,复合材料导热性能提高越显著;对氧化镁和氧化铝进行表面改性同时加入增容剂,可以明显减少填料的团聚,形成更多的有效网链,能有效提高复合材料的导热性能。探究了将氧化镁和氧化铝分别与石墨复配来制备高λ的复合材料,发现少量石墨与无机填料复配可以大幅提高复合材料的λ,当聚丙烯/增容剂/氧化镁/石墨质量比为30/10/50/10时,λ达到1.267 W/(m K),比不添加石墨时提高了50%;而对于氧化铝和石墨的复配体系,λ为0.622 W/(m K),相比于未添加石墨时增加了60%。     

LED用低热阻硅脂的制备

选用合适粒径的氮化铝和氧化铝为混杂导热填料、使用自制的硅烷低聚物为表面处理剂,以溶液插层法对混杂导热填料进行表面改性;然后与甲基苯基硅油混合制备了LED用低热阻导热硅脂。研究了导热填料的种类、粒径、表面处理剂种类及用量对导热硅脂的热导率和黏度的影响。采用LED灯作为实际测试平台表征了导热硅脂的导热性能。结果表明,当填料总质量分数为90.9%,粒径为5μm的氮化铝与粒径为1μm的氧化铝作混合填料且质量比为2.8∶1时,导热硅脂的热导率和黏度有较好的平衡;使用填料质量0.5%的硅烷低聚物对氮化铝和氧化铝混合填料进行表面处理有较好的处理效果;自制10号硅脂样品的黏度（25℃）为174 Pa·s,热阻为1.94℃/W,热导率为4.31 W/m·K。     

显示器件用导热聚酯涂料的研究

以氧化铝颗粒和二氧化硅颗粒作为混合导热填料,制备了具有良好导热性、附着力的绝缘聚酯清漆。研究了涂料的附着力、导热性以及固化性能等。结果表明:2种填料对清漆固化反应没有影响,填料在增强涂层导热性的同时降低了涂层的附着力和绝缘性能。综合考虑总填料添加量为40%,且2种填料质量比为1∶1时,涂层保持附着力2级,同时导热系数达到2.2 W/(m.K),为本实验最优配方。     

高导热聚酰亚胺薄膜的制备及性能表征

使用KH550表面改性微米级氮化硼、亚微米级和纳米级氧化铝,再将这三种导热填料按照质量比5:3:2的比例加入聚酰胺酸溶液中制备高导热聚酰亚胺薄膜,并对不同填料添加量的聚酰亚胺薄膜进行了一系列表征.结果表明:复合填充可以显著提高薄膜的导热系数,并保持薄膜原有的绝缘强度和耐热性能,拉伸强度下降.当填充量为50％时,薄膜的导热系数为0.78 W/m·K,绝缘强度为250 V/μm,初始分解温度为570℃,拉伸强度为147 MPa.     

导热尼龙6材料的制备与性能

以氧化铝(Al2O3)和碳化硅(Si C)为导热填料,采用熔融挤出法先制备了氧化铝或碳化硅单独填充导热尼龙6材料,然后再把氧化铝和碳化硅按一定比例复配,制备了复配导热尼龙6材料。研究了复合材料的导热性能、机械性能、流动性、热性能和扫描电子显微镜(SEM)照片。结果表明,复合材料的导热系数随着填料含量的增加而增大。当60%的碳化硅填充PA6材料时,导热PA6材料的导热系数最高在1. 229 W/(m·K);当氧化铝和碳化硅复配时,对导热PA6材料的导热系数提高无明显效果。     

同向非对称双螺杆混合石墨增强导热高分子材料性能研究

选用粒径为15 μm的鳞片石墨和3 μm的氧化铝(Al2O3)为导热填料,采用新型同向非对称双螺杆挤出机为加工设备,在石墨填充量为10 %（质量分数,下同）而Al2O3填充量为10 %~50 %范围内,制备聚丙烯(PP)/Al2O3和PP/Al2O3/石墨导热高分子材料并进行性能测试。结果表明,添加少量石墨,在Al2O3填充量低时可增强导热高分子材料的拉伸强度,石墨与Al2O3的混杂减缓了拉伸强度下降的速率,改善了导热高分子材料的弯曲和冲击性能;PP/Al2O3/石墨的熔体流动速率比PP/Al2O3的小,PP/Al2O3/石墨比PP/Al2O3的负载热变形温度升高约15 %。     

BN填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究

以聚酰胺6（PA6）为基体, 氮化硼（BN）作为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。研究了BN含量、粒径、形状和不同BN粒径复配对复合材料导热性能的影响,并研究了BN含量和粒径对复合材料绝缘性能的影响。结果表明,在各种粒径下,复合材料热导率均随BN填充量的增加而增大;在BN粒径为5 μm、填充量为25 %（体积分数,下同）时,复合材料热导率达到1.2187 W/(m·K);在BN填充量相同时,填料粒径对复合材料热导率的影响不是简单的单调规律,呈现50、100 μm时较小,1、5、15 μm时较大,150 μm时最大的规律;片状BN填料比球状BN填料更有利于提高复合材料的热导率;2种不同粒径填料复配所填充的复合材料的热导率大于单一粒径填充的复合材料;5 μm与150 μm粒径BN复配,在填充量为20 %,配比为1:3时,复合材料的热导率最大,达到1.3753 W/(m·K),为纯PA6的4.9倍;在不同BN含量和粒径下,复合材料体积电阻率均能达到10000000000000 Ω·cm以上,满足绝缘性能。     

高填充改性复合材料导热预测模型的建立及应用

在对高填充改性复合材料导热过程进行研究的基础上，建立了基于串并联/并串联模型并考虑了界面热阻作用的高填充改性复合材料导热预测模型。借助于双转子连续混炼机制备两种氧化铝粒径不同填充量的聚丙烯/氧化铝（PP/Al₂O₃）复合材料，运用激光导热仪对其导热性能进行了表征，并与模型预测结果进行了对比。结果表明，所建立的模型对高填充复合材料的导热性能的预测具有较高的准确性；当氧化铝填充量较低时，模型中的界面热阻因子最高；随着氧化铝填充量增加，界面热阻因子显著降低；当氧化铝填充量继续增加时，界面热阻因子逐渐降低并趋于稳定；高填充量下相同制备工艺下同种填充改性复合材料的界面热阻近似相同。     

高导热高阻燃聚氨酯灌封胶的制备与性能研究

以正己基三甲氧基硅烷（HTTS）为表面活化剂制备了改性氧化铝和改性聚磷酸铵,以提高氧化铝和聚磷酸铵在聚合物基质中的分散性。在此基础上,以聚丙二醇、蓖麻油为羟基组分,改性氧化铝为导热填料,改性聚磷酸铵为阻燃剂,多亚甲基多苯基异氰酸酯为固化剂,再加上催化剂、消泡剂和分子筛,制备得到了双组分聚氨酯灌封胶。研究了HTTS、R值、导热填料和阻燃剂的添加量对聚氨酯灌封胶性能的影响规律。研究结果表明：当HTTS的添加量分别为2.0%和2.5%时,改性氧化铝和改性聚磷酸铵的活化效果较好;当R值1.15时,聚氨酯灌封胶的拉伸强度为2.76 MPa,断裂伸长率为254%;当改性氧化铝和改性聚磷酸铵的添加量分别为70%和8%时,聚氨酯灌封胶的导热系数为2.11 W/（m·K）,阻燃级别达到UL-94 V0级,极限氧指数为28.5%。此外,所制备的聚氨酯灌封胶具有优异的稳定性,在50℃下储存30 d,A组分和B组分的旋转黏度分别在18～26 Pa·s和400～700 mPa·s的合理范围内波动。最后,所制备的聚氨酯灌封胶的体积电阻率为5.1×1013Ω·cm,吸水率为0.21%,凝胶时间为49 min,邵D硬...     

氧化铝及碳纤维对EPDM/MVQ共混胶性能的影响

选用EPDM/MVQ共混胶为基体,研究了氧化铝、碳纤维/氧化铝对EPDM/MVQ共混胶力学性能、导热性能及导电性能的影响。结果表明,随着氧化铝用量的增加,共混胶的力学性能下降,导热性能增加,电阻变化不大;当氧化铝用量为200份时,复合材料的拉伸强度达到4.5MPa,导热系数达到1.1W/(m·k),选用氧化铝/碳纤维混合填料体系,当氧化铝和碳纤维的用量分别为100份和15份时,复合材料的拉伸强度达到4.8MPa,导热系数达到0.66 W/(m·k)。     

Preparation of polydimethylsiloxane‐coated α‐alumina fillers with cold plasma for elastomer thermal interface materials

A novel method for the organic modification of a ceramic thermal conductive filler (α‐alumina) with cold plasma was developed for the preparation of elastomer thermal interface materials with high thermal conductivities and low moduli. The α‐alumina fillers were first coated with low‐molecular‐weight polydimethylsiloxane (PDMS) by solution dispersion and then treated in argon plasma for different time. The modified α‐alumina fillers were characterized with high‐resolution transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, and X‐ray photoelectron spectroscopy. The results revealed that a thin PDMS film with several nanometers thick was tightly coated on the surface of the alumina filler after plasma treatment, and this thin film could not be removed by 48 h of Soxhlet extraction with n‐hexane at 120°C. Plasma modification of the alumina could dramatically weaken the strength of the filler–filler networks and, thus, remarkably reduce the modulus of the alumina‐filled silicone rubber composites but did not affect the thermal conductivity of the composites. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

无机填料的表面处理及其在导热天然橡胶复合材料中的应用

用季戊四醇、丙三醇和钛酸酯偶联剂分别对氧化铝、氧化镁和高岭土进行表面改性,并将改性填料填充天然橡胶(NR)制备了导热复合材料,考察了表面处理剂种类及其用量对无机填料的影响,并研究了季戊四醇改性氧化铝填充NR复合材料的硫化特性、物理机械性能和导热性能.结果表明,3种填料中季戊四醇的改性效果最好,且其用量为1.0～1.5份时对氧化铝的改性效果最佳;随着改性氧化铝填充量的增加,复合材料的最大转矩、300%定伸应力、拉伸强度和热导率均增大,当其用量为60份时,改性氧化铝填充NR复合材料的热导率比未填充NR复合材料提高了23.9%.     

低界面热阻改性氮化铝和多壁碳纳米管充填PVDF构建杂化三维网络及其导热性能强化

通过对多壁碳纳米管(MWCNT)和氮化铝(AlN)颗粒进行不同的改性,提高其分散性以及与聚偏氟乙烯(PVDF)基体的界面相容性,降低界面热阻。通过溶液共混后再用热压法将填料与基体的混合物压制成致密的薄膜,提高PVDF的导热性能。TEM测试证明改性后的填料分散性能提高,SEM证明两种填料成功地在PVDF基体中构成三维杂化网络结构。当填料含量50%时,a-AlN-PVDF复合薄膜的热导率达到原膜的300%、断裂强度变为原膜的92%。当MWCNT与AlN的体积比为1∶1、改性混合填料的质量分数为50%时,热导率变为原膜的565%,断裂强度变为原来的51%。     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。     

复合填料/聚丙烯酸酯导电压敏胶的制备与性能

针对导电胶黏剂（ECA）在实用中所遇到填料组分单一、易团聚、对基体力学性能影响较大等问题,本文利用不同组分填料间的架桥、插层等“协同”效应,将一定比例的碳黑（CB）、碳纤维（CF）、碳纳米管（CNTs）、纳米石墨微片（NanoG）复合作为导电填料加入到聚丙烯酸酯压敏胶（PSA）中,采用溶液共混法超声分散,得到填料添加量小、导电性能和力学性能良好的导电PSA。运用多种检测手段对导电PSA的电学性质、微观结构、热稳定性和力学性能进行了分析。结果表明,复合填料组成为CF 3%、NanoG 5%、CNTs 5%（均为质量分数）时,导电PSA的电导率达到3.0×10?2S/cm,180°剥离强度为0.38kN/m。     

混合填充复合材料热导率方程的推导

混合填充复合材料的导热特性好于单一填充。根据碳纳米管与纳米片状石墨在高分子基材中的分布形态, 将碳纳米管与纳米片状石墨的"桥状搭接"结构作为等效基材, 未搭接的"游离态"碳纳米管作为填料, 利用串并联热阻模型和Maxwell-Garnett等效介质法建立了混合填充复合材料的导热模型, 并通过数量级分析对热导率方程进行了简化。结果表明, 在混合填料质量分数不变的情况下, 等效热导率随纳米片状石墨的增多呈现先增加后减少的趋势, 表现出明显的协同效应;在质量分数配比不变的情况下, 等效热导率随混合填料的质量分数增大而增大。     

环氧树脂／碳化硅晶须导热复合材料的制备研究

用共混复合-浇注成型法制备环氧树脂／碳化硅晶须（EP／SiCw）导热复合材料,研究了导热填料种类、形状、用量和表面处理对复合材料的导热性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,SiCw较SiCp更易改善材料的导热性能,热导率随SiCw用量的增加而增大,当SiCw体积分数为42．1％时,复合材料热导率为0．9611W／（m·K）;力学性能随SiCw用量的增加先增加后降低。表面处理有利于提高复合材料的导热性能和力学性能。SiCw的加入使环氧树脂的耐热性提高、Tg降低。     

SiC/Al2O3/MVQ导热复合材料的制备与性能研究

分别使用碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)和SiC/Al2O3复配物制备了导热甲基乙烯基硅橡胶材料(MVQ),研究了SiC,Al2O3和SiC/Al2O3用量及表面改性对MVQ导热系数和力学性能的影响,结果表明,随导热填料用量的增大,MVQ导热系数增大;同等用量下,SiC/Al2O3/MVQ复合材料的导热性能均优于SiC/MVQ和Al2O3/MVQ;当SiC/Al2O3总用量为50份且SiC/Al2O3质量比为3/1时,复合材料导热系数为0.76 W/mK;随SC/Al2O3用量的增加,拉伸强度与拉断伸长率均降低,邵尔A硬度增大.表面处理后,复合材料导热性能得到进一步改善.