本发明专利技术涉及氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复合材料及其制备方法。在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，通过异佛尔酮二异氰酸酯和大分子二元醇反应，并以小分子醇类化合物为封端剂，制得脂肪族聚氨酯预聚体，然后依次与环氧树脂及固化剂混合，经过加热固化，制备得到氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复合材料。本发明专利技术所制备的氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复合材料兼具良好的导热性能和力学性能，特别是单独使用环氧树脂作为导热基体所导致的脆性大的弊病可得到明显改善。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导热复合材料领域，特别涉及一种氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复 合材料的制备方法。 技术背景 在近些年，基于对便利性的迫切需求，手机、平板电脑、数码相机等通讯和娱乐器 材正逐渐向小型化的方向发展，这样电子元器件的散热性就显得至关重要。环氧树脂具有 良好的力学性能、电性能、粘接性能、热稳定性等，通过加入铜粉、氧化铝、氮化铝等导热填 料，可以制备出具有良好导热性能的环氧树脂基复合材料。但是，环氧树脂在固化过程中分 子链间缺少滑动，易形成三维立体网状结构，交联密度大，因此固化树脂存在内应力大、脆 性大、易开裂等缺点，在较大程度上限制了此类复合材料应用范围的进一步扩大。 对环氧树脂基导热复合材料进行增韧是一个行之有效的方法。Cao等人将纳米 氧化铝分散在聚酯相中，然后再与环氧树脂共混，制备了具有高刚性和高韧性的纳米氧化 铝/聚酯/环氧树脂复合材料，且导电性能和耐热性能优良。但该现有技术未研究纳米 氧化错以及聚酯对复合材料导热性能的影响（Cao Y M, Sun J, Yu D H. Preparation and properties of nano-Al2O3 particles/polyester/epoxy resin ternary composites. Journal of Applied Polymer Science, 2002, 83(1) :70 - 77)。班剑峰等人米用液晶聚 氨酯作为改性剂，制备了环氧树脂液晶聚氨酯/Al2O3/环氧树脂复合材料，虽然复合材料 的热稳定性有所提高，但脆性无明显改善（班剑峰，覃利琴，庞起，梁春杰，陶萍芳.液 晶聚氨酯/Al 2O3/环氧树脂复合材料电性能的研究.玉林师范学院学报（自然科 学），2011，32(5) :73 - 77)。最近有文献报道，采用羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物增韧 环氧树脂，可以使屈服强度、杨氏模量和冲击强度分别提高2. 7%、5. 5%和20. 9% (Zhou H S, Song X X, Xu S A. Mechanical and thermal properties of novel rubber - toughened epoxy blend prepared by in situ pre-crosslinking. Journal of Applied Polymer Science, 2014, 131 (22)，DOI :10. 1002/app. 41110)。但在体系中，并没有添加导热填料。 综上所述，虽然目前有一些关于改善环氧树脂基导热复合材料脆性的文献资料， 但是还未获得显著的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善环氧树脂基导热复合材料脆性较大的缺点，提供一种维持 导热性能和拉伸强度的同时，证明材料脆性的断裂伸长率得到显著提高氧化铝/聚氨酯/ 环氧树脂导热复合材料及其制备方法。 本专利技术首先在引发剂二月桂酸二丁基锡的作用下，以异佛尔酮二异氰酸酯和大分 子二元醇为反应单体，小分子醇类化合物为封端剂，制得脂肪族聚氨酯预聚体；然后在预聚 体中依次加入环氧树脂、氧化铝和固化剂，经过加热固化，制得氧化铝/聚氨酯/环氧树脂 导热复合材料。 本专利技术目的通过如下技术方案实现： 氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1)以质量份数计，将20 - 40份大分子二元醇化合物除水后控制温度为至 30 - 50°C，加入6 - 12份异佛尔酮二异氰酸酯和0. 0025 - 0. 25份的二月桂酸二丁基锡，混 合均匀后，升温至65 - 80°C并反应I - 4h ;加入0. 5 - 3. 0份小分子醇类化合物，继续反应 0. 5 - lh，降至室温，得脂肪族聚氨酯预聚体；所述的大分子二元醇化合物为聚醚二元醇或 聚酯二元醇，分子量为500 - 2000 ; (2)以质量份数计，在脂肪族聚氨酯预聚体中加入50 - 150份的液体环氧树脂，力口 热至35 - 50°C，搅拌条件下升温至60 - 80°C，抽真空并以80 - 120rpm/min的速度搅拌；然 后加入30 - 200份的改性氧化铝，以120 - 180rpm/min的速度搅拌，然后降温至30 - 40°C ; 加入12 -36份的改性胺类固化剂，以30 -60rpm/min的速度搅拌均勻后，将混合物倒入不锈 钢模具中，在60 -65°C的干燥箱中静置5 -IOmin后，加上模具盖，放入干燥箱中于60 -80°C 和110 - 130°C温度中分别固化2 - 3h，自然冷却至室温，打开模具，得氧化铝/聚氨酯/环 氧树脂导热复合材料；所述的改性胺类固化剂为酚醛改性胺类化合物（T31固化剂）、二亚 乙基三胺与丁基缩水甘油醚的加成物（593固化剂）或间苯二胺与环氧丙烷苯基醚的缩合 反应物（590固化剂）中的一种。 优选地，所述除水是在温度为100 - 120°c和真空度为0. 09 - 0. IMPa的条件进行。 所述除水的时间优选为2 - 4h。 所述的小分子醇类化合物为乙醇、丙醇和丁醇中的一种或多种。 所述的液体环氧树脂的粘度为2000 - 15000mPa · s。 所述的氧化铝的粒径为1 - 5 μ m。 所述搅拌条件下升温至60 - 80°C的搅拌的时间为10 - 60min。 所述以80 - 120rpm/min的速度搅拌的时间为10 - 30min ;以120 - 180rpm/min的 速度搅拌的时间为〇. 5 - 2h ;以30 - 60rpm/min的速度搅拌的时间为5 - 20min。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点： (1)采用脂肪族聚氨酯预聚体为柔性改性剂，其分子结构中不仅具有活性的酰胺 基团，而且还有柔性的C - C链和C - 0 - C链，与环氧树脂有良好的相容性，可以明显提高环 氧树脂基导热复合材料的断裂伸长率，从而改善其脆性，进一步扩大其使用范围。 (2)在脂肪族聚氨酯预聚体上残留的少量异氰酸酯基，可与环氧树脂上的环氧基发 生化学反应，使两者之间通过化学键形成互穿网络结构，更加有利于其断裂伸长率的提高。【具体实施方式】 为更好地理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的实 施方式不限如此。 本专利技术中的热导率依照GB/T 11205 -2009标准测定：将尺寸为180 X 180 X 2mm的 测试试样放在平板上后，施加规定的压力。在试样的一面加入稳定的温度，热量将通过输入 温度的一面（热面）传递到另一面（冷面），待稳定以后测量热流传递量，再经下式计算热 导率： 入=(Q · D) / 式中：λ -热导率，W · Iir1^r15Q-热流传递量，W ;D-试样厚度，m;S-试样的 表面积，m2;K i-试样热面温度，K ;K 2-试样冷面温度，K。 本专利技术中的拉伸强度和断裂伸长率按照ISO 0527进行测试，拉伸速率为5mm/min。 实施例1 在反应器中加入20g分子量为2000的聚醚二元醇（牌号N220,中国石油化工股份 有限公司上海高桥分公司），在KKTC和真空度为0. 09MPa的条件下，除水3h后降至50°C ; 将8g异佛尔酮二异氰酸酯和0. 05g本文档来自技高网...
【技术保护点】
氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以质量份数计，将20‐40份大分子二元醇化合物除水后控制温度为至30‐50℃，加入6‐12份异佛尔酮二异氰酸酯和0.0025‐0.25份的二月桂酸二丁基锡，混合均匀后，升温至65‐80℃并反应1‐4h；加入0.5‐3.0份小分子醇类化合物，继续反应0.5‐1h，降至室温，得脂肪族聚氨酯预聚体；所述的大分子二元醇化合物为聚醚二元醇或聚酯二元醇，分子量为500‐2000；(2)以质量份数计，在脂肪族聚氨酯预聚体中加入50‐150份的液体环氧树脂，加热至35‐50℃，搅拌条件下升温至60‐80℃，抽真空并以80‐120rpm/min的速度搅拌；然后加入30‐200份的改性氧化铝，以120‐180rpm/min的速度搅拌，然后降温至30‐40℃；加入12‐36份的改性胺类固化剂，以30‐60rpm/min的速度搅拌均匀后，将混合物倒入不锈钢模具中，在60‐65℃的干燥箱中静置5‐10min后，加上模具盖，放入干燥箱中于60‐80℃和110‐130℃温度中分别固化2‐3h，自然冷却至室温，打开模具，得氧化铝/聚氨酯/环氧树脂导热复合材料；所述的改性胺类固化剂为酚醛改性胺类化合物、二亚乙基三胺与丁基缩水甘油醚的加成物或间苯二胺与环氧丙烷苯基醚的缩合反应物中的一种。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李红强，赖学军，曾幸荣，吴文剑，周刚，赵耀，黄生荣，
申请(专利权)人：华南理工大学，惠州中京电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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