低硬度高导热硅橡胶的性能研究

使用氮化硅和甲基乙烯基硅橡胶制备了导热硅橡胶材料。结果表明,以氮化硅总用量300份,小粒径氮化硅/大粒径氮化硅用量各占1/2,制备的导热硅橡胶邵尔A硬度为86度,导热率为1.629 W/(m·K)。通过加入15份羟基硅油和6份二苯基硅二醇,制备的导热硅橡胶二段硫化前导热率为1.242 W/(m·K),邵尔A硬度为58度;二段硫化后导热率为1.217 W/(m·K),邵尔A硬度为66度。二段硫化对导热硅橡胶导热率的影响不大。     

高填充石墨烯纳米片/硅橡胶复合材料的结构与性能

通过机械共混法将石墨烯纳米片分散至30 000 m Pa·s乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷中,并制备了石墨烯纳米片/硅橡胶复合材料。对其微观形貌进行了表征,并考察了复合材料的性能。结果发现,随石墨烯纳米片用量的增加,复合材料的熔点逐渐下降,结晶度呈现先升后降的趋势。当石墨烯纳米片填充量达30份时,复合材料的导热和导电性能明显提升,当填充80份时,石墨烯纳米片/硅橡胶复合材料的热导率和体积电阻率分别达到2. 648 W/(m·K)和0. 156Ω·cm。     

填充氧化铝粉的高导热软质硅橡胶材料的制备

通过在软质硅橡胶中填充氧化铝粉制备了导热硅橡胶复合材料,分析了导热材料的热导率和硬度与氧化铝粉的粒径及填充量之间的关系,并对其变化趋势进行了探讨。结果表明,当不同粒径氧化铝的质量配比75μm/40μm/2μm为6/2/2时,氧化铝在硅橡胶中的填充质量分数可达到最高的80%,从而提高了硅橡胶的导热性能,此时硅橡胶复合材料的热导率为4.02 W/m·K,邵尔00硬度为78,可以满足电子元器件对于高导热、超柔软散热材料的需求。     

脱醇型室温硫化导热硅橡胶的研究

采用氧化锌(ZnO)为导热填料,研究了填料对脱醇型室温硫化(RTV)硅橡胶力学性能、导热性能的影响.结果表明,在满足加工性能的前提下,随着填料用量的增加,硫化后硅橡胶的拉伸强度显著提高,由ZnO填充量10份时的0.55MPa增大至2.53MPa,而断裂伸长率下降,由309%下降至209%,100%定伸应力、硬度、撕裂强度均随填料填充量的增加而增加.随着导热填料ZnO用量的增加,RTV硅橡胶的热导率逐渐升高,当用量70份时,热导率达2.142W/m*K;随着温度的升高,填充70份ZnO的硅橡胶的热导率呈现出逐渐升高的趋势,在30℃时为2.29W/m*K,而在150℃时,热导率升高至5.9W/m*K.     

导热PE-LD复合材料的制备与性能研究

采用低密度聚乙烯(PE-LD)为基体材料,石墨、Al N为导热填充材料,通过双辊混炼、模压制备了导热复合材料,并对该复合材料的导热性能、力学性能、热行为进行了分析。结果表明,随着石墨或Al N含量的增加,PE-LD/石墨复合材料和PE-LD/Al N复合材料的热导率逐渐增大;PE-LD/石墨复合材料的热导率高于PE-LD/Al N复合材料的热导率。当石墨与Al N的总质量分数为50%、石墨与Al N的质量比为4∶1时,PE-LD/石墨/Al N复合材料的拉伸强度、弯曲强度均达到最大值,分别为12.8,17.15 MPa;此时PE-LD/石墨/Al N复合材料的热导率达到最大值,为0.618 W/(m·K),略低于添加质量分数50%的石墨时的PE-LD/石墨复合材料的热导率[0.634 W/(m·K)];当石墨与Al N质量比为1∶4时,PE-LD/石墨/Al N复合材料的热导率为0.488 W/(m·K),高于只添加质量分数50%Al N的PE-LD/Al N复合材料的热导率[0.410 W/(m·K)]。当石墨和Al N总质量分数为50%时,随着Al N含量的增加,PE-LD的结晶度增大。     

基于碳材料的高密度聚乙烯导热材料的制备

为了提高高密度聚乙烯(PE-HD)的导热性能,扩大其应用范围,通过开炼及模压的方法将碳材料与PE-HD进行复合,详细研究了碳材料的种类、含量及复配等对复合材料热导率及拉伸性能的影响。结果表明,随着石墨含量的增加,复合材料的热导率增大,但其断裂伸长率显著下降。固定碳材料总质量分数为15%,对不同种类的碳材料进行复配,发现当碳纤维/石墨质量比为1/4时,材料的热导率达到极大值,为0.588W/(m·K),但断裂伸长率仅为36%;当乙炔炭黑/石墨质量比为1/2时,复合材料热导率达到极大值,为0.602W/(m·K),相当于石墨质量分数为20%的复合材料热导率,断裂伸长率为303%,约为石墨质量分数为20%的复合材料的3倍,这表明石墨与乙炔炭黑的适量复配在赋予PE-HD良好导热性的同时保持了其延展性。     

抗弯折发泡硅橡胶的制备及性能研究

以甲基乙烯基硅橡胶为基料、白炭黑为补强填料、羟基硅油为结构控制剂、微球为发泡剂、过氧化二苯甲酰为硫化剂、活性碳酸钙为补强剂制得热硫化发泡硅橡胶。研究了生胶中乙烯基摩尔分数,白炭黑、发泡剂和硫化剂的用量对发泡硅橡胶性能的影响。结果表明,随着乙烯基摩尔分数的增加,发泡硅橡胶的拉伸强度和拉断伸长率先升后降,且当乙烯基摩尔分数为1. 0%时出现最大值,抗弯折性能、硬度和正硫化时间(T_(c90))均逐渐提高,密度先降后升;随着白炭黑用量的增加,发泡硅橡胶的拉伸强度、拉断伸长率先升后降,且当白炭黑用量为35份时出现最大值,抗弯折性能、硬度和密度均逐渐提高;随着发泡剂用量的增加,发泡硅橡胶的抗弯折性能先升后降,拉伸强度、拉断伸长率、密度逐渐降低,T_(c90)逐渐增加;随着硫化剂用量的增加,发泡硅橡胶的抗弯折性能明显提高,拉伸强度和拉断伸长率先升后降,密度、硬度逐渐提高,T_(c90)逐渐缩短。扫描电镜对泡孔结构的分析结果验证了发泡剂用量对硅橡胶性能的影响规律。     

氧化铝和碳化硅填充硅橡胶的导热性能研究

研究氧化铝和碳化硅填充硅橡胶的导热性能。结果表明:采用不同粒径碳化硅填充硅橡胶时,随着碳化硅用量的增大,硅橡胶的热导率逐渐增大;在相同填料用量下,粒径小的碳化硅填充硅橡胶热导率高于粒径大的碳化硅填充胶;氧化铝/碳化硅并用填充硅橡胶的导热性能优于单用氧化铝填充胶;当氧化铝/碳化硅质量比为8:2、填充量为600份时,硅橡胶的导热性能最佳。     

鳞片石墨/ZnO导热PBT材料的制备及性能研究

为提高聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)材料的导热性能,采用鳞片石墨/ZnO作为导热填料制备鳞片石墨/ZnO导热PBT材料。研究单一导热材料(鳞片石墨或ZnO)和复配导热填料(鳞片石墨/ZnO)对导热PBT材料的导热性能和力学性能的影响。实验结果表明:鳞片石墨/ZnO作为复配填料能显著提高PBT材料的导热性能,当鳞片石墨/ZnO用量为50份时,导热PBT材料的导热系数为1.48 W/(m·K),较纯PBT材料的0.27 W/(m·K)提高近5.5倍,而随着鳞片石墨/ZnO用量的增加,导热PBT材料的力学性能均出现先升后降的现象,当鳞片石墨/Zn O用量为20份时,导热PBT材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均为最大值分别为77.6 MPa、101.4 MPa和6.04 k J/m2。     

改性硅微粉对加成型有机硅灌封胶性能的影响

以甲基乙烯基聚硅氧烷为基料、含氢硅油为交联剂、硅烷偶联剂为填料改性剂、改性硅微粉为导热和补强填料制得加成型有机硅灌封胶。研究了硅烷偶联剂种类、改性硅微粉粒径和用量对有机硅灌封胶性能的影响。结果表明,随着改性硅微粉平均粒径由1μm增大到20μm,有机硅灌封胶的黏度由7 712 mPa·s降至1 520 mPa·s,热导率由0.64 W/(m·K)升至0.73 W/(m·K),拉伸强度由1.70 MPa降至1.60 MPa,拉断伸长率由100%降至45%,沉降物平均质量由8 g增加到61 g;随着改性硅微粉用量从0增加到300份,有机硅灌封胶的黏度从200 mPa·s升至2 501 mPa·s,热导率从0.20 W/(m·K)升至1.05 W/(m·K),拉伸强度升高并趋于稳定,拉断伸长率先升后降;综合考虑,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作填料改性剂、200份平均粒径10μm的改性硅微粉作导热和补强填料较佳,此时有机硅灌封胶的拉伸强度为1.65 MPa,拉断伸长率为75%,黏度为2 010 mPa·s,热导率为0.65 W/(m·K),沉降物平均质量为35 g。     

导热弹性硅橡胶垫片的性能研究

试验研究氧化铝和氧化镁晶须对导热弹性硅橡胶垫片性能的影响.结果表明,当氧化铝用量为150份时,甲基乙烯基硅橡胶胶料的导热系数达到1.08 W·(m·K)-1,约为未加导热填料硅橡胶胶料的5倍;氧化铝与少量氧化镁晶须(氧化镁晶须质量分数为0.06)并用填充的硅橡胶导热性能优于氧化铝粒子填充硅橡胶,热稳定性明显提高,热膨胀系数明显减小;以氧化铝/氧化镁晶须填充的硅橡胶为基体、电子级玻璃布为增强材料制得的导热弹性垫片具有优良的导热性能和较高的撕裂强度.     

用石墨烯浆料制备导热石墨膜的研究

以石墨烯浆料为原料,采用抽滤的方法制成薄膜状石墨,比较研究了2种加压方式、热处理温度对石墨膜导热性能的影响。结果表明,高温热处理能有效提高石墨膜导热性能,1 200℃的热处理即可使热导率达到560 W/(m·K),但进一步提高温度直到3 000℃,再提高的效果有限。在1 800℃下热压可使热导率提高到910 W/(m·K),因此加压热处理对提高石墨薄膜的热导率效率更高。     

石墨及其表面改性对硅橡胶导热性能的影响

用双辊混炼机将导热填料分散到聚甲基乙烯基硅氧烷中,再配以增强剂、硫化剂等,经模压硫化制得导热硅橡胶。研究了导热填料种类、石墨的表面改性和用量以及石墨与炭黑的复配对硅橡胶导热性和力学性能的影响。结果表明,在用量相同的情况下,导热填料的导热系数越高,其填充硅橡胶的导热性越好,且硅橡胶的导热系数随导热填料用量的增加而增大。石墨的表面改性改善了石墨与硅橡胶的界面相容性,使硅橡胶的力学性能和导热性都得到提高。不同粒径及颗粒形态的炭黑与石墨复合可改善硅橡胶的导热性和力学性能,导热硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率随复合填料中炭黑用量的增加而提高,当石墨与炭黑质量比为25/5时,硅橡胶的导热系数最高,综合性能较好。     

高导热室温硫化硅橡胶的制备

以端羟基聚二甲基硅氧烷为基胶、氧化铝为导热填料、甲基三甲氧基硅烷为交联剂,制备了脱醇型导热室温硫化硅橡胶。研究了氧化铝的形状、填充量、粒径以及不同粒径配比对硅橡胶导热系数的影响。结果表明:球形氧化铝填充量最大并且对硅橡胶黏度的影响较小。随着氧化铝填充量的增大,硅橡胶导热系数提高,最佳填充量为60%。大粒径氧化铝填充的硅橡胶导热系数高于小粒径氧化铝填充的硅橡胶。如果按照m(d20)∶m(d3)=3∶7的比例混合氧化铝,制备的硅橡胶综合性能最佳,导热系数为1.39 W/(m·K),拉伸强度和断裂伸长率分别为1.98 MPa和134%。     

纳米氧化铝填充EPDM制备高性能复合材料

采用纳米氧化铝(Al_2O_3)为填料,制备不同配比的EPDM/Al_2O_3复合材料,并分别研究了复合材料的机械性能、导热系数和微观形貌。研究结果表明,随着Al_2O_3用量的增加,复合材料的力学性能表现得更为优异,导热系数也明显增加;纳米Al_2O_3的用量增加至100份,复合材料的导热系数增加至0.53 W/(m·K),压缩疲劳值增加的较少,大大降低了填料与橡胶基体之间的摩擦,因此表现出较小的热量积累。在同一配比下,填充纳米Al_2O_3的复合材料与其他填料的机械性能接近,导热系数明显增加,比炭黑N550填充复合材料的热导率高约32.3%,比聚氯乙烯(PVC)填充复合物的热导率高出57.7%。Al_2O_3填料在橡胶基体中可以均匀地分散,复合材料的交联网络较为完善,对于延长材料的使用寿命具有重要意义。     

高热导率聚丙烯/石墨复合材料的制备与性能

为了提高聚丙烯(PP)的导热性能,扩大其使用范围,采用价格低廉的商用石墨对PP进行改性,利用转矩流变仪制备了PP/石墨导热复合材料。研究了粒径为2μm和20μm的石墨及其复配对复合材料热导率及力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着石墨用量的增加而显著增大,20μm石墨填充的复合材料热导率高于2μm石墨填充的复合材料;由于石墨的各向异性,层内热导率远高于层间热导率;将两种粒径的石墨复配,固定石墨总质量分数为40%,当2μm石墨与20μm石墨质量比为1︰5时,复合材料层间和层内热导率达到最大,分别为1.125 W/(m·K)和2.897 W/(m·K),比相同用量下单一2μm石墨填充PP分别提高了121%和61%,比单一20μm石墨填充PP分别提高了3.6%和20%。随石墨用量增加,单一粒径石墨填充的复合材料拉伸强度和弯曲强度呈现先减小后增大的趋势,随复配填料中20μm石墨用量增加,复配填料填充复合材料的力学性能呈下降趋势,但弯曲强度变化不大,拉伸强度也在10 MPa以上。     

空间级加成型双组分导热硅橡胶的研制

以乙烯基硅油、含氢硅油、导热填料、铂催化剂为原料,制成了空间级加成型双组分导热硅橡胶。研究了精制方法对乙烯基硅油真空质量损失率的影响以及填料种类、用量对硅橡胶性能的影响。结果表明,采用溶剂萃取法精制乙烯基硅油,可使乙烯基硅油的真空质量损失率降至0.47%,满足空间级材料的使用要求;硅橡胶的较佳配方是:黏度5 000 m Pa·s的乙烯基硅油100份,粒径5~8μm的碳化硅240份,交联剂5份;在此条件下制得的加成型双组分导热硅橡胶的热导率为1.26 W/m·K、接触热导率在15 000 W/m2·K以上、拉伸强度为1.68 MPa、真空质量损失率为0.27%、可凝挥发物质量分数为0.02%,     

加成型导热固体氟硅橡胶的研制

以甲基乙烯基氟硅橡胶为基料,以羟基硅油或二苯基硅二醇为结构控制剂,以2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷为硫化剂,添加气相法白炭黑、导热填料制得加成型导热固体氟硅橡胶。探讨了填料品种、填料粒径、不同粒径氮化硅复配质量比等对加成型导热固体氟硅橡胶性能的影响。结果表明,当用量相同时,添加大粒径氮化物的导热氟硅橡胶的导热性能优于添加小粒径氮化物的导热氟硅橡胶,且各填料对胶料导热性能提高的大小为:氮化硅氮化铝氮化硼;当粒径7μm的氮化硅与粒径10μm的氮化硅复配质量比为1∶1时,制得的导热氟硅橡胶热导率最高,为1. 362 W/(m·K);加入结构控制剂羟基硅油和二苯基硅二醇会降低胶料硬度和热导率,二次硫化对导热氟硅橡胶热导率影响不大。     

导热氧化镁对三元乙丙导热橡胶性能的影响

为了开发综合性能优异的导热橡胶,以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,导热氧化镁为导热填料,制备了新型导热橡胶,通过对不同导热氧化镁填充量下的导热橡胶热导率、拉伸强度、微观结构等参数的测定,研究了导热氧化镁填充量对EPDM导热性能、物理机械性能等综合性能的影响。结果表明,随着导热氧化镁用量的增大,EPDM热导率明显增大,从0.337 W/(m·K)增大至0.776W/(m·K),导热效率明显提高,并在填充量为80质量份时形成导热网链;交联程度增大,硫化时间略微延长,加工性能下降;材料的力学性能随着导热填料填充量的增加也发生改变,拉伸强度降低,硬度增大,断裂伸长率和拉断永久变形均先上升后下降。综合考虑,导热氧化镁填充到EPDM中,将大幅度提高EPDM的导热效率,可以制备出综合性能优异的导热橡胶。     

氧化铝粒子对导热硅橡胶性能的影响

研究了三种不同粒径氧化铝粒子对硅橡胶热导率的影响。研究发现氧化铝用量为55份时，硅橡胶的热导率达到0．908W／mK；在相同用量下，大粒径氧化铝填充硅橡胶的热导率大于小粒径粒子填充的热导率。不同粒径粒子在最佳混合填充比例时混合填充，所得硅橡胶的热导率大于单一粒径粒子填充效果。此外，和纯硅橡胶相比，最佳混合填充下硅橡胶的热稳定性明显增加，而线膨胀系数明显降低。经偶联剂处理后，体系的热导率和拉伸强度有所增大，线膨胀系数有所下降。