一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料及其制备方法。一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，按照质量计，包括70～99％的高分子粉体和1～30％导热绝缘填料。一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料的制备方法，包括：(1)将1～30份导热绝缘填料与70～99份高分子粉体混合，通过机械研磨制备导热绝缘填料@高分子粉体核壳结构，研磨压力：3～30MPa，研磨时间5～60min；(2)将导热绝缘填料@高分子粉体核壳结构置于模具中通过热压成型，制备具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，成型压力为5～50MPa，成型温度为80℃～350℃，成型时间10～60min。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料及其制备方法，属于材料科学与工程领域。
技术介绍
高分子材料以其优异的耐化学腐蚀性、电气绝缘性能、质轻、易加工成型等突出优点，广泛应用于各个领域。但是，大多数高分子材料的导热性能都较差，其本征导热系数一般在0.2W/m·K左右，远不能满足绝缘散热及导热场合的使用要求。目前提高高分子材料导热性能的主要方法是填充具有高热导率的绝缘陶瓷填料，如氧化铝、氮化硼、氮化铝等，一般需要较高的填料用量才能形成连续导热通路。如中国专利文献CN101067044A中，导热绝缘填料占35～65％；中国专利文献CN101899209A中，导热绝缘填料占40～85％。大量导热绝缘填料的加入，损失了高分子材料的力学性能、电绝缘性能和加工成型性能。在导电高分子复合材料研究中，调控导电填料在高分子材料中的分布，设计制备具有隔离结构的导电高分子复合材料，是降低导电填料含量的有效方法，受到研究者广泛关注。中国专利文献CN104530521A的具有隔离结构的导电高分子复合材料中，导电粒子的体积只有高分子材料/导电粒子共混料体积的1～10％。中国专利文献CN102617918A的具有隔离结构的导电高分子复合材料中，导电填料碳纳米管含量只有1～2％。因此，在具有隔离结构的导电高分子复合材料中，导电填料含量较低，使复合材料具有优异的力学性能和加工成型性能。r>
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术的第一个目的在于公开一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料。本专利技术的第二个目的在于公开一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料的制备方法。技术方案：一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，按照质量计，包括70～99％的高分子粉体和1～30％导热绝缘填料。进一步地，所述高分子粉体为热塑性高分子粉体，所述高分子粉体粒径为10～2000μm。更进一步地，所述高分子粉体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯的一种或几种。更进一步地，所述高分子粉体为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚苯醚的一种或几种。更进一步地，所述高分子粉体为聚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮的一种或几种。进一步地，所述导热绝缘填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氮化硅和碳化硅中的一种或几种，所述导热绝缘填料的粒径为0.01～100μm。一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将1～30份导热绝缘填料与70～99份高分子粉体均匀混合，再通过机械研磨制备导热绝缘填料高分子粉体核壳结构，研磨压力：3～30MPa，研磨时间5～60min；(2)将制备出的导热绝缘填料高分子粉体核壳结构置于模具中通过热压成型，制备具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，成型压力为5～50MPa，成型温度为100℃～350℃，成型时间10～60min。进一步地，所述高分子粉体为热塑性高分子粉体，所述高分子粉体粒径为10～2000μm。更进一步地，所述高分子粉体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯的一种或几种。更进一步地，所述高分子粉体为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚苯醚的一种或几种。更进一步地，所述高分子粉体为聚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮的一种或几种。进一步地，所述导热绝缘填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氮化硅和碳化硅中的一种或几种，所述导热绝缘填料的粒径为0.01～100μm。有益效果：本专利技术公开的一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料及其制备方法具有以下有益效果：(1)、通过调控导热绝缘填料与高分子粉体的形貌及大小，通过机械研磨方式制备导热绝缘填料高分子粉体核壳结构，形成三维连续导热网络；再通过热压成型制备具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，在较低的导热绝缘填料含量下形成连续的导热通路，最大限度提高高分子复合材料的导热性能；(2)、采用本专利技术方法制备的具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料还具有优异的力学性能、电绝缘性能和加工成型性能；(3)、价格昂贵的导热绝缘填料含量较低，大大降低了生产成本，有利于推广应用。具体实施方式：下面对本专利技术的具体实施方式详细说明。实施例1一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将1份导热绝缘填料与99份高分子粉体均匀混合，再通过机械研磨制备导热绝缘填料高分子粉体核壳结构，研磨压力：3MPa，研磨时间60min；(2)将制备出的导热绝缘填料高分子粉体核壳结构置于模具中通过热压成型，制备具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，成型压力为5MPa，成型温度为80℃，成型时间10min。进一步地，高分子粉体为热塑性高分子粉体，高分子粉体粒径为10μm。更进一步地，高分子粉体为聚乙烯。进一步地，导热绝缘填料为氧化铝粉体，导热绝缘填料的粒径为0.01μm。实施例2与实施例1大致相同，区别仅仅在于：步骤(2)中成型温度为150℃；高分子粉体为聚丙烯；导热绝缘填料为氮化硼，导热绝缘填料的粒径为100μm。实施例3与实施例1大致相同，区别仅仅在于：步骤(2)中成型温度为100℃；高分子粉体为聚氯乙烯；导热绝缘填料为氮化铝，导热绝缘填料的粒径为20μm。实施例4与实施例1大致相同，区别仅仅在于：步骤(2)中成型温度为200℃高分子粉体为聚苯乙烯。导热绝缘填料为碳化硅，导热绝缘填料的粒径为5μm。实施例5与实施例1大致相同，区别仅仅在于：步骤(2)中成型温度为100℃；高分子粉体为聚氨酯；导热绝缘填料为氧化铝，导热绝缘填料的粒径为20μm。实施例6与实施例1大致相同，区别仅仅在于：步骤(2)中成型温度为100℃；高分子粉体为等质量的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯的混合物。导热绝缘填料为等质量的氧化铝、氮化硼、氮化铝、氮化硅和碳化硅的混合物，导热绝缘填料的粒径为20μm。实施例7一种具有三维隔离结构的导热绝缘高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，其特征在于，按照质量计，包括70～99％的高分子粉体和1～30％导热绝缘填料。

【技术特征摘要】
1.一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，其特征
在于，按照质量计，包括70～99％的高分子粉体和1～30％导热绝缘填
料。
2.根据权利要求1所述的一种具有三维隔离结构的导热绝缘高
分子复合材料，其特征在于，所述高分子粉体为热塑性高分子粉体，
所述高分子粉体粒径为10～2000μm。
3.根据权利要求1所述的一种具有三维隔离结构的导热绝缘高
分子复合材料，其特征在于，所述导热绝缘填料为氧化铝、氮化硼、
氮化铝、氮化硅和碳化硅中的一种或几种，所述导热绝缘填料的粒径
为0.01～100μm。
4.一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料的制备方
法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将1～30份导热绝缘填料与70～99份高分子粉体均匀混合，
再通过机械研磨制备导热绝缘填料高分子粉体核壳结构，研磨压力：
3～30MPa，研磨时间5～60min；
(2)将制备出的导热绝缘填料高分子粉体核壳结构置于模具中
通过热压成型，制备具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料，
成型压力为5～50MPa，成型温度为80℃～350℃，成型时间10～
60...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文彬，唐小红，廖治强，程金旭，吴菊英，范敬辉，张凯，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51